Acta Montanistica Slovaca Ročník 0 (200), ioriadne číslo, 00-08 Návrh technológie letia serpentinitovej suroviny z dobšinských háld Michal Leško, Milan Búgel, Toáš Bakalár a Alena Pietriková 2 Technological project of serpentine raw aterial illing fro Dobšiná heaps Serpentine heaps in the surrounding of Dobšiná are an old ecological proble of the city and at the sae tie a suitable aterial for the production of MgCl 2 and SiO 2. The technology of the production is based on the cheical processing of the raw aterial, which is preceded by the raw aterial preparation coprising of the echanical and hydraulic sorting, illing and the agnetic separation operations. Key words: illing, illing kinetics, sorting, circulating batch, agnetic separation. Úvod Využitie prieyselných odpadov je dôležité nielen z hľadiska ochrany životného prostredia, ale á ďalekosiahly význa aj ako zdroj druhotných surovín. Serpentinitové haldy v Dobšinej, ktoré sú pozostatko z ťažby a spracovania chryzotilového azbestu v inulo období, svoji zložení evokujú ich využitie v rôznych oblastiach prieyslu. Jednou z ožností je využitie serpentinitových odpadov na cheickú výrobu čistého oxidu kreičitého a chloridu horečnatého (Búgel et al., 2003). Návrh technologickej linky predpokladá jej zloženie z dvoch relatívne saostatných častí zaeraných na : echanickú úpravu suroviny, cheickú výrobu oxidu kreičitého a chloridu horečnatého. V toto príspevku sú rozoberané predovšetký otázky letia suroviny so zaeraní na jej využitie v nadväzujúcej cheickej prevádzke. Charakteristika serpetinitového odpadu Serpentinitový odpad dobšinských háld je tvorený zvyško po spracovaní chryzotilu, z ktorého sa získavali vlákna azbestu a v neskoršo období serpentinitová drvina na výrobu kaeniva. Množstvo suroviny uložené na haldách je odhadované na cca,3 ilióna ton. Haldy tvoria nasypané kužele s vysoký sypný uhlo. Vo východnej časti je jeden kužeľ haldy otvorený stenou, ktorá sa vytvorila v dôsledku ťažby haldy, pretože tento ateriál slúžil po vytriedení jených podielov ako posypový ateriál na cesty. Odkryv poskytuje pohľad na úplný rez haldou a vytvára najvhodnejšie podienky pre odber vzoriek (Búgel et al. 2002). Zrnitostná charakteristika serpentinitového odpadu Časť zhoogenizovaných vzoriek odobratých z haldy bola využitá na zrnitostný rozbor suchou cestou, pri ktoro boli realizované tri paralelné stanovenia. Zistené výsledky sú uvedené v tab.. Zrnitostný rozbor zrnitostnej triedy 0- bol realizovaný na sitách 0,; 0,4 a 0,7 okrou cestou. Pri príprave ateriálu na cheický výsku bola časť ateriálu triedená na site okatosti. Po roztriedení jednej šarže ateriálu určeného na cheické spracovanie v nožstve 22,8 kg bol zistený nasledujúci hotnostný výnos zrnitostných tried : zrnitostná trieda 0 8,2 %, zrnitostná trieda + 4,8 %. Tento údaj sa veľi dobre zhoduje s hodnotai zvýraznenýi v tab.. Rozdiely edzi paralelnýi eraniai sa využili na previerku presnosti a správnosti zrnitostného rozboru. Vyhodnotené rozdiely kuulovaných hotnostných výnosov sú uvedené v tab. 2. prof. Ing. Michal Leško, CSc., doc. Ing. Milan Búgel, CSc., Ing. Toáš Bakalár, Katedra ineralurgie a environentálnych technológií, F BERG TU v Košiciach, Park Koenského 9, 043 84 Košice, Michal.Lesko@tuke.sk, Milan.Bugel@tuke.sk, Toas.Bakalar@tuke.sk 2 doc. Ing. Alena Pietriková, CSc., Katedra technológií v elektrotechnike, FEI TU v Košiciach, Alena.Pietrikova@tuke.sk (Recenzovaná a revidovaná verzia dodaná 2. 9. 200) 00
