ГИДРОТРАНСПОРТ СГУЩЕННЫХ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ НА КАЧКАНАРСКОМ ГОКе ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМЫ ГИДРОТРАНСПОРТА

Горное дело

УДК 622.692.4: 622-17

ГИДРОТРАНСПОРТ СГУЩЕННЫХ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ НА КАЧКАНАРСКОМ ГОКе ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМЫ ГИДРОТРАНСПОРТА

ВИ.АЛЕКСАНДРОВ, М. А. ВАСИЛЬЕВА

Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия

В качестве объекта исследования выступает система гидротранспорта хвостов обогащения железной руды на АО «ЕВРАЗ Качканарский ГОК». Целью работы являлось определение параметров гидравлического транспорта хвостов обогащения железной руды при массовых концентрациях твердой фазы от 30 до 70 % и разработка рекомендаций для промышленной эксплуатации систем гидротранспорта высоконцентрирован-ных пульп ЦХХ Качканарского ГОКа. Проведены лабораторные исследования параметров гидротранспорта сгущенных хвостовых пульп с разработкой методики расчета; опытно-промышленные испытания гидротранспортной системы в условиях ЦХХ Качканарского ГОКа. Установлено, что при использовании полиуре-тановых покрытий внутренней поверхности пульповодов значительно (в 1,75 раза) снижаются удельные потери напора на гидротранспорт сгущенных смесей. Это позволяет значительно увеличить дальность транспортирования для укладки хвостов обогащения в дальние участки хвостохранилища. Внедрение результатов исследований - в проекте реконструкции и развития хвостохранилища ЦХХ Качканарского ГОКа на период 2018-2020 гг. Предлагается использовать результаты работы в проекте реконструкции системы гидротранспорта в ЦХХ Качканарского ГОКа путем перехода на гидротранспорт гидросмесей, сгущенных до массовых концентраций 35-40 % в пульповодах с внутренним полиуретановым покрытием, что обеспечит энергосбережение в технологическом процессе гидротранспорта.

Ключевые слова: гидротранспорт; сгущенные гидросмеси; хвосты обогащения; потери напора; поли-уретановые покрытия; лабораторные и опытно-промышленные испытания

Как цитировать эту статью: Александров В.И. Гидротранспорт сгущенных хвостов обогащения железной руды на Качканарском ГОКе по результатам опытно-промышленных испытаний системы гидротранспорта / В.И.Александров, М.А.Васильева // Записки Горного института. 2018. Т. 233. С. 471-479. DOI: 10.31897/РМ1.2018.5.471

Введение. Одним из важных направлений интенсификации горно-рудного производства, повышения его эффективности и конкурентоспособности в условиях современных рыночных отношений является создание мощной транспортной базы, способной значительно повысить производительность транспортных систем при одновременном снижении себестоимости транспортных перевозок минерального сырья и продуктов его переработки. Развитие такой базы связано с внедрением непрерывных видов транспорта, среди которых наибольшее распространение в горной отрасли получил гидравлический трубопроводный транспорт.

В настоящее время в горно-рудном промышленном комплексе функционирует около 400 напорных гидротранспортных систем, суммарная длина трубопроводной магистрали которых превышает 1300 км. Этими системами ежегодно перемещается более 1,5 млрд т различных твердых сыпучих материалов, в основном хвостов обогащения минерального сырья и концентратов [13].

АО «ЕВРАЗ КГОК» входит в пятерку крупнейших в России горно-рудных предприятий. Производственная мощность комбината составляет более 55 млн т железной руды в год. Основным потребителем продукции АО «ЕВРАЗ КГОК» является АО «ЕВРАЗ НТМК». В настоящее время Качканарский горно-обогатительный комбинат добывает руду из трех карьеров с дальнейшей ее переработкой в цехах дробления, обогащения, агломерации и окускования [3].

Анализ работы гидротранспортных систем на горных предприятиях показывает, что эффективность использования этого вида транспорта не соответствует его техническим возможностям, высока трудоемкость работ при эксплуатации оборудования, высок гидроабразивный износ трубопроводов, высоки металлоемкость и энергоемкость гидротранспортных систем.

