Разработка и моделирование конструкции машины для разделения наноразмерных материалов / А. Д. Колосов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ‑ 2018. ‑ Т. 60, № 4. ‑ С. 8–15. ‑ DOI: 10.26731/1813-9108.2018.4(60).8-15
10.26731/1813-9108.2018.4(60).8-15
В работе приведен краткий обзор существующих способов флотационного разделения, а также обзор наиболее распространенных на сегодняшний день конструкций флотомашин. Приведены особенности используемых конструкций и выделены основные преимущества и недостатки. Показаны проблемы, возникающие при флотации мелкодисперсного сырья на классических конструкциях флотомашин. Рассмотрены наиболее распространенные на сегодняшний день конструкции флотационных машин – колонная и импеллерная. Изучены характерные особенности данных конструкций и сформулирован ряд требований к новой конструкции флотомашины, лишенной недостатков, обнаруженных в классических флотомашинах. На основании выделенных особенностей сформулированы требования, которым должна соответствовать флотомашина новой конструкции. Предложен ряд технических решений, позволяющих новой флотомашине соответствовать указанным требованиям. Рассмотрены технологические тонкости построения некоторых элементов чертежей, использующихся при плазменном раскрое некоторых сборочных деталей. Разработана новая конструкция флотомашины, соответствующая современным требованиям по простоте и надежности конструкции, низкой стоимости изготовления и высокой эффективности флотационного разделения. Особый акцент сделан на максимальном извлечении ценного продукта даже при очень высокой дисперсности обрабатываемого материала. Построена трехмерная модель, благодаря которой оптимизировано построение сложных геометрических элементов, а также рассчитана металлоемкость конструкции. Флотомашина новой конструкции по разработанным чертежам построена и требует проведения лабораторных испытаний. При помощи данной модели сгенерированы наиболее сложные для классического построения чертежи элементов конструкции. По разработанным чертежам изготовлена лабораторная флотомашина объемом 250 литров, выполненная из коррозионностойкой стали марки 08Х18Н10.
Статья подготовлена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ с использованием результатов работ, выполненных в ходе проекта 02.G25.31.0174 «Разработка комплексной ресурсосберегающей технологии и организация высокотехнологичного производства наноструктур на основе углерода и диоксида кремния для улучшения свойств строительных и конструкционных материалов» в рамках Программы реализации комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства, утвержденных постановлением Правительства РФ № 218 от 9 апреля 2010 г.
1. Chemical Engineering Science / A.V. Nguyen et al. 2006. 61. 2494–2509.
2. D. Tao, S. Yu, B.K. Parekh. Picobubble Enhanced Fine Coal Flotation // Proceedings of XV International Congress of Coal Preparation. China. 2006. Vol. 1. Р. 385–392.
3. Карлина А.И. Расчет производительности промывочных машин и устройств // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. № 1 (45). С. 54–62.
4. Дружинина Т.Я., Немаров А.А., Небогин С.А. Основные типы конструкций отсадочных машин // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016. № 3 (51). С. 88–92.
5. Сысоев И.А., Кондратьев В.В., Ржечицкий А.Э. Исследование применения эффекта Коанды для сепарации целевой фракции микрочастиц кварца // Вестник ИрГТУ. 2011. № 11 (58). С. 174–178.
6. Карлина А.И. Изучение структуры внутренних течений и волнового движения водного и взвесенесущего потока // Вестник ИрГТУ. 2015. № 4. С. 137–145.
7. Yastrebov K.L., Dykusov G.E., Karlina A.I. Elaboration of technology and the way of reagent free complex preparation and purification of natural water & sewage // Science and Education : мaterial of the V international research and practice conference. 2014. Р. 392–401. Munich, Germany, 2014. Р. 392401.
8. Карлина А.И. Исследование работы гидроэлеваторов и безнапорного самотечного транспорта // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2014. № 4. С. 62–69.
9. Карлина А.И. Изучение гидродинамики гравитационного обогащения полезных ископаемых // Вестник ИрГТУ. 2015. № 3. С. 194–199.
10. Новые технологические решения по переработке отходов кремниевого и алюминиевого производств / В.В. Кондратьев и др. // Металлург. 2013. № 5. С. 92–95.
