Науковий вісник НГУ

Використання нелінійних ультразвукових вимірювань для оцінки параметрів осадження твердої фази пульпи в дешламаторі

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №2 2023

Останнє оновлення: 03 травня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2274

Authors:

В.С.Моркун, orcid.org/0000-0003-1506-9759, Криворізький національний університет, м. Кривий Ріг, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н.В.Моркун, orcid.org/0000-0002-1261-1170, Байройтський університет, м. Байройт, Федеративна Республіка Німеччина, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.В.Тронь, orcid.org/0000-0002-6149-5794, Криворізький національний університет, м. Кривий Ріг, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.Ю.Сердюк, orcid.org/0000-0003-1244-7689, Криворізький національний університет, м. Кривий Ріг, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А.А.Гапоненко, orcid.org/0000-0003-1128-5163, Криворізький національний університет, м. Кривий Ріг, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (2): 047 - 052

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-2/047

Abstract:

Мета. Удосконалення методу оцінювання параметрів процесу осадження частинок твердої фази пульпи у процесі дешламації залізорудної сировини на основі моніторингу нелінійних характеристик ультразвукових хвиль, що поширюються в робочому об’ємі дешламатора.

Методика. У роботі використані такі методи: аналіз наукових і практичних рішень; статистичні методи для оброблення результатів експериментальних досліджень; методи аналітичного синтезу; методи чисельного ком­п’ю­терного моделювання для синтезу та аналізу математичних моделей.

Результати. Встановлено, що параметри нелінійних процесів поширення ультразвукових хвиль у рудній пульпі обумовлюються кількістю та крупністю часток здрібненої руди в ній і можуть бути оцінені шляхом визначення амплітуд кількох гармонік виміряного акустичного сигналу. Зазначений підхід дозволяє підтримувати продуктивність процесу дешламації у відповідності до характеристик рудної суспензії не допускаючи втрат корисного компоненту. Завдяки отриманню оперативної інформації про характеристики процесу осадження часток твердої фази рудної суспензії вже на його початковій стадії вдається зменшити тривалість перехідних процесів у системі керування.

Наукова новизна. Удосконалено метод оцінки параметрів осадження твердої фази пульпи в дешламаторі на основі ультразвукових технологій. У основі даного методу знаходиться нелінійний характер процесу поширення керованого ультразвукового сигналу в дешламаторі, що призводить до модуляції згенерованого ультразвукового пакету і, як наслідок, до появи вищих гармонік. Для одержання точнішої оцінки нелінійності цього процесу всі отримані значення мають бути нормовані для подання лише відносної зміни акустичного нелінійного відгуку.

Практична значимість. Запропонована система автоматичного управління роботою дешламатора, що для оцінки параметрів осадження твердої фази пульпи використовує нелінійні ультразвукові вимірювання. За результатами промислових випробувань системи автоматичного керування дешламатором на базі засобів ультразвукового контролю встановлено, що її використання у складі автоматизованої системи керування технологічними процесами збагачення залізорудної сировини на РЗФ Північного ГЗК дозволить зменшити витрати води на 3,5 % і втрати заліза-магнетиту на 0,6–0,7 %.

Ключові слова: збагачення залізорудної сировини, дешламатор, ультразвук, автоматичне керування

References.

1. Burger, R., Diehl, S., Faras, S., Nopens, I., & Torfs, E. (2013). A consistent modelling methodology for secondary settling tanks: a reliable numerical method. Water Science & Technology, 68(1), 192-208. https://doi.org/10.2166/wst.2013.239.

2. Arjmand, R., Massinaei, M., & Behnamfard, A. (2019). Improving flocculation and dewatering performance of iron tailings thickeners. Journal of Water Process Engineering, 31, 100873. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2019.100873.

3. Waug, N. (2022). 5 ways to measure bed level in thickeners. Process Analyzers. Retrieved from https://www.plapl.com.au/5-ways-to-measure-bed-level-in-thickeners/.

4. Morkun, V., Morkun, N., & Pikilnyak, A. (2014). Iron ore flotation process control and optimization using high-energy ultrasound. Metallurgical and Mining Industry, 6(2), 36-42.