Удельная энергоемкость гидравлического транспорта зависит от удельных потерь напора и концентрации твердой фазы гидросмеси [1]:

E =

= Рсм §1

Чтв1 3,6РтвСоб '

В.И.Александров, М.А.Васильева

Гидротранспорт сгущенных хвостов обогащения железной руды...

где Е - удельная энергоемкость процесса, кВтч/(ткм); N - мощность насосов, кВт; дтв - производительность системы по твердому материалу, кг/ч; L - длина трубопровода (расстояние транспортирования), км; рсм -плотность гидросмеси, кг/м3; ртв - плотность твердых хвостов, кг/м3; g - ускорение силы тяжести, м/с2; 1см -удельные потери напора, м вод. ст./м; соб - объемная концентрация твердых частиц в гидросмеси.

Из формулы видно, что энергоемкость процесса транспортирования в основном зависит от удельных потерь напора 1см при транспортировании гидросмеси (хвостовой пульпы) по трубопроводу и от величины концентрации соб твердой фазы в транспортируемом потоке гидросмеси. Снижение потерь напора и увеличение концентрации приводят к уменьшению работы на перекачку заданного объема твердого материала -хвостов обогащения.

Исследования. Лабораторные исследования гидротранспорта хвостовой пульпы Качканарского ГОКа проводились в лаборатории кафедры горных транспортных машин Санкт-Петербургского горного университета.

Экспериментальная гидротранспортная установка показана на рис.1. Жидкость (чистая вода или гидросмесь) из зумпфа вместимостью 0,5 м3 перекачивалась по трубопроводам с помощью центробежного насоса П12.5/12.5СП производительностью 12,5 м3/ч. В качестве твердого материала были взяты хвосты обогащения железной руды ЦХХ Качканарского ГОКа, предоставленные комбинатом для выполнения лабораторных экспериментов. Хвосты характеризуются определенным химическим составом, а их механические характеристики определяются принятой технологией обогащения.

Технология обогащения титаномагнетитовых руд на Качканарском ГОКе включает четы-рехстадийное дробление, сухую магнитную сепарацию, двухстадийное измельчение, мокрую магнитную сепарацию в третьей стадии, обезвоживание концентрата. Химический состав хвостов обогащения по данным ИМГРЭ [4], %: окись кремния ^Ю2) - 45,02; диоксид титана (ТЮ2) - 0,67; оксид алюминия (А1203) - 8,6; оксид железа ^е2О3) - 17,7; оксид двухвалентного железа ^еО) -3,95; оксид марганца (МпО) - 0,14; окись кальция (СаО) - 20,8; оксид натрия (Ш2О) - 0,90; прочие - 2,24.

Гранулометрический состав твердых частиц хвостов обогащения по классам крупности приведен ниже:

Рис. 1. Лабораторная гидротранспортная установка

Класс крупности, мм +1,6 -1,60 + 0,56 Содержание, % 3,6 25,3

-0,56 + 0,28 -0,28 + 0,14 -0,14 + 0,071 -0,071 23,0 20,7 14,8 12,6

Хвосты обогащения, представленные лабораторией Качканарского ГОКа, взяты с пляжа хвостохранилища. В объеме хвостов присутствует значительная доля крупнозернистых твердых частиц с включениями металлических фракций от шаров, применяемых в шаровых мельницах на стадии измельчения.

По данным гранулометрического состава видно, что твердый материал представлен, в основном, классами крупности частиц -0,14 мм - 27,4 %, класса -0,071 - 12,6 %. Средневзвешенный диаметр частиц равен

п=5

£ 1,6 • 3,6 + 25,3-1,08 + 23 • 0,42 + 20,7 • 0,21 +14,8 • 0,105 + 0,035-12,6

йр = -= -----—--------------— = 0,491 мм.

ср 100 100

Гистограмма распределения твердых частиц хвостов приведена на рис.2.