Acta Montanistica Slovaca Ročník 0 (200), ioriadne číslo, 00-08 Najväčší rozdiel je zvýraznený. Zo štatistického Kologorovovho-Sirnovovho testu (Leško et al,. 986) vyplýva, že uvedený rozdiel je štatisticky nevýznaný a predstavuje ani nie 3 % relatívnu chybu. Na základe uvedeného ôžee konštatovať, že výsledky sú správne a nasledujúca analýza potvrdzuje, že aj presné. Presnosť rozboru sa dá vyhodnotiť z hotnosti navážok pred a po zrnitostno rozbore. Hodnoty sú uvedené v tab. spodné riadky. Celková relatívna chyba vypočítaná podľa vzťahu 2 2 2 2 2 2 2 ε R( ) = ε R + ε 0,00 R + ε 2 R = + + + =, 3 000 000 000 čo predstavuje 0, % a pre daný druh práce je veľi alá. Zistené rozdiely sú štatisticky nevýznané a z hľadiska praktického sú nepodstatné. Presnosť zrnitostného rozboru je veľi vysoká. Tab.. Zrnitostný rozbor serpentinitového odpadu (Búgel et al. 2002) Tab.. Particle size analysis of the serpentine waste (Búgel et al. 2002) Zrnitostná Hotnostný výnos [%] trieda Vzorka Vzorka 2 Vzorka 3 Prieerná vzorka [] γ i γ i γ i γ i γ i γ i γ i γ i 0 0, 3,3 >62,9 >62, >62,4 0, - 0,4 0,4 0,7 0,7-26,6 3,7 9,7 6,9 7,6 8,3 2, 0,4 8,8 62,9 7,0 8,4 0,9,3 8, 62, 73,4 84,7 2,2 0, 8,8 74,6 8, 2, 9, 94,4 2,0 94,2 2,4 93,2 2,2 93,9 2, 4 2, 96,, 96,2,4 9,6,6 96, 4 +,8,7 98,3 00,0 2,3 97,7 00,0 3,0 97,0 00,0 2,3 97,7 00,0 Hotnosť 000,0 000,0 000,0 pred analýzou vzorky [g] 998,0 99,0 999,0 po analýze Z uvedeného vyplýva, že zrnitostné zloženie sa ôže vyjadriť prieernýi hodnotai posledný stĺpec tab.. Na stanovenie podielu 0 0,2 ( požiadavka cheického spracovania suroviny ) v zrnitostnej triede 0 bolo použité okré triedenie na site okatosti 0,2. Výsledky troch paralelných analýz sú nasledujúce : Zrnitostná trieda [] Hotnostný výnos [%] 0,00 0,2 8,9 0,2 4, a 0,00 00,0 Z uvedeného vyplýva, že na doieľanie je určený cca 40 % podiel suroviny zrnitostnej triedy 0. Tab. 2. Vyhodnotenie správnosti zrnitostného rozboru Tab. 2. Evaluation of the particle size analysis accuracy Zrnitostná trieda Rozdiely kuulovaných hotnostných výnosov tried [%] [] Vzorka 2 2 Vzorka 3 3 Vzorka 2 3 23 0 0,4 0,4 0,7 0,7 2, 2, 4 4 + -,0 0,6-0, 0,2 0,3 0,6 - Cheické zloženie serpentinitového odpadu Účelo cheického rozboru bolo zistiť skutočné zastúpenie hlavných zložiek SiO 2 a MgO. Teoretické cheické zloženie serpentínu, resp. chryzotilu 3MgO.2SiO 2.2H 2 O sa ôže vyjadriť v nasledujúcich hotnostných podieloch: 43,63 : 43,33 : 3,04 %. Cheický rozbor bol urobený v Geoanalytických laboratóriách ŠGÚ v Spišskej Novej Vsi, výsledky sú uvedené v tab. 3. Porovnávaní údajov v stĺpcoch, 2 a 3 vidieť, že rozdiely v obsahoch SiO 2 a Fe 2 O 3 sú alé. Relatívne vysoký obsah Fe ôže byť spôsobený prítonosťou oxidov železa, napr. aj agnetitu Fe 3 O 4. Uvedený problé je potrebné riešiť vo fyzikálnej časti úpravy agnetickou cestou. Rozdiely hodnôt prvého a druhého stĺpca tab. 3 sú iniálne, čo je potvrdení skutočnosti zistenej zrnitostný rozboro, že zastúpenie triedy predstavuje až 8 % z celkového nožstva ateriálu. Mineralogický rozbor suroviny z haldy špeciálne pre potreby riešenia tejto úlohy nebol urobený. V ráci geologického prieskuu ložísk v okolí Dobšinej výsledky ineralogického rozboru z hľadiska - 0,6 2,2 0,6,2 0,9,3-0,4,6 0,7,0 0,6 0,7-0
