Методы анализа электромагнитного поля и разработка энергосберегающих устройств на их основе
Аннотация
Актуальность и востребованность темы диссертации. Разработка и совершенствование существующих технологий и устройств для переработки первичных и вторичных материалов под воздействием физических, химических и физико-механических процессов приобретают лидирующие позиции в мире. «Среднее электропотребление оборудования для переработки полезных ископаемых составляет 100 кВт ч и более, в том числе для получения измельчения материалов требуется затратить электроэнергии 25 кВт ч на тонну при 100 мкм, а при 15 мкм до 150 кВт ч на тонну»1. В связи с этим решающее значение имеет улучшение энергосберегающих технологий и устройств для измельчения до мелких частиц минералов, разделения их на элементы при обогащения.
В мире в настоящее время после достижения определенных успехов в создании технологий механического измельчения первичных и вторичных материалов формируется ориентация научно-исследовательских работ на разработку энергоэффективных способов и устройств при переработке минералов под действием электромагнитного поля. В этом направлении сопутствующими проблемами являются улучшение свойств первичных материалов и получение материалов с новыми свойствами для применения в различных областях, а также использование в качестве вторичного сырья техногенных отходов производства. Чрезвычайно актуальна разработка устройств электромагнитного сепаратора с новыми конструкциями и схемами, энергоэффективных и ресурсосберегающих - с использованием интеллектуальных систем управления в процессе обработки.
После обретения независимости республики особое внимание уделяется повышению технического и технологического уровня переработки природных ресурсов, модернизации существующих средств, а также внедрению новых видов оборудования. В этой связи значительные результаты достигнуты по усовершенствованию новых устройств измельчения композиционных материалов промышленных предприятий путем разработки шаровых мельниц и дробильных установок. В то же время одним из самых важных вопросов в данном направлении является научно-исследовательская работа по получению мелкодисперсных однородных материалов, а также их разделению на энерго - и ресурсосберегающих электромагнитных установках. В Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан на 2017-2021 годы определены задачи «...сокращение энергоемкости и ресурсоемкое™ экономики, широкое внедрение в производство энергосберегающих технологий, расширение использования возобновляемых источников энергии, повышение производительности труда в отраслях экономики...»2. Реализация этих проблем, в том числе переработка техногенного и минерального сырья, получение новых типов материалов, а также разработка многофункциональных электромагнитных управляющих установок, оснащенных современными микроконтроллерами, коммутационными элементами и новыми схемами программного обеспечения - всё это является элементами решения важнейшей задачи энергосбережения.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указе Президента Республики Узбекистан № УП-4947 от 7 февраля 2017 года «О Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановлениях Президента Республики Узбекистан от 26 мая 2017 года № ПП-3012 «О Программе мер по дальнейшему развитию возобновляемой энергетики, повышению энергоэффективности в отраслях экономики и социальной сфере на 2017 - 2021 годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в этой сфере.
Целью исследования является совершенствование методов горнорудного анализа на основе электромагнитных полей и разработка энергосберегающих технологий и устройств для переработки пород.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
обоснованы зависимости взаимодействия заряженных частиц в электромагнитном поле для разделения необходимых элементов от композитных материалов;
усовершенствованы методы построения эквиэнергетических поверхностей для измельчения композиционных материалов на основе свойств электромагнитного поля;
усовершенствованы методы получения высококачественного цемента и сверхчистых материалов с помощью устройства по обогащению материалов на основе электромагнитных полей;
разработано многофункциональное устройство управления для улучшения технологического процесса получения экологически чистых материалов, их измельчения, разделения и обогащения.
Заключение
Обобщая результаты фундаментальных коллективных исследований по природе единого пространственного поля и выделяя те главные особенности, относящиеся к данной диссертации, можно сделать следующие выводы:
1. Проведен анализ действия электромагнитных полей на физико-химические характеристики объектов природы. В результате использования полученных дифференциальных и волновых уравнений найдены параметры устройств измельчения, извлечения и обогащения минералов.
2. Разработаны энергосберегающие устройства измельчения (дисперсностью в 500мкм до 1-5мкм), извлечения, обогащения материалов, металлов, сплавов и очистка жидких растворов на основе теории электромагнитного поля. В результате очищены от железа, алюминия и других металлов: мел, каолин, бентонит
3. Разработаны методики получения сверхчистых и наноматериалов, высокомарочных цементов с применением зольных отходов на основе электромагнитного поля; выявлено, что наибольшей прочностью обладает состав вяжущего цемента - 50% золошлак - 50%, также цемент - 40% золошлак - 60%.