11. Естественная аэрация струй и потоков / В.В. Кондратьев и др. // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 10. С. 80–87.
12. Способ извлечения наноразмерных частиц из техногенных отходов производства флотацией : пат. 2500480 Рос. Федерация / В.В. Кондратьев, А.А. Немаров, А.Э. Ржечицкий, Н.А. Иванов, Н.В. Лебедев ; патентообладатель Иркут. гос. техн. ун-т ; опубл. 10.12.2013, Бюл. № 34.
13. Пат. 2578319 Рос. Федерация. Способ выделения углеродных наночастиц из техногенного углеродистого материала / Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В. Заявл. 21.11.2014 ; опубл. 27.03.2016.
14. Немаров А.А., Лебедев Н.В. Разработка научных основ повышения производительности флотационных машин и оценка их экономической эффективности // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. № 3 (47). С. 79–82.
15. Немаров А.А., Лебедев Н.В., Карлина Ю.И. Теоретические и экспериментальные исследования параметров пневмогидравлических аэраторов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. № 4 (48). С. 44–50.
16. Теория и практика процессов флотационного обогащения наноразмерных сред / В.В. Кондратьев и др. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2015. 160 с.
17. Результаты теоретических и практических исследований флотации наноразмерных кремнийсодержащих структур / В.В. Кондратьев и др. // Журнал СФУ. Сер.: Техника и технологии. 2016. Т. 9. № 5. С. 657–670.
18. Ivanchik N., Kondrat'ev V., Chesnokova A. Use of Nanosilica Recovered from the Finely Dispersed By–product of the Electrothermal Silicon Production for Concrete Modification // Procedia Engineering 2. Сер. «2nd International Conference on Industrial Engineering, ICIE 2016» 2016. С. 1567–1573.
19. Каргапольцев С.К., Большаков Р.С. Динамика машин. Математическое обеспечение вычислительного моделирования // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2011. № 4 (32). С. 23–30.
20. Оценка применения продуктов переработки отходов кремния в качестве ультрадисперсных активирующих флюсов для дуговой сварки / Н.Н. Иванчик и др. // Вестник ИрГТУ. 2016. Т. 20. № 12 (119). С. 165–172.
21. Улучшение свойств серого чугуна кремнийдиоксид и углеродными наноструктурами / В.В. Кондратьев и др. // Журнал СФУ. Сер.: Техника и технологии. 2016. Т. 9. № 5. С. 671–685.
22. Переработка и применение мелкодисперсных отходов кремниевого производства в строительстве / В.В. Кондратьев и др. // Олон Улсын Бетоны XIV БАГА ХУРАЛ : материалы междунар. строител. симпозиума. Улан-Батор, 2015. С. 105–114.
23. Композиция для снижения износа в паре трения колесо – рельс : пат. 2318013 Рос. Федерация. 2006131639/04 ; заявл. 01.09.2006 ; опубл. 27.02.2008, Бюл. № 6.
24. Shastin V.I., Kargapol'tsev S.K. Laser modification of frictional surfaces // Russian Engineering Research. 2017. Т. 37. № 9. С. 764–767.
25. Results of the complex studies of microstructural, physical and mechanical properties of engineering materials using innovative methods / V.I. Shastin et al. // International Journal of Applied Engineering Research. 2017. Т. 12. № 24. Р. 15269–15272.
26. Кузьмин М.П., Кондратьев В.В., Ларионов Л.М., Кузьмина М.Ю., Иванчик Н.Н. Возможность получения сплавов системы Al–Si с использованием аморфного микрокремнезема // Металлург. 2017. № 1. С. 101–105.
27. Kuz’min M.P., Kondrat’ev V.V., Larionov L.M., Kuz’mina M.Y., Ivanchik N.N. Possibility of preparing alloys of the Al-Si system using amorphous microsilica // Metallurgist. 2017. Vol. 61. P. 86–91.
28. Получение силуминов с использованием аморфного микрокремнезема / М.П. Кузьмин и др. // Перспективы развития технологии переработки углеводородных, растительных и минеральных ресурсов : материалы науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск, 2017. С. 48–50.