о4

<и

120 9 6 Н 72

й «

& 48

о

О

24 -

1 1

27,4

0,105 П 0,05 0,0

1 5 1 >-й—Ш-,-,

0 1

2 3 4 5 6 7 Классы крупности частиц, мм

Рис.2. Гистограмма распределения твердых частиц по классам крупности

3 0,8

.......-Ж—

0,6

н о с

и

я

ч

и

£

0,4 -

0,2

—

__ -Ж-

-Жсг = 0,7

0,6

0 0,4 0,8 1,2 1,6 2

Средняя скорость, м/с

Рис.3. График зависимости потерь напора от средней скорости потока гидросмеси, Dтр = 0,05 м

Анализ гранулометрического состава производился путем отбора проб, фильтрации, сушки и просеивания сухого материала через стандартный набор сит. Определение количества материала производилось взвешиванием отдельных фракций. Точность ситового анализа на механическом анализаторе составляла 5 % [7].

Замеренные средние значения потерь напора, полученные при экспериментальных исследованиях течения по трубопроводу гидросмесей хвостов обогащения железной руды четырех концентраций, приведены в табл.1. Графические зависимости потерь напора от средней скорости потока смеси по данным лабораторных экспериментов приведены на рис.3.

Таблица 1

Экспериментальные данные течения гидросмесей хвостов обогащении железной руды в трубопроводе фтр = 0,05 м)

Средняя скорость, м/с Массовая концентрация, %

30 40 50 60 70

0,352 0,026/1075* 0,057/790 0,134/590 0,323/440 0,797/343 0,003 17300

0,704 0,033/2150 0,069/1590 0,148/1190 0,342/890 0,833/686 0,012 34600

1,06 0,041/3200 0,078/2390 0,162/1780 0,360/1340 0,87/1033 0,024 52100

1,41 0,048/4300 0,088/3180 0,175/2360 0,380/1780 0,906/1374 0,039 69320

1,76 0,056/5370 0,098/3970 0,189/2950 0,41/2230 0,94/1715 0,058 86530

* В числителе - потери напора, м, в знаменателе критерий Re.

0 ,8

0,64

70; 0,76

«

о и

0,48

Из рис.3 и табл.1 следует, что на всех исследованных концентрациях гидросмеси проявляют свойства неньютоновских жидкостей. В нижней части кривых при скоростях течения около 1 м/с и до 0,5 м/с (для всех гидросмесей) имеется линейный участок, свидетельствующий о ламинарном режиме течения.

Потери напора увеличиваются при повышении концентрации твердого материала, что хорошо видно на рис.3. Наклон линейных участков возрастает при росте объемной концентрации. Пунктирными линиями, проведенными в продолжение линейных участков кривых от точки с минимальной средней скоростью потока смеси, на оси потерь напора отсекаются ординаты, соответствующие начальному уклону Значения начального уклона увеличиваются при росте концентрации (рис.4).

Начальный гидравлический уклон свидетельствует о неньютоновском характере потока смеси. Для концентрированных гидросмесей хвостов

«

0,32

5 к

0,16

20

32 44 56 68 Массовая концентрация, %

80

Рис.4. Изменение начального уклона от концентрации твердой фазы гидросмеси

В.И.Александров, М.А.Васильева

Гидротранспорт сгущенных хвостов обогащения железной руды...

обогащения железной руды, твердая фаза которых содержит в основном частицы относительно мелких классов (ё0 = 0,491 мм с преобладающим классом -0,044 до 80 %), характерно образование внутренней структуры за счет сил сцепления и коагуляции отдельных частиц, распределенных в жидкой непрерывной среде.

Начальные потери напора - результат суммы сопротивлений от сил сцепления между частицами и сил трения между ними, т.е.:

*0 = 1р + ^ ,

где ¡0 - начальный уклон; 1р - часть начального уклона, обусловленная силами сцепления между частицами; // - часть начального уклона от сил трения между частицами. Кривая на рис.4 описывается формулой

4 5?5-С

0,496 -104, Ср

Рсм gD

Начальный уклон, как следует из приведенной формулы, зависит от концентрации твердых частиц хвостов обогащения и диаметра трубопровода. В табл.2 приведены расчетные значения начального уклона для различных концентраций и диаметров трубопровода.