4. Результаты испытании, проводимые на базе ГП «Центральной лаборатории» Госкомгеологии РУз, показали увеличение содержания глинозема с 18,9% в сырье до 37,8% в концентрате, при этом выход концентрата составил 41-42% от загрузки из исходного каолина.
5. Получены формулы для инженерной методики расчета рабочих режимов для измельчения, разделения и обогащения минералов на основе экспериментальных характеристик.
6. Выявлено влияние электромагнитного поля на сыпучие материалы, отходы ТЭС, на обогащение и разделение компонентов сырья на ценные составляющие, а также получены микросферы из золошлака и золоуноса.
7. Предложенные технологии включены во «Временный технологический регламент» для разработки рабочего проекта: «Технология сухого обогащения вторичных каолинов Ангренского месторождения» Госкомгеология РУз. В результате двойное сокращение технологического процесса вторичной технологии обогащения каолина позволило снизить потребление энергии на 35%.
Общий экономический эффект от внедрения устройства электромагнитного поля составляет 136 млн. сум в год.
Скачивания
Аннотация
Актуальность и востребованность темы диссертации. Разработка и совершенствование существующих технологий и устройств для переработки первичных и вторичных материалов под воздействием физических, химических и физико-механических процессов приобретают лидирующие позиции в мире. «Среднее электропотребление оборудования для переработки полезных ископаемых составляет 100 кВт ч и более, в том числе для получения измельчения материалов требуется затратить электроэнергии 25 кВт ч на тонну при 100 мкм, а при 15 мкм до 150 кВт ч на тонну»1. В связи с этим решающее значение имеет улучшение энергосберегающих технологий и устройств для измельчения до мелких частиц минералов, разделения их на элементы при обогащения.
В мире в настоящее время после достижения определенных успехов в создании технологий механического измельчения первичных и вторичных материалов формируется ориентация научно-исследовательских работ на разработку энергоэффективных способов и устройств при переработке минералов под действием электромагнитного поля. В этом направлении сопутствующими проблемами являются улучшение свойств первичных материалов и получение материалов с новыми свойствами для применения в различных областях, а также использование в качестве вторичного сырья техногенных отходов производства. Чрезвычайно актуальна разработка устройств электромагнитного сепаратора с новыми конструкциями и схемами, энергоэффективных и ресурсосберегающих - с использованием интеллектуальных систем управления в процессе обработки.
После обретения независимости республики особое внимание уделяется повышению технического и технологического уровня переработки природных ресурсов, модернизации существующих средств, а также внедрению новых видов оборудования. В этой связи значительные результаты достигнуты по усовершенствованию новых устройств измельчения композиционных материалов промышленных предприятий путем разработки шаровых мельниц и дробильных установок. В то же время одним из самых важных вопросов в данном направлении является научно-исследовательская работа по получению мелкодисперсных однородных материалов, а также их разделению на энерго - и ресурсосберегающих электромагнитных установках. В Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан на 2017-2021 годы определены задачи «...сокращение энергоемкости и ресурсоемкое™ экономики, широкое внедрение в производство энергосберегающих технологий, расширение использования возобновляемых источников энергии, повышение производительности труда в отраслях экономики...»2. Реализация этих проблем, в том числе переработка техногенного и минерального сырья, получение новых типов материалов, а также разработка многофункциональных электромагнитных управляющих установок, оснащенных современными микроконтроллерами, коммутационными элементами и новыми схемами программного обеспечения - всё это является элементами решения важнейшей задачи энергосбережения.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указе Президента Республики Узбекистан № УП-4947 от 7 февраля 2017 года «О Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановлениях Президента Республики Узбекистан от 26 мая 2017 года № ПП-3012 «О Программе мер по дальнейшему развитию возобновляемой энергетики, повышению энергоэффективности в отраслях экономики и социальной сфере на 2017 - 2021 годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в этой сфере.
Целью исследования является совершенствование методов горнорудного анализа на основе электромагнитных полей и разработка энергосберегающих технологий и устройств для переработки пород.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
обоснованы зависимости взаимодействия заряженных частиц в электромагнитном поле для разделения необходимых элементов от композитных материалов;
усовершенствованы методы построения эквиэнергетических поверхностей для измельчения композиционных материалов на основе свойств электромагнитного поля;
усовершенствованы методы получения высококачественного цемента и сверхчистых материалов с помощью устройства по обогащению материалов на основе электромагнитных полей;
разработано многофункциональное устройство управления для улучшения технологического процесса получения экологически чистых материалов, их измельчения, разделения и обогащения.