Michal Leško, Milan Búgel, Toáš Bakalár a Alena Pietriková: Návrh technológie letia serpentinitovej suroviny z dobšinských háld kvality sú znáe (Fischerová et al., 983; Grecula et al., 99; Koděra et al., 989), ale chýba kvantitatívny ineralogický rozbor. V dostupných praeňoch (Grecula et al., 99; Koděra et al., 989) je uvedené, že základnýi ineráli ložiska sú lizardit a chryzotil, ďalej sú prítoné zvyšky pôvodnej horniny olivínu a enstatitu pred serpentinizáciou. Horčík v serpentinite ôže byť substituovaný železo, angáno, niklo, chróo, ale aj hliníko. Vyskytujú sa pyroxeny, pyroaurit, aj afibol. Z rudných inerálov agnetit, chroit, zriedka chrospinelit, inerály Ni a Co, ako aj stopové prvky Ag, Co a Ga. Tab. 3. Cheické zloženie serpentinitového odpadu Tab. 3. Cheical coposition of the serpentine waste Zložka Halda Zrnitostná trieda - Zrnitostná trieda + [hot. %] 2 3 SiO 2 MgO Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO FeO Cr 2 O 3 NiO MnO Strata žíhaní 38,9 37,00,46 8,03,22, 0,38 0,2 0, 2,8 38,44 37,,4 7,89,2 0,67 0,40 0,26 0,2 2,77 40,0 36,34,73 7,4 0,99 0,9 0,43 0,26 0,2 2,49 Z fyzikálnych vlastností je potrebné spoenúť hustotu, ktorá sa pre hlavné inerály pohybuje v intervaloch 2, 2,7 g.c -3, hoci niektoré zložky, hlavne inerály rúd, ajú podstatne vyššiu hodnotu. Štruktúra, resp. textúra neá z technologického hľadiska spracovania tejto suroviny praktický význa, pretože na haldách sa surovina vyskytuje prevažne v zrnitostnej triede pod. Pôvodná hornina sa vyznačuje dobrou štiepateľnosťou a je krehká, nižšej tvrdosti (3- stupeň Mohsovej stupnice), čo sa priaznivo odráža na poerne dobrej drviteľnosti. Horšia eliteľnosť (Fischerová et al., 983) je pravdepodobne spôsobená prítonosťou azbestových žiliek. Z ostatných vlastností inerálov dôležitých pre úpravu je potrebné uviesť agnetické a elektrické vlastnosti. Magnetit, resp. chrospinelit patria k feroagnetický inerálo, ostatné inerály sú para, resp. diaagnetické. Z hľadiska elektrickej vodivosti patrí surovina do skupiny nevodičov a niektoré rudné inerály, ktorých zastúpenie je nepatrné, sú polovodiče. Návrh technológie úpravy serpentinitovej suroviny Zloženie serpentinitovej suroviny a vlastnosti hlavných zložiek deterinujú voľbu etódy jej fyzikálnej úpravy. Prvoradý cieľo úpravy je pripraviť surovinu na vstup do cheickej časti prevádzky. Z toho teda vyplývajú tieto úlohy : úprava zrnitosti, ktorá by ala dosiahnuť hodnotu 96 % pod 0,2, zníženie obsahu železa vo vsádzke, pretože jeho prítonosť zvyšuje spotrebu cheikálií pri lúhovaní a hotnosť filtračného koláča zo spracovania kvapalnej fázy po lúhovaní. Z týchto predpokladov vychádza predkladaný návrh technológie úpravy. Technológia vstupnej časti úpravy serpentinitovej suroviny z dobšinských háld je tvorená operáciai triedenia a letia, ktoré ôžu byť v technologickej schée zaradené spôsobo