Таблица 2

Расчетные значения начального уклона

Массовая концентрация ср Начальный уклон, м вод. ст./м для диаметра трубы, м

0,05 0,1 0,2 0,4 0,5 1,0

0,3 0,0182 0,009 0,004 0,002 0,0018 0,001

0,4 0,048 0,024 0,012 0,006 0,005 0,002

0,5 0,121 0,06 0,03 0,015 0,012 0,006

0,6 0,305 0,153 0,076 0,038 0,03 0,015

0,7 0,761 0,381 0,19 0,095 0,076 0,038

Из табл.2 видно, что с увеличением концентрации твердых частиц начальный уклон возрастает, а с увеличением диаметра трубопровода - уменьшается. При запуске насосной установки системы гидротранспорта необходимо, чтобы развиваемый напор был больше начального уклона.

Анализ экспериментальных зависимостей удельных потерь напора от средней скорости потока гидросмеси показывает, что гидросмеси в диапазоне массовых концентраций от 30 до 60 % представляют собой неньютоновские жидкости, течение которых описывается уравнением Бин-гама - Шведова [11, 12]. Из-за высоких значений концентрации режим течения в трубопроводе D = 50 мм практически на всех концентрациях ламинарный и переходной к турбулентному режиму. Общее уравнение для потерь напора можно записать в следующем виде:

^м/м

4 ^0 + Пэф

8у D

Рсм gD

где т0 - начальное напряжение сдвига, Па; Пэф - динамический коэффициент эффективной вязкости, Па с; V - средняя скорость потока гидросмеси, м/с; D - диаметр трубопровода, м; рсм - плотность гидросмеси, кг/м3; g - ускорение силы тяжести, м/с2.

Результаты лабораторных исследований позволяют предварительно оценить величину потерь напора в трубопроводах другого диаметра, например в промышленном трубопроводе диаметром DN1000 , используя метод теории подобия гидродинамических процессов [5].

В соответствии со второй теоремой подобия для подобных процессов дифференциальные уравнения движения можно заменить уравнением из чисел подобия:

/ (К„ К 2, К3,...) = 0.

где К - числа подобия.

Для случая подобия гидродинамических потоков жидкости эта функция имеет вид

/ (ЕиДе^г ) = 0,

где Ей - число Эйлера (отношение сил давления к силам инерции); Re - число Рейнольдса (отношение сил инерции к силам вязкости); Fr - число Фруда (отношение сил инерции к силам тяжести).

Последнее уравнение можно записать в следующем виде

л(Еи" Яет Fr9)= 0.

В данном уравнении имеются определяемые и определяющие числа подобия. Определяемым числом подобия является число Эйлера, так как оно содержит искомую величину потерь давления. В связи с этим можно переписать последнее равенство:

Еи = ^(Яет Frд1Ь),

где ¡ь = L/D - инвариант геометрического подобия.

В этих уравнениях число Fr при течении в горизонтальных трубах не имеет существенного значения и им можно пренебречь. Тогда в окончательном виде уравнение подобия при течении жидкостей в горизонтальных трубах будет иметь вид:

Еи = л(яет7ь).

В гидродинамике известно уравнение подобия для горизонтального течения вязкой ньютоновской жидкости

Еи = к Яе-°'25 ( -

где коэффициент к = 0,158 [5].

Для неньютоновской жидкости, к которой относятся сгущенные гидросмеси хвостов обогащения, необходимо определить значение этого коэффициента.

Преобразуем полученное уравнение подобия, записав значение определяемого числа Эйлера

АР =к яе-0-25 Г -и ^=к Яе:!:!! ^ А=к v 2 Яе —0,25

РсмV2 ID) РсмV2Ь D ь РсмgD

В итоге имеем равенство

22 0,25 ^ л, —0,25 V

I = к Яе—0,25-= 2к Яе

gD 2 gD

Для гидросмесей неньютоновских, проявляющих реологические свойства, и описываемых уравнением Бингама - Шведова, потери напора пропорциональны коэффициенту ^

(1 :^)кст '

Следовательно, можно приравнять

2к Яе

-0,25 ^

(1 :^)кст '

откуда получим

к = ^

2(1 — ак„Яе—'

где о = т/т0 - относительное напряжение сдвига; кст - коэффициент структуры.

Из формулы видно, что величина коэффициента к зависит от концентрации твердой фазы, так как относительное напряжение сдвига и коэффициент структуры являются функциями этой характеристики гидросмеси.