Заключение
Обобщая результаты фундаментальных коллективных исследований по природе единого пространственного поля и выделяя те главные особенности, относящиеся к данной диссертации, можно сделать следующие выводы:
1. Проведен анализ действия электромагнитных полей на физико-химические характеристики объектов природы. В результате использования полученных дифференциальных и волновых уравнений найдены параметры устройств измельчения, извлечения и обогащения минералов.
2. Разработаны энергосберегающие устройства измельчения (дисперсностью в 500мкм до 1-5мкм), извлечения, обогащения материалов, металлов, сплавов и очистка жидких растворов на основе теории электромагнитного поля. В результате очищены от железа, алюминия и других металлов: мел, каолин, бентонит
3. Разработаны методики получения сверхчистых и наноматериалов, высокомарочных цементов с применением зольных отходов на основе электромагнитного поля; выявлено, что наибольшей прочностью обладает состав вяжущего цемента - 50% золошлак - 50%, также цемент - 40% золошлак - 60%.
4. Результаты испытании, проводимые на базе ГП «Центральной лаборатории» Госкомгеологии РУз, показали увеличение содержания глинозема с 18,9% в сырье до 37,8% в концентрате, при этом выход концентрата составил 41-42% от загрузки из исходного каолина.
5. Получены формулы для инженерной методики расчета рабочих режимов для измельчения, разделения и обогащения минералов на основе экспериментальных характеристик.
6. Выявлено влияние электромагнитного поля на сыпучие материалы, отходы ТЭС, на обогащение и разделение компонентов сырья на ценные составляющие, а также получены микросферы из золошлака и золоуноса.
7. Предложенные технологии включены во «Временный технологический регламент» для разработки рабочего проекта: «Технология сухого обогащения вторичных каолинов Ангренского месторождения» Госкомгеология РУз. В результате двойное сокращение технологического процесса вторичной технологии обогащения каолина позволило снизить потребление энергии на 35%.
Общий экономический эффект от внедрения устройства электромагнитного поля составляет 136 млн. сум в год.
Библиографические ссылки
Колесников И.К., Кадиров О.Х., Курбанов Ж.Ф. Теория измельчения и извлечения материалов из сыпучих минералов и сплавов единым пространственным полем. // Проблемы энерго- и ресурсосбережения. -Ташкент, 2011. -№3-4. -С. 173-181.(05.00.00; №21).
Колесников И.К., Кадиров О.Х., Яронова II.В., Курбанов Ж.Ф. Новые инновационные технологии на основе теории единого пространственного поля // Вестник ТашИИТа. - Ташкнет, 2012. -№2. -С.45-50. (05.00.00; №11).
Колесников И.К., Кадиров О.Х., Курбанов Ж.Ф. Системы управления устройствами единого пространственного поля И Проблемы энерго- и ресурсосбережения. -Ташкент, 2012. -№3-4. -С. 161-164. (05.00.00; №21).
Kolesnikov I.K., Khalikov A. A., Ibragimova О.А., Kurbanov J.F. Theoretical bases of the disinfection, removing of salts and peelings of water by united spatial field //Europen Applied Sciences, Zentrum fur Deutschland 2013, №11. -P. 82-85. (05.00.00.№3).
Колесников И.К., Курбанов Ж.Ф. Применение единого пространственного поля для создания кавитационного теплового генератора // «Проблемы энерго- и ресурсосбережения» -Ташкент, 2014. -№3. -С. 181-185. (05.00.00. №21).
Kurbanov J.F. The control system of a single unit of the spatial field // European science review. -Vienna 2016, №7-8, - P.l 12-117. (05.00.00; №3).
Колесников И.К., Курбанов Ж.Ф. О теории единого пространственного поля // Проблемы энерго- и ресурсосбережения, -Ташкент, 2016. -№1-2. -С.91-95. (05.00.00; №21).
И.К. Колесников, Курбанов Ж.Ф., А.А. Саитов, Ф.Б. Джурабаева. Размагничивание рельсовых плетей в рельсосварочном производстве с помощью единого пространственного поля // Проблемы энерго- и ресурсосбережения, -Ташкент, 2016. №3-4. -С.35-41. (05.00.00; №21).
Курбанов Ж.Ф., Колесников И.К. Обогащение полезных ископаемых на основе устройства единого электромагнитного пространственного поля // Вестник ТАДИ, -Ташкент 2016, №4, -С. 55-58. (05.00.00; №11).
Колесников И.К., Курбанов Ж.Ф. Оптимизация режимов извлечения компонентов из материалов на основе устройства единого пространственного поля // Вестник ТАДИ, -Ташкент, 2016, №4. -С. 58-60. (05.00.00; №11).
