Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Санкт-Петербург, Россия:

И. В. Доманский, профессор

ООО «РУСАЛ ИТЦ», Санкт-Петербург, Россия:
И. В. Давыдов, директор департамента, эл. почта: ioan.davydov@rusal.com
М. Н. Малофеев, старший научный сотрудник

Концентрирование различных суспензий — неотъемлемый процесс промышленного производства глинозема. Эту операцию осуществляют в сгустителях, оснащенных устройствами, которые состоят из привода, соединенного с вертикальным валом, к которому радиально крепятся траверсы. На последних с определенным шагом и углом атаки присоединены скребки (пластины), предназначенные для слабого перемешивания с одновременным перемещением сгущенной пульпы к разгрузочным патрубкам. По физическим свойствам эти пульпы относят к бингамовским жидкостям, т. е. они обладают высокой эффективной вязкостью, и обтекание скребков при работе сгустителя протекает в ламинарном режиме. Значимым для оценки эффективности работы аппарата является показатель затрат мощности на перемешивание и перемещение сгущенной пульпы. Информация о расчете сопротивления при обтекании пластин (скребков) в ламинарном режиме даже для ньютоновских жидкостей весьма ограничена. В работе предложена методика расчета мощности, потребляемой приводом сгустителя при перемеши вании и перемещении бингамовских жидкостей. Получены уравнения результирующего крутящего момента касательной составляющей силы для бингамовских жидкостей и результирующего крутящего момента касательной составляющей силы. Таким образом, можно определить суммарный крутящий момент сил, действующих на скребки (пластины).

1. Хуснутдинов Р. С., Сайфуллин Р. С., Хабибуллин И. Г. Оборудование производств неорганических веществ. — Л. : Химия, Ленинградское отд., 1987. С. 91–97.
2. Бауман А. В. О модернизации отечественных радиальных сгустителей // Обогащение руд. 2013. № 1. С. 44–49.
3. Бауман А. В. Критерии выбора радиального сгустителя для процессов сгущения и водооборота // Обогащение руд. 2013. № 4. С. 40–43.
4. Kahane R., Nguyen T., Schwarz M. P. CFD modelling of thickeners at Worsley Alumina Pty Ltd // Applied Mathematical Modelling. 2002. Vol. 26, No. 2. P. 281–296.
5. Waters A. High Density red mud residue thickeners // Filtration + Separation. 1991. Vol. 28, No. 6. P. 398–399.
6. Tian Zhou, Mao Li, Qiu-long Li, Bo Lei, Qian-shou Chen, Jiemin Zhou. Numerical simulation of flow regions in red mud separation thickener's feedwell by analysis of residence-time distribution // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014. Vol. 24, No. 4. P. 1117–1124.

7. Sidrak Y. L. Control of the thickener operation in alumina production // Control Engineering Practice. 1997. Vol. 5, No. 10. P. 1417–1426.
8. Chee Keong Tan, Jie Bao, Götz Bickert. A study on model predictive control in paste thickeners with rake torque constraint // Minerals Engineering. 2017. Vol. 105, May. P. 52–62.
9. Коган В. Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии. — Л. : Химия, Ленинградское отд., 1977. — 591 с.
10. Скобло А. И., Трегубова И. А., Молоканов Ю. К. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. — М. : Химия, 1982. — 583 с.
11. Плановский А. Н., Николаев П. И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. — М. : Химия, 1987. — 492 с.
12. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч. 1. — М. : Химия, 1995. — 213 с.
13. Астарита Д., Марручи Д. Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей / пер. с англ. — М. : Мир, 1978. — 309 с.
14. Островский Г. М. Прикладная механика неоднородных сред. — СПб. : Наука, 2000. — 359 с.
15. Гноев А. В., Климов Д. М., Чесноков В. М. Основы теории течения бингамовских сред. — М. : Физматлит, 2004. — 272 с.
16. Лойцянский Л. Г. Механика жидкостей и газов. — М. : Наука, 1987. — 848 с.
17. Новый справочник химика-технолога. Процессы и аппараты химической технологии. Ч. 1. — Л. : НПО «Профессионал», 2005. — 272 с.
18. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. — М. : Химия, 1975. — 315 с.
19. Доманский И. В., Давыдов И. В., Малофеев М. Н. Исследование затрат мощности на перемешивание и транспорт сгущенной пульпы в сгустителях непрерывного и полунепрерывного действия // Сб. тезисов докладов 8-го международного конгресса «Цветные металлы и минералы». Красноярск, 2016. — 526 с.