zobrazený na obr.. Voľba technologického postupu je závislá na vlastnostiach suroviny. Z hľadiska cheickej úpravy (Neubauer et al., 2002) ku škodlivý zložká patria všetky kovy, predovšetký najviac zastúpené železo, tab. 3. Zaradenie operácie agnetickej separácie je závislé na distribúcii železa v jednotlivých zrnitostných triedach. Distribúcia železa v prepočte na Fe 2 O 3 do jednotlivých zrnitostných tried je nasledovná: Zrnitostná trieda [] Obsah Fe 2 O 3 [ %] - 0, 7,6 0, 0,40 8,06 0,40 0,7 7,66 0,7,00 7,30,00 2,0 7,0 vlákna azbestu 3, Z uvedeného vyplýva, že železo sa vo všetkých zrnitostných triedach vyskytuje rovnoerne, a preto odporúčae zaradiť agnetickú separáciu pred operáciu letia. 02
Acta Montanistica Slovaca Ročník 0 (200), ioriadne číslo, 00-08 O to, či sa agnetická separácia do výrobného cyklu zaradí alebo nie, rozhodujú nohé technologické faktory, ale predovšetký ekonoická efektívnosť takého kroku. Triedenie ( ) + - kaenivo Magnetická separácia Hydraulické triedenie Magnetický produkt Odpad Cheická výroba Mletie Obr.. Návrh technologickej schéy úpravy serpentinitového odpadu Fig.. Proposal of technological schee of the serpentine waste processing Technologické operácie v navrhovano technologicko postupe ajú plniť tieto úlohy : Operácia echanického triedenia Triedenie sa ôže realizovať na echanicko triediči na štrbinových sitách s využití intenzívneho sprchovania triedeného ateriálu. Produkty triedenia sú : podsitný, je dopravovaný na agnetickú separáciu, nadsitný produkt +, tvorený aj hrubší ateriálo než v nožstve okolo 2,3 %. Operácia agnetickej separácie Technologický uzol agnetickej separácie ôže byť dôležitou súčasťou celku, pretože á zabezpečiť zníženie obsahu Fe v neagneticko ateriáli vstupujúco do cheickej prevádzky iniálne na úroveň 3 % Fe 2 O 3, po prepočte na železo na úroveň 2, 2,7 % Fe. Pochybnosti o potrebe zaradenia agnetickej separácie do technologickej schéy vyvoláva skutočnosť, že obsah železa v čistých vláknach chryzotilového azbestu, ktoré sa dajú získať pri okro triedení na sitách je 2,0 % Fe (3,7 % Fe 2 O 3 ). Z toho vyplýva, že znížiť obsah železa pod hranicu 2,0 % pri akceptovateľno hotnostno výnose je probleatické, deonštrujú to aj výsledky uvedené v tab. 4. Tab. 4. Výsledky agnetickej separácie serpentinitovej suroviny (Leško et al., 2004) Tab. 4. Results of the agnetic separation of the serpentine raw aterial (Leško et al., 2004) Sýtiaci MP Magnetický produkt NP Neagnetický produkt Výťažnosť prúd Hot. výnos Kovnatosť Množstvo kovu Hot. výnos Kovnatosť Množstvo kovu Fe [%] [A] γ i [%] λ i [%] γ i λ i [%] γ i [%] λ i [%] γ i λ i [%] ε MP ε NP 68,7 47, 27, 39,97 29,69 26,22 9,6,7 2,2 3,84 3,488 3,22 60,03 70,3 73,78 2,79 3,08 3,,67 2,66 2,324 69,63 6,69 8,02 30, 38,3 4,98 Z uvedeného vyplýva, že otázka zaradenia agnetickej separácie do technologickej schéy je predovšetký otázkou ekonoickou. Operácia hydraulického triedenia V podsitno produkte zrnitosti je zrnitostná trieda 0 0,2 zastúpená skoro 60 % podielo (8,9 %), z hľadiska úspory nákladov na letie je účelné túto zrnitostnú triedu z lecieho cyklu vylúčiť. Pri letí by táto zrnitostná trieda pôsobila ako faktor znižovania intenzity letia. Prepad hydraulického triediča tvorí vsádzku do cheickej časti prevádzky. Podienkou vstupu tohto prepadu vo fore suspenzie do cheickej časti je hustota suspenzie, ktorá neá klesnúť pod hodnotu 0 kg. -3. 03