Колесников И.К., Курбанов Ж.Ф. Получение высококачественного мела единым пространственным электромагнитным полем // Вестник ТАДИ, -Ташкент 2016, №4, -С. 60-62. (05.00.00; №11).
Kurbanov J.F. The spectral characteristics of the new functional materials based on a single device spatial field // European science review. -Vienna 2017, -P. 112-117.(05.00.00; №3).
Айнакулов Э.Б., Курбанов Ж.Ф. Вычислительные структуры с символьной обработкой для информации задач управления // Республиканская конференция «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» -Ташкент 2-3 декабрь 2010г., ТашИИТ, С. 106-107.
Колесников И.К., Кадиров О.Х., Хайдаркулов А.Д., Курбанов Ж.Ф. Система управления многофункциональным устройством единого пространственного поля с двумя выходными частотами // Международная конференция «Оптико - электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации». -Курск, 2013, Россия, С. 338-340.
Колесников И.К., Кадиров О.Х., Хайдаркулов А.Д., Курбанов Ж.Ф. Система управления многофункциональным устройством единого пространственного поля // Международная конференция «Оптика- электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации». -Курск, 2013, Россия, С. 336-338.
Kolesnikov Igor, Akbarkhodjaev Shamsiddin, Janibek Kurbanov, Akbarkhodjaev Khurshid, Alimkhodjaeva N.T. Splitting of Kaolin into Individual Components under one Spatial Field //2013 International Conference in Central Asia on Internet (ICI 2013), 8th, 9th and 10th of October, 2013 Tashkent University of Information Technologies and Hotels in Tashkent, P.7-9.
Kolesnikov I.K., O.Kh.Kadirov. Курбанов Ж.Ф. The dynamics of the progress of separation of minerals by united spatial field // WCIS -2014 Eighth World Conference on Intelligent Systems for Industrial Automation, -Tashkent. P.390-393
Халиков А.А., Курбанов Ж.Ф. Получение высококачественного мела в едином пространственном электромагнитном поле на базе управления MOSFET транзистора // Международная конференция «Теоретические и прикладные вопросы науки и образования». -Тамбов, 2015, Россия. Часть 14, С. 142-147.
Курбанов Ж.Ф. Получение каолина на основе составляющих компонентов под действием единого пространственного поля // Международная конференция «Формирование научно-образовательной политики». - Киев, 2015, Украина. С. 10-14.
Курбанов Ж.Ф. Процесс управления устройством единого пространственного электромагнитного поля на базе БТИЗ (IGBT) // Международная конференция «Развитие науки в XXI веке» -Харьков, 2015, Украина. 2 часть. С.82-86
Kolesnikov I.K., Kurbanov J.F. The control system and the hardware implementation of a single unit of the spatial field // International Conference «Perspectives for the development of information technologies» - Tashkent 2015, 4-5 November, Tashkent university of information technologies (TUIT). P. 171-175.
Курбанов Ж.Ф. Открытая система единого пространственного поля -источник измельчения материалов И «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» И Научные труды республиканской научнотехнической конференции с участием зарубежных ученых, 2-3 декабря - Ташкент, 2015, С. 10-12.
Kurbanov J.F. Management and hardware implementation of a single spatial field. // International Journal «International Review of Education and Science». No.l. (8), January-June, -Ottawa 2015, Volume II, “Ottawa University Press”. P.607-614.
Kurbanov J.F. The spectral characteristics of the new functional materials based on a single device spatial field // «American Journal of Science and Technologies» International collaboration in Eurasia // American Journal of Science and Technologies, -“Princeton University Press” 2015, № 2(20). - P. 608-614.
Курбанов Ж.Ф. Открытая система единого пространственного поля -источник измельчения материалов // Научный альманах. -Тамбов, 2016, Россия. №1(23), С. 417-420.
Колесников И.К., Курбанов Ж.Ф. Программное обеспечение системы управления единым пространственным полем // Современное состояние и перспективы применения информационных технологий в управлении: Доклады республиканской научно - технической конференции, 5-6 сентября -Джизак, 2016,. С.236-242.
Айнакулов Э.Б., Курбанов Ж.Ф. Даражали функцияларни интеграллаш учун дастур // Расмий ахборотнома. Узбекистан Республикаси Давлат патент идораси. 31.01.2011 г. С.238.
Назаров А.И., Колесников И.К., Курбанов Ж.Ф. Программа управления устройством единого пространственного поля // Агентство по интеллектуаль-ной собственности РУз. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № DGU 03429, 05.12.2015г.
