Спосіб перероблення полімінеральної калійної руди

Спосіб перероблення полімінеральної калійної руди, при якому подрібнюють полімінеральну калійну руду, розчиняють, відділяють нерозчинний залишок від ненасиченого розчину, здійснюють 3 40786 124.8 тони. В результаті розчинення утворюється 303.4 тони ненасиченого за іонами К+, Mg2+, SO42розчину і 62 тони нерозчиненого залишку, який відділяють від ненасиченого розчину і подають на конверсію з оборотним карналітом у кількості 18,6 тони і активованим у кавітаційному циркуляційному контурі карналітовим розчином у кількості 11.9 тон. Виходячи з вимог технологічного процесу і енергетичних показників і експериментальних даних задаємо кратність циркуляції карналітового розчину через робочу ділянку кавітаційного пристрою n=6. Потрібну витрату середовища розраховуємо враховуючи об’єм карналітового розчину і час на його активацію. Так, час на однократне проходження карналітового розчину через робочу ділянку r 7200 t1 = = = 1200c = 20 хв., n 6 де r -час активації, с; n - кратність циркуляції. Тоді, потрібна витрата середовища Q, м3/с V 9,1 Q= = = 0,007м3 / с = 27,3м3 / год. t1 1200 V=m·r=11900×1301=9,1м3 Визначаємо геометричні параметри робочої ділянки кавітатора з умови забезпечення необхідних параметрів кавітаційного поля, зокрема числа кавітації s=1,6; стадії кавітації l=2.1; тиску за кавітатором Рк=50000 Па і кофіцієнта стиснення потоку k=0.6-0.75. При більших значеннях k кавітує зазор. За експериментальними даними такий режим досліджується при значенні швидкості в зазорі uз=14.5м/с. Для забезпечення такої швидкості площа пристінного зазору повинна визначатись за умовою h1 = l ( l u2 0.3164 4 × l 4Q / pd2 × = × × 2R 2g Re0.25 2d 2g ) 2 = 0.3164 98000 0.25 Відповідно до рис, циркуляційний контур має одне коліно до робочої ділянки і два після. Втрати напору h2 в цьому випадку 2ö æ æ u2 ö ÷ = 3 × ç1.1 0.89 ÷ = 0.13335м = 1307.7 Па h2 = 3 × ç z ç 2 × 9.8 ÷ ç 2g ÷ ø è è ø Втрати на конфузорі h3 і дифузорі h4 а також загальні по контуру hк h3 = z 3 × u2 0 .98 2 = 0.14 × = 0.0068м = 67 .27 Па 2×g 2 × 9. 8 u2 0.98 2 = 0.27 × = 0.0132м = 129.4 Па 2×g 2 × 9. 8 hк=h1+h2+h3=1450.39+1307.3+67.27+129.4=295 4.36 Па Тоді Н=210838.7+2954.36=213793.06 Па. У відповідності до розрахованих значень Q і Н вибирають насос з каталога. h4 = z 4 × 4 Q 7 × 10 -3 = = 4,8 × 10 - 4 м2 uз 14,5 З цієї залежності знаходимо діаметр конфузора у місці встановлення кавітатора за рівнянням wпр.з. = wD - wd = Dк = 12 × 10 -3 = 0,0346м k= D k Діаметр кавітатора визначаємо з умови Dк=0,7·0,0346=0,024м Визначаємо параметри конфузора Dкон на вході у робочу ділянку з умов стабілізації потоку Dкон.=dн.m.=Dк·3,16=0,0346·3,16=0,1м Визначаємо тиск на вході у робочу ділянку Р0, Па P0 = r × u2 1000 × 14,5 2 3 × s + Pк = × 1.6 + 50000 = 218200 ПА, 2 2 , де s - число кавітації; Рк - тиск за кавітатором, Па; u3 - швидкість в зазорі, м/с. Довжину циліндричної ділянки визначаємо з умови L=4dк=4×0.024=0.096м Кут розкриття дифузора за технологічними умовами 2a=15° Визначаємо втрати напору на кавітаційне оброблення hр=r×u32×Еu=1000×14.52×1.0028=210838.7 Па Критерій Ейлера розраховуємо за залежністю Еu=6.17×k5.51×l0.2=6.17×0.75.51×2.10.2=1.0028 Інші загальні втрати напору на контурі hк розраховуємо в залежності від кількості місцевих опорів і колін, та втрат на довжині трубопроводу. Тоді необхідний напір насосу H=hp+hк В загальному вигляді втрати напору h1 на довжині 10 м можна розрахувати за виразом × ( 4 × 10 4 × 0.007 / 3.14 × 0.12 × 2 × 0.1 2 × 9.8 ) 2 = 0.1479м = 1450.39 Па Після конверсії конвертовану суміш розчиняють з ненасиченим сольовим розчином, отриманим при попередньому розчиненні руди. Суспензію, що утворилася, відділяють від нерозчиненого залишку і подають на відстоювання. Освітлений насичений розчин відділяють від глинистого мулу. Глинистий мул подають на промивання оборотною водою, а отриману промивну воду повертають на розчинення руди. Освітлений насичений розчин подають на кристалізацію шеніту. Отриманий шеніт сушать до калімагнезії. Частину шенітового маточного розчину рекомендується повертати на стадію розчинення. Використання запропонованого способу виробництва перероблення полімінеральної калійної руди дозволить прискорити процес і досягнути ступеню конверсії 95.5 % за 480 годин при температурі 35 °С. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 40786 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601