Michal Leško, Milan Búgel, Toáš Bakalár a Alena Pietriková: Návrh technológie letia serpentinitovej suroviny z dobšinských háld Mletie serpentinitovej suroviny Mlecie skúšky boli realizované preto, aby sa : stanovili základné podienky letia s ožný návrho lecej jednotky, vyrobilo potrebné nožstvo ateriálu pre experienty v ráci cheickej výroby. Mletie sa realizovalo v laboratórno bubnovo lyne s prieero 36 pri nasledujúcich podienkach: Stále faktory : hotnosť navážky ateriálu 03 000 g, hotnosť guľovej náplne stáleho zloženia 20 000 g. Menené faktory : zriedenie suspenzie definované vzťaho R = w /, R = 80/000 =,8, kde w, hotnosť vody a hotnosť tuhej fázy, erné otáčky lyna ϕ = (n/n kr ).00 [%], kde n kr kinetické otáčky 7,2 [in - ]. Sledované paraetre letia : rýchlosť tvorby novej zrnitostnej triedy (NZT) [g.s - ], spotreba energie na vytvorenie jednotkového nožstva novovytvorenej zrnitostnej triedy NZT 0 0,2 [J.g - ]. Efektívnosť využitia energie pri letí je veľi úzko spojená s efektívnosťou triedenia v uzatvoreno cykle letia. Rýchlosť letia bola popísaná štandardnýi rovnicai kinetiky letia. Kinetika letia Všeobecne prevláda názor (Jusko, 96; Magdalinovič et al., 994; Spravočnik, 980), že rýchlosť letia je úerná nožstvu hrubších zŕn nachádzajúcich sa v dano oente v lyne. Uvedené tvrdenie sa ôže vyjadriť diferenciálnou rovnicou dr n = k. R, () dτ ktorej riešenie nadobúda znáy tvar : R kτ ( τ ) = R(0). e, (2) kde R(τ), R(0) zvyšok na site zvolenej okatosti v čase τ a na začiatku letia, k rýchlostná konštanta letia, n rád reakcie, τ čas. Do kategórie poloepirických patrí vzťah, ktorý na základe veľkého nožstva lecích skúšok, predložili V.V. Tovarov a V.P. Roadin v tvare dr = k.. R. τ dτ Riešenie tohto vzťahu á tvar kτ. (3) R( τ ) = R(0). e. (4) Paraeter charakterizuje zenu rýchlosti letia s časo. Meliteľnosť ateriálu s časo sa ení (Spravočnik, 980) a pre rôzne zrnitostné triedy je vždy iná. Vzťah (4) veľi dobre opisuje proces letia v guľových lynoch v rozsahu zrnitosti 90 % (Šinkorenko, 984). Súbežne sa vyvíjali a vznikali rôzne odifikácie týchto rovníc. S. F. Šinkorenko (Šinkorenko, 984) pri letí rôznych typov železných rúd Krivého Rogu za najvhodnejší odel kinetiky letia považuje odifikovaný vzťah V. V. Tovarova R( τ ) = R(0) e k [ τ.ln( τ + ) ]. () 04
Acta Montanistica Slovaca Ročník 0 (200), ioriadne číslo, 00-08 Veľkou výhodou uvedených rovníc je ich jednoduchosť, relatívne bezprobléové získavanie údajov a ožnosť grafického vyhodnotenia. Veľký nedostatko je, že neuožňujú bez ďalších doplňujúcich inforácií vytvárať odel letia, resp. navrhovať prevádzkové lecie jednotky. Sledovanie prírastku novovytvorenej triedy pri skúškach sa realizovalo v inútových intervaloch. Mlelo sa vždy stanovenú dobu, a to, 0, a 20 inút. Po skončení lecej skúšky celý obje vzorky 3000 g ateriálu + voda sa podrobil zrnitostnéu rozboru na sitách. Výsledky lecích skúšok pre rôzne zrnitostné zloženie vsádzky sú uvedené v tab., pričo vsádzka typ P obsahuje 8,9 % ateriálu zrnitosti 0 0,2 a typ B obsahuje,0 % ateriálu zrnitosti 0 0,2 Tab.. Výsledky lecích skúšok serpentinitového odpadu (Leško et al. 200) Tab.. Results of serpentine waste illing experients (Leško et al. 200) Vsádzka typ P Vsádzka typ B Doba Rýchlosť tvorby Spotreba energie Rýchlosť tvorby Spotreba energie letia NZT NZT [in.] [g] [g.s - ] [J.g - ] [g] [g.s - ] [J.g - ] 2 3 4 6 7 8 9 0 0 20 3 3 23 7,78,4,8 0,96,78,04 0,7 0,2 207, 262,4 34,4 39, 207, 36,9 484,7 480,0 886 496,7 299,4 7,9 2,9 2,30,9,3 2,9,6,3 0,40 2,3 223,8 327,4 928,9 2,3 60,6 93,4 24,2 Mlecie skúšky preukázateľne potvrdili nasledujúce skutočnosti (Leško et al., 2004): Zriedenie suspenzie R = w / vyjadrené hotnostný poero kvapalnej w a tuhej fázy neá v rozpätí R =,67 3,0 význaný vplyv na rýchlosť letia. Zrnitosť vsádzky, hlavne obsah zrnitostnej triedy vo vsádzke 0 0,2, á zásadný vplyv na rýchlosť letia. Otáčky lyna v rozpätí ϕ = 64 93 % význaný spôsobo ovplyvňujú vznik novej zrnitostnej triedy 0 0,2 pri letí. Spotreba energie s rastúci časo letia rastie a podstatný spôsobo závisí na obsahu zrnitostnej triedy 0 0,2 vo vsádzke, typ P, resp. B. Vypočítané paraetre kinetických rovníc sú uvedené v tab. 6. Tab. 6. Vypočítané paraetre kinetických rovníc Tab. 6. Calculated paraeters of the kinetic equations Typ P Typ B Typ vsádzky Paraeter ln k k ln k k Rovnica (4) R(τ ) = R(0). e kt - 2,3320 0,097097,092863-2,4270 0,7337 0,8239 Rovnica () R( τ ) = R(0). e k( τlu( τ + )) - 2,3099 0,09927 0,789007-2,2804 0,9074 0,87 Kinetické rovnice charakterizujú rýchlosť úbytku hrubšej zrnitostnej triedy (0,2 ) pri letí. Vybrané aproxiujúce funkcie, až na rovnicu (2), poerne dobre opisujú epirické hodnoty. Štatistické hodnotenie Pearsonový χ 2 testo ukázalo, že funkcie (4) a () ôžee využiť v úlohe aproxiujúcich funkcií, pretože vypočítané hodnoty kritéria χ 2 = (vsádzka P : 2,24; 2,48; vsádzka B : 0,83;,6) sú enšie ako tabuľková kritická hodnota 2 χ 0,0;2 =,99. Podstatnejšie závery pre návrh letia poskytujú údaje v tab. :. Rozdiel v prírastku novovytvorenej triedy pri letí vsádzky typu B a P je nespochybniteľný, stĺpec 2, 3 a 4, resp. stĺpec 7, 8 a 9. 2. Rýchlosť tvorby novovytvorenej zrnitostnej triedy 0 2, ako deonštrujú stĺpce 3, 4 a 8, 9, s pribúdajúci časo letia exponenciálne klesá. 3. S rastúcou dobou zdržania suroviny enorne narastá spotreba energie, stĺpec 6 a. Signalizuje to, že nahroadení veľkého nožstva jených podielov a tiež chryzotilových vlákien dochádza k tliaceu účinku vsádzky na pohybujúce sa gule, čo vedie k poklesu účinnosti letia. 0
Michal Leško, Milan Búgel, Toáš Bakalár a Alena Pietriková: Návrh technológie letia serpentinitovej suroviny z dobšinských háld 4. Spotrebu energie veľkou ierou ovplyvňuje účinnosť echanického prenosu krútiaceho oentu z elektrootora na lyn, preto naerané hodnoty energie vytvárajú ožnosť iba pre relatívne porovnanie, nie pre stanovenie absolútnej spotreby energie pri letí jednotlivých typov suroviny.. Sledovaná rýchlosť letia pre zrnitostne rôzne vsádzky ukazuje, že v leco cykle usí byť zaradená operácia predtriedenia. Návrh riešenia lecieho cyklu Z uvedených výsledkov letia vyplývajú rôzne ožnosti riešenia operácie letia. Rozobere