5. Golik, V., Komashchenko, V., Morkun, V., & Zaalishvili, V. (2015). The gas bubble size distribution control formation in the flotation process. Metallurgical and Mining Industry, 7(3), 325-329.

6. Morkun, V., Morkun, N., & Tron, V. (2015). Distributed control of ore beneficiation interrelated processes under parametric uncertainty. Metallurgical and Mining Industry, 7(6), 18-21.

7. Mostavi, A., Kamali, N., Tehrani, N., Chi S.-W., Ozevin, D., & Indacochea, E. J. (2017). Wavelet based harmonics decomposition of ultrasonic signal in assessment of plastic strain in aluminum. Measurement, 106, 66-78.

8. Song, D.-G., Choi, S., Kim, T., & Jhang, K.-Y. (2021). Compensation of a second harmonic wave included in an incident ultrasonic wave for the precise measurement of the acoustic nonlinearity parameter. Sensors, 21, 3203. https://doi.org/10.3390/s21093203.

9. Yee, A., Stewart, D., Bunget, G., Kramer, P., Farinholt, K., Friedersdorf, F., Pepi, M., & Ghoshal, A. (2017). Nonlinear ultrasonic measurements based on cross-correlation filtering techniques. AIP Conference Proceedings, 1806, 060004. https://doi.org/10.1063/1.4974613.

10. Shao, W., Li, X., Li, Z., Li, P., Zhu, X., Cui, Y., & Shen, J. (2022). Multifrequency ultrasonic transducers based on dual vibration and harmonic mode. Sensors and Actuators A: Physical, 333, 113228. https://doi.org/10.1016/j.sna.2021.113228.

11. Inoue, T., Norisuye, T., Sugita, K., Nakanishi, H., & Tran-Cong-Miyata, Q. (2018). Size distribution and elastic properties of thermo-responsive polymer gel microparticles in suspension probed by ultrasonic spectroscopy. Ultrasonics, 82, 31-38. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2017.07.007.

12. Rhosonics (n.d.). Control strategies for thickeners. Retrieved from https://rhosonics.com/news/control-strategies-for-thickeners.

13. Kaltenbacher, B. (2017). Well-posedness of a general higher order model in nonlinear acoustics. Applied Mathematics Letters, 63, 21-27. https://doi.org/10.1016/j.aml.2016.07.008.

14. Treeby, B. E., Jaros, J., Rendell, A. P., & Cox, B. T. (2012). Modeling nonlinear ultrasound propagation in heterogeneous media with power law absorption using a k-space pseudospectral method. Journal of the Acoustical Society of America, 131(5), 4324.

15. Morkun, V., Morkun, N., & Pikilnyak, A. (2019). The propagation of ultrasonic waves in gas-containing suspensions: monograph. Newcastle: Cambridge Scholars Publishing. ISBN (8): 1-5275-1814-0. ISBN (10): 978-1-5275-1814-8.

16. Yang, Z.-F., Tian, Y., Zhou, H. Q., Xu, Y., Zhang, W-B., & Li, G.-M. (2016). Nonlinear ultrasonic response of TATB-Based polymer bonded explosive under compression fatigue loading. 19 ^th World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT 2016), (pp. 1-8). 13–17 June 2016 in Munich, Germany. Retrieved from http://ndt.net/?id=19378.

17. Schäberle, W. (2018). Fundamental Principles. In: Ultrasonography in Vascular Diagnosis. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-64997-9_1.

18. Champa, F., & Meo, M. (2012). Nonlinear elastic imaging using inverse time reversal analysis and third-order symmetry. Journal of the Acoustical Society of America, 131(5), 4316-4323.

19. Gaete-Garretón, L. (2015). The use of power ultrasound in mining. In Power Ultrasonics, 1059-1094. https://doi.org/10.1016/B978-1-78242-028-6.00035-1.

20. Zhang, J., Yin, X., & Liu, J. (2016). Economic MPC of deep cone thickeners in coal beneficiation. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 94, 498-505. https://doi.org/10.1002/cjce.22419.

• < Попередня
• Наступна >