Определим значение k с учетом известных реологических характеристик гидросмесей [6, 10]:

ср = 30%; с =

т-; т0 = 0,124 • 104,525с = 0,124 • 104'525'0'3 = 2,82 Па;

Х0 + Пэф У

пэф = 6,31-101,72ср = 20,7 •Ю"3 Па с; У = — = 8:1,41 = 225,6 с-1; ф D 0,05

2,82

с =

= 0,376; к = 1 + 3,45соб = 1 + 3,45 • 0,115 = 1,4.

2,82 + 0,0207 • 225,6 Возьмем значение скорости V = 1,41 м/с (см. табл.1). Число Рейнольдса:

Re =

Примем по формуле Блазиуса

Пэф

Х = ^ = 0,04, k =

Яе0,25

1,41 • 0,05 • 1264 0,0207

0,04

=4305.

2 •(! - 0,376) • 1,4 • 4305

= 0,1855.

Потери напора по формуле

i = 0,1855 • 4305"

1,412

2 • 9,81 • 0,05

= 0,05 м вод. ст./м.

Из табл.1 находим, что фактические (замеренные) потери напора составляют 0,046 м вод. ст./м. Ошибка расчетных и опытных данных составляет

В = УсЧ -^ = 0,05-0,046 .100% = 4,8 %.

факт

0,046

Следовательно, разработанную методику пересчета потерь напора с одного диаметра трубопровода на другой можно использовать для предварительной оценки потерь напора.

Результаты. Опытно-промышленная установка для проведения испытаний гидротранспорта была смонтирована работниками ПНС-1 ЦХХ (рис.5) [2, 9].

Гидросмесь с заданной концентрацией твердых хвостов обогащения перекачивалась грунтовым насосом 8Гр-8 производительностью Q = 400 м3/ч. Транспортная линия выполнена в виде петли, состоящей из двух трубопроводов - стального DN200 и DN190 с внутренним полиурета-новым покрытием, Участок трубопроводной петли DN190 расположен на 3 м ниже стального трубопровода.

На каждом трубопроводе имеется измерительный участок длиной L = 15 м. На измерительных участках установлены пружинные манометры с разделителями сред для измерения перепада давления.

Расходный бак объемом W = 1,7 м3 был выполнен из трубы диаметром 1000 мм, высотой 2,5 м. Днище бака скошено в сторону всасывающего трубопровода. Поток гидросмеси всасывал-

Рис.5. Отдельные элементы опытно-промышленной установки гидротранспорта хвостовой пульпы

х

0

-0,25

ся грунтовым насосом, транспортировался по трубопроводной петле и сливался в расходный бак. В расходный бак с помощью мостового крана засыпалась фиксированная масса твердых хвостов обогащения. Уровень гидросмеси в расходном баке и ее объем оставались постоянными. Массовая концентрация гидросмеси рассчитывалась по формуле

С = М^ = М тв

р Мсм Мв + Мтв '

где ср - массовая концентрация гидросмеси, доли ед.; Мтв - масса загружаемых в расходный бак твердых хвостов, кг; Мв - масса воды, численно равная объему воды, кг.

Перед началом основных экспериментов были проведены испытания на чистой воде. При этом проверялась работоспособность оборудования, насоса, приборов (ультразвуковой расходомер, манометры), герметичность соединений. Установка работала на ожидаемых номинальных характеристиках. Расходомер и манометры показывали стабильные расчетные значения. Объем жидкости в расходном баке оставался постоянным на уровне сливного отверстия.

Измеренные параметры гидротранспорта хвостов обогащения, полученные при проведении опытно-промышленных испытаний, приведены в табл.3 и на рис.6.

Таблица 3

Значения потерь напора по экспериментальным данным

Концентрация, Плотность, Скорость в трубопроводах, м/с Потери напора в трубопроводах, м вод. ст./м Коэффициент сопротивлений X