niektoré z ožných spôsobov riešenia : Vsádzku predstavuje 3 000 g ateriálu typu P, čo je vlastne pôvodná vsádzka zrnitosti 0, ktorá obsahuje 8,9 % zrnitostnej triedy 0 0,2. Predpokladaje 0 inútovú dobu letia, počas ktorej sa letí vyrobí 846 graov ateriálu zrnitosti 0 0,2. Po letí áe k dispozícii 3000.0,89+846 = 263 g ateriálu o zrnitosti 0,2, čo predstavuje 87, % zastúpenie vyhovujúcej zrnitostnej triedy, nedoletý hrubší ateriál tvorí 2,9 %. Ďalší postup reprezentujú nasledujúce alternatívy :. alternatíva lieť bez hydraulického triedenia, obr. 2 b. Výhody úspora operácie triedenia Nevýhody nedoletý ateriál zvyšuje spotrebu cheikálií a predlžuje dobu lúhovania, preieľaní sa enorne zvyšuje spotreba energie, dokuentujú to stĺpec 6, resp., tab.. Môže sa akceptovať iba vtedy, ak dôjde k úspore cheikálií a skráteniu doby lúhovania. a b c * Q Q Q 2 Mletie Triedenie Hydraulické triedenie 2 2 3 Mletie 3 4 Mletie 4 Hydraulické triedenie 8 7 6 Obr. 2. Uzatvorená (a), otvorená (b) a alternatíva uzatvorenej schéy letia (c) Fig.. 2. Closed (a), open (b) and the alternative of closed schee of illing (c) 2. alternatíva letie v uzatvoreno cykle s hydraulický triedičo, obr. 2 a. Hydraulické triedenie zaraďujee ako operáciu predtriedenia a kontrolného triedenia v jedno stroji, obr. 2a. Výhody zvýšenie výkonu lecej jednotky suroviny, úspora elektrickej energie. Nevýhody inštalácia hydraulického triediča. Situáciu, ktorá nastane po realizácii 2. alternatívy je potrebné bližšie analyzovať. Výstup z lyna : V závislosti na účinnosti triedenia obsah jenej zrnitostnej triedy v pieskoch triediča sa ôže pohybovať v rozpätí od 6 do 24 % čou zodpovedá účinnosť triedenia 90 60 %. Hodnota 24 % signalizuje nízku účinnosť triedenia. Keď uvažujee prieernú účinnosť 78 %, tak obsah sledovanej zrnitostnej triedy v pieskoch triediča dosiahne hodnotu %. Obsah vyhovujúcej zrnitostnej triedy napr. po 0 inútach letia na výstupe z lyna: v prvo prípade bude (3000.0,+886).00 = 44, % = x 4 a v druho prípade bude (3000.0,+382,7).00 = 6, % = x 4. Cirkulujúca vsádzka dosiahne hodnotu, ktorú vypočítae z bilančných rovníc: Q 2. x 2 = Q x + Q 4 x 4 Q 2. x 2 = Q. x + Q 3. x 3 Q 2 = Q + Q 4 06
Acta Montanistica Slovaca Ročník 0 (200), ioriadne číslo, 00-08 Q = Q ; Q 3 = Q 4 x i obsah sledovanej zrnitostnej triedy (0-0,2 ) v i-to produkte, x =0,9 v prepade hydraulického triediča predpokladáe 9 % obsah sledovanej triedy, Q i hotnosť i-tých produktov. Po úprave dostávae vzťah na výpočet cirkulujúcej vsádzky : Q 4 (x 4 x 3 ) = Q (x x ) x x Q4 = Q x4 x3 Cirkulujúca vsádzka je definovaná poero C = Q 4 /Q z čoho plynie, že cirkulujúca vsádzka sa určuje podľa vzťahu 0,9 0,89 pre prvý prípad C = =, 2, 0,44 0, x x 0,9 0,89 pre druhý prípad C = = = 0, 8. x x 0,6 0, Zaťaženie okruhu sa ôže vyjadriť vzťaho Q = Q 2 ( +, 2) = 2, 2 Q Q = Q ( + 0,8) =,8 Q 4 2 3 3. alternatíva letie s predtriedení. V dôsledku vytrieďovania zrnitostne vyhovujúceho ateriálu, obr. 2c, v saostatnej operácii dôjde k zvýšeniu výkonu lecieho cyklu. Vyplýva to z nasledujúcej úvahy a bilancie zrnitostnej triedy 0 0,2 v operácii predtriedenia : * Q = Q2 + Q3 * d platí : Q = Q. x η.. 2 Keď predpokladáe nižšiu účinnosť triedenia η -0,2 = 70 %, produkt 3, ktorý predstavuje vsádzku do lyna bude zodpovedať vsádzke typu A. Po úprave, ak predpokladáe, že výkon lyna podľa schéy (b) a (c) á byť rovnaký, dostávae vzťah, ktorý uožňuje určiť výkon lecieho cyklu (c) v porovnaní s cyklo (b). * * Q = Q x. η d + Q3 * Q3 Q3 Q = = =, 8 Q d x. η 0,89.0,7 Z uvedeného vyplýva, že keď Q 3 = Q, tak výkon cyklov podľa schéy (c) je o 80 % vyšší, než pri schée (b). Záver Podobný postupo pri zohľadnení aj energetickej náročnosti sa ôžu analyzovať iné varianty riešenia. Rozhodnutie o voľbe variantu usí vychádzať z riešenia optializačnej úlohy. Na tieto účely sa s výhodou ôžu využívať uvedené aproxiujúce funkcie popisujúce rýchlosť letia. Vhodný nástrojo pri riešení optializačných úloh sú aj statické odely letia a využitie rozdeľovacích funkcií hydraulického triediča v obidvoch prípadoch v aticovo tvare. Na riadenie technologického uzla letia je potrebné vytvoriť dynaický odel : lyn hydraulický triedič (Magdalinovič, 994). Poďakovanie: Autori ďakujú Agentúre na podporu vedy a techniky za finančnú podporu projektu APVT-20-0402. Literatúra - References Búgel, M., Leško, M.: Technologický postup spracovania druhotnej serpentinitovej nerastnej suroviny z dobšinských háld., Správa, Košice 2002. 07
Michal Leško, Milan Búgel, Toáš Bakalár a Alena Pietriková: Návrh technológie letia serpentinitovej suroviny z dobšinských háld Búgel, M., Leško, M., Pietriková, A., Bakalár, T.: Hydroetalurgical Processing of Serpentine Waste Heap. Proc. of 7 th Conference on Environent and Mineral Processing, Part I, Ostrava 2003, p. 23 27, ISBN 80-248-0247-3. Fischerová, R. a kol.: Serpentinity ožnosti ich využitia. VP, záv. správa SGÚ Bratislava, GP, n.p., Spišská Nová Ves, 983. Grecula, P. a kol.: Ložiská nerastných surovín Slovenského rudohoria. Zväzok, Bratislava 99. Jusko, F.: Štúdiu kinetiky letia rúd a jej význa v úpravníckej praxi. Kandidátska dizertačná práce, Krenica 96. Koděra, M. a kol.: Topografická ineralógia Slovenska. VEDA, vydavateľstvo SAV,. diel, Bratislava 989. Leško, M.: Úpravnícka technologická analýza., Príklady, ES VŠT Košice, 986. Leško, M., Búgel, M., Bakalár, T., Pietriková, A.: Possible processing of serpentinite raw aterial fro Dobšina heap. Proc. of 7 th Conference on Environent and Mineral Processing, Part I, Ostrava 2003, p. 83 88, ISBN 80-248-0247-3. Leško M., Búgel, M., Pietriková, A., Bakalár, T.: Kinetics of Serpentine Waste Milling, Proc. of 9 th Conference of Environent and Mineral Processing, Part II, Ostrava 200, p. 33 338, ISBN 80-248-0787-4 Leško, M., Búgel, M., Pietriková, A., Bakalár, T.: Transforácia výsledkov letia serpentinitového odpadu z laboratórnych na prevádzkové prostriedky. Zb. Odpady 2004 Sp. Nová Ves, str. 3-6. Magdalinovič, N., Budič, I., Čalič, N., Toanec, P.: Kinetika levenja. (Kinetics of Grinding), Univerzited u Beogradu. TF Bor 994. Neubauer, M., Búgel, M., Pietriková, A.: Spôsob výroby oxidu kreičitého SiO 2 zo serpentinitovej nerastnej suroviny. Patent SK 28383, Banská Bystrica 2002 Spravočnik po obogaščeniju rud černych etallov. Nedra, Moskva 980. Šinkorenko, S., F.: Technologia izelčenija rud černych etallov., Nedra, Moskva 984. 08