доли ед. кг/м3

Стальной Футерованный Стальной Футерованный Стальной Футерованный

7 1051 3,82 4,23 0,062 0,04 0,016 0,008

13 1100 3,88 4,3 0,088 0,06 0,021 0,011

19 1152 3,85 4,27 0,113 0,078 0,026 0,014

24 1200 3,73 4,14 0,127 0,099 0,030 0,018

29 1253 3,66 4,06 0,149 0,105 0,035 0,019

34 1310 3,54 3,92 0,163 0,124 0,039 0,023

38 1361 3,49 3,86 0,182 0,12 0,043 0,022

42 1414 3,41 3,78 0,192 0,125 0,046 0,023

45 1458 3,29 3,64 0,197 0,151 0,049 0,029

49 1517 3,15 3,49 0,199 0,148 0,052 0,03

52 1568 2,98 3,3 0,195 0,142 0,055 0,031

53 1584 2,91 3,22 0,191 0,136 0,056 0,031

Результаты экспериментов показывают, что удельные потери напора в экспериментальном футерованном трубопроводе DN190 в 1,4 раза меньше, чем в стальном трубопроводе DN200. Необходимо учесть, что футерованный трубопровод был меньшего диаметра, что привело к большей скорости потока гидросмеси, от которой зависит кинетическая энергия потока и, следовательно, потери на трение. При равных диаметрах трубопроводов соотношение потерь напора в стальном и футерованном трубопроводах составило бы не менее 1,75.

Покажем это на конкретном пересчете (табл.3).

Расчет производим по формуле

«

о и

0,2 1

0,15 -

1 = Х-

V Рс 2gD р0

Принимаем среднюю скорость в футерованном трубопроводе, равной скорости в стальном трубопроводе,

й Л

о §

к к л и н о

с

0,1 -

0,05

12 24 36 48 Массовая концентрация, %

60

V = Уд,

с т фут

Зададимся концентрацией пульпы ср = 49 %.

Рис.6. Потери напора в трубопроводах при изменении концентрации гидросмесей 1 - стальной трубопровод, D = 200 мм; 2 - футерованный, D = 190 мм

0

В.И.Александров, М.А.Васильева

Гидротранспорт сгущенных хвостов обогащения железной руды...

92,4 п

а

о §

я

Й 89,6 -

а и

н о

с «

к

я

£

к я

я я я •е •е

и

,8 -

84

81,2

78,4

10 20 30 40 50 Массовая концентрация, %

60

Рис.7. Коэффициент снижения потерь напора от концентрации пульпы в футерованном трубопроводе DN200 по отношению к стальному трубопроводу DN200

Рассчитаем коэффициент гидравлических сопротивлений по формуле, полученной для футерованного трубопровода,

X = 0,05с, + 0,0045 = 0,05 • 0,49 + 0,0045 = 0,029 .

Данная формула получена при обработке опытных данных [3].

Для концентрации 49 % плотность пульпы равна 1517 кг/м3, скорость пульпы равна 3,15 м/с.

Потери напора в футерованном трубопроводе диаметром 200 мм

i = 0,029-

3,152

2 • 9,81 • 0,2

1,517 = 0,111 м/м.

Относительное уменьшение потерь напора в футерованном трубопроводе

в =

фут

0,199 0,111

= 1,79; в,=-

^ -1

^ • 100% =

фут

0,199 - 0,111 0,111

•100% = 79%.

Был выполнен пересчет значений потерь напора для футерованного трубопровода при работе на других концентрациях (табл.3, рис.7). График на рис.7 показывает, что во всем диапазоне концентраций гидросмеси хвостов обогащения железной руды потери напора в футерованном полиуретановым покрытием трубопроводе DN200 не менее, чем в 1,75 раз меньше, чем в стальном трубопроводе DN200 без покрытия.

Результаты выполненных лабораторных и опытно-промышленных исследований приняты для использования в проекте реконструкции системы гидротранспорта сгущенных хвостов обогащения Качканарского ГОКа в соответствии с планом развития хвостового хозяйства ЦХХ ЕВРАЗ «Качканарский ГОК».

ст

Выводы

1. При существующем на данный момент выходе хвостов с обогатительной фабрики «ЕВРАЗ КГОК» в размере 4903 т/ч, в том числе секции 1-15 в объеме 2509 т/ч, секции 16-29 в объеме 2394 т/ч, и принимаемой степени сгущения исходной хвостовой пульпы на проектируемых комплексах сгущения КС-1 и КС-2 до 40 % по весу, для оптимизации системы гидротранспорта сгущенных хвостов на участке от ПНС II до комплекса гидроциклонирования необходимо предусматривать применение труб с внутренним полиуретановым покрытием.

2. Применение пульповодов с внутренним полиуретановым покрытием позволяет осуществить подачу сгущенной пульпы для складирования на дальних отсеках хвостохранилища.

3. Выполненный анализ применения пульповодов с полиуретановым покрытием на технологическом участке подачи сгущенных хвостов в сравнении со стальными трубами показывает, что экономический эффект достигается уже в первые 3-4 года эксплуатации пульповода, и за 4-5 лет эксплуатации обеспечит полную окупаемость первоначальных капитальных затрат.

4. Применение стальных труб с внутренним полиуретановым покрытием позволяет сократить затраты электроэнергии на гидротранспорт сгущенных хвостов в сравнении со стальной трубой в среднем на 22-24 %.

5. Затраты жизненного цикла за 10 лет эксплуатации труб с полиуретановым покрытием на технологическом участке гидротранспорта сгущенных хвостов в два раза дешевле эксплуатации стальных труб без покрытия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Александров В.И. Энергетическая эффективность гидравлического транспорта хвостов обогащения железной руды на Качканарском ГОКе / В.И.Александров, С.А.Тимухин, П.Н.Махараткин // Записки Горного института. 2017. Т. 225. С. 330-337. DOI: 10.18454/PMI.2017.3.330

2. Александров В.И. Энергетическая эффективность применения труб, футерованных полиуретаном / В.И.Александров, И.А.Дедушенко, С.Ю.Авксентьев // Обогащение руд. 2017. № 2. С. 54-59.

3. Александрова Т.Н. Экологические и технологические аспекты утилизации зольных и шлаковых отходов / Т.Н.Александрова, С.А.Корчевенков // Журнал экологической инженерии. 2017. № 4. Т. 18. С 15-24.

4. Борисенко Л. Ф. Лабораторные и технологические исследования минерального сырья / Л.Ф.Борисенко, Л.М.Делицын и др.; ЗАО «Геоинформмарк». М., 1997. 65 с.

5. Васильева М.А. Исследование полимерного материала рабочей камеры-канала магнитного насоса для перекачивания тяжелых нефтей / М.А.Васильева, С.Фёйт // Записки Горного института. 2016. Т. 221. С. 651-654. DOI: 10.18454/PMI.2016.5.651

6. Гусев В.П. Основы гидравлики / Изд-во ТПУ. Томск, 2009. 172 с.

7. Ромашев А.О. К вопросу статистической проверки данных для обогащения руд различного генезиса / А.О.Ромашев, Т.Н.Александрова // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017. № 19. Т. 12. С. 5613-5619.

8. Alexandrov V. Estimation of efficiency of hydrotransport pipelines polyurethane coating compared to steel pipelines / V.Alexandrov, M.Vasilyeva // International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. Praque, 2017. P. 19-26.

9. Aleksandrov V.I. Estimation of efficiency of hydrotransport pipelines polyurethane coating application in comparison with steel pipelines / V.I.Aleksandrov, M.A.Vasilyeva, I.B.Pomeranets // Earth and Environmental Science. 2017. № 87(2). P. 22001.

10. BertaM. Correlation between in-line measurements of tomato ketchup shear viscosity and extensional viscosity / M.Berta, J.Wiclund, R.Kotse // Journal of Food Engineering. 2016. Vol. 173. P. 8-14.

11. Heywood N. Developments in slurry pipeline technologies / N.Heywood, J.Alderman // Chemical Engineering Progress. 2003. Iss. 4. P. 100-107.

12. Slurry Transport Using Centrifugal Pumps / K.C.Wilson, G.R.Addie, S.Aellgren, R.Clift. US: Springer, 2006.

13. VlasakP. Fully stratified particle-laden flow in horizontal circular pipe / P.Vlasak, B.Kysela, Z.Chara // Particulate Science and Technology. 2014. Vol. 32. № 2. P. 179-182.

Авторы: В.И.Александров, д-р техн. наук, профессор, Aleksandrov_VI@pers.spmi.ru (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия), М.А.Васильева, канд. техн. наук, доцент, vasileva_ma@pers.spmi.ru (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия). Статья поступила в редакцию 11.03.2018. Статья принята к публикации 25.05.2018.