ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ФЛОТАЦИОННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлена информация об эффективности компьютерного моделирования оптимизации технологического процесса флотации. В то же время поиск оптимальных решений для технологических процессов на практике является одним из основных направлений технического развития, ориентированного на повышение производительности, улучшение качества продукции, снижение затрат, облегчение условий труда и защиту окружающей среды.

ABSTRACT

This article provides information on the effectiveness of computer modeling optimization of the flotation technological process. At the same time, the search for optimal solutions for technological processes in practice is one of the main areas of technical development aimed at increasing productivity, improving product quality, reducing costs, facilitating working conditions and protecting the environment.

Ключевые слова: модель, компьютер, моделирование, система, анализ, оборудование, производство, технология, процесс, флотация.

Keywords: model, computer, modeling, system, analysis, equipment, production, technology, process, flotation.

ВВЕДЕНИЕ

В мировом производстве научно-исследовательские работы в области обрабатывающей промышленности, моделирования и оптимизации технологических процессов в условиях современного научно-технического прогресса позволили отрасли повысить производительность за счет снижения энергопотребления и повышения качества продукции благодаря широкому использованию современных технологий при создании высокопроизводительного, надежного и экономически эффективного технологического оборудования.

На сегодняшний день в мире разработаны научные основы, направленные на совершенствование технологических автоматизированных компьютерных систем процессов и аппаратов на основе системного мышления и анализа. Наряду с этим ведутся научные исследования, позволяющие эффективно управлять составами технологических процессов флотации калийных руд, регулировать концентрацией ценных компонентов и снижением их в отходах, продуктивным функционированием системы флотации, снижением энергетических затрат, минимизацией содержания вредных веществ в технологических средах.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В нашей республике проводится ряд работ по снижению энергопотребления и обеспечению высокой эффективности производства и повышению производительности технологических устройств и оборудования на основе высокоэффективных технологий производства и системного управления. В связи с этим важно совершенствовать технологию, обогащать существующие полезные ископаемые, использовать новые, более эффективные технологические устройства, создавать и применять экологически безопасные способы добычи руды и другие технологические процессы флотации калийных руд.

Михайлов А.П., Козин В.З., Дащенко А.И., Сорокер Л.В., Хмаро В.В., Некрасов Б.Д., Гапонов Г.А., Колтунова Л.Н., Барченков В.В., Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. а в нашей стране Гулямов Ш.М., Артиков А.А., Баракаев Н.Р., Санакулов К.С., Насирова Ш.Н. и другие проводили научные исследования.

Разработаны оптимальные технологические процессы флотации при обогащении руд, определены условия оптимального управления, созданы реагенты для улучшения сцепления частиц ценных компонентов с пузырьками газа, реализованы улучшенные статические и динамические характеристики аппаратов, изготовлены модели флотационных аппаратов, математические модели Разработан технологический процесс флотации калийных руд и методы совершенствования устройства, а также самой технологии.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Вопросы математического моделирования решены идентификационно- аналитическим методом. Изучен аппарат флотации калийной руды – сильвинитов, как система, состоящая из ряда элементов, рассмотрены и проанализированы процессы и явления, протекающие в элементах флотационного аппарата.

Осуществлен на основе системного мышления анализ линии флотации калийной руды на основе системного подхода (рис. 1). Изучен аппарат флотации калийной руды, как объекта, состоящего из ряда элементов. Проанализированы процессы и явления, протекающие в элементах флотационного аппарата.

Рисунок 1. Иерархическая система флотационного аппарата для обогащения калийного удобрения

Показан метод системного мышления в многоступенчатом анализе объекта много квазислойного аппарата селективной флотации хлорида калия при обогащении сильвинитовых руд. Предложен способ многоступенчатого способа построения аналитико-экспериментальной математической и компьютерной моделей объектов.

Разработан метод и построены математические и компьютерные модели флотационного процесса калийного удобрения на основе последовательного объединения компьютерных моделей квазиобъектов третьей, затем второй иерархических ступеней. Показано изменение концентрации калийных компонентов в аппарате флотации по времени. Оно, как по жидкой, так и по газовой фазам имеет гиперболический характер.

Разработана методика построения математической, компьютерной модели и интеллектуальный метод оптимизации технологического процесса флотации в производстве калийного удобрения. На основе моделей процессов в квазиаппаратах получена компьютерная модель барботажного куба флотационного аппарата хлорида калия.

Проведенные эксперименты показывают, что процесс во флотационном аппарате протекает устойчиво. Изменения выходных параметров, в частности концентрация калийных солей в жидкой фазе с начального значения уменьшается, а в газовой фазе увеличивается до равновесной концентрации.

Показано уменьшение концентрации калийных солей с 31,0% до 2,6% в пульпе и увеличение ее в газовой фазе и пенном слое с 0% до равновесной концентрации. Увеличение числа оборотов импеллера также увеличивает расход воздуха в барботажный слой. Это отражается через электроэнергию, подаваемую в электродвигатель (N = 10 – 30 кВт).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Успешно использован многоуровневый метод систематического анализа. Многоэтапный системный анализ позволил разработать компьютерные модели, оптимальные условия флотации в барботажной (пенной) зоне, разработать систему управления исследуемым объектом. Вопросы математического моделирования решались идентификационно-аналитическим методом. Калиевая руда - сильвинитовый флотационный аппарат изучен как система, состоящая из ряда элементов, рассмотрены и проанализированы процессы и явления, происходящие в элементах флотационного аппарата

Список литературы:

1. Nasirova Sh.N., Isakov A.F., Artiqov A.A., Mirzaqulov X.Ch. Reasoning System in Analysis of Bubbling Zone of Flotation, On the Example Of Potash Ore Enrichment. Jour of adv research in dynamical & control systems, vol. 12, special issue-06, 2020, DOI:10.5373/JARDCS/V12SP6/SP20201063,558-565р.
2. Исаков А.Ф., Артиков А.А., Насирова Ш.Н., Холиков М.М. Программное обеспечение для расчета пяти казислойной флотации калийных солей. Агентство по интеллектуальной собственности Республики Узбекистан. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Свидетельство № DGU 20120198, 15.05.2020.
3. Исаков А.Ф., Артиков А.А., Насирова Ш.Н. Улучшение качества флотационой продукции интелектуальным исследованием. Управление качеством на этапах жизненного цикла технических и технологических систем: сборник научных трудов Всероссийской научно-технической конференции (27-28 мая 2020 года)/ ISBN 978-5-907205-39-1, ЗАО «Университетская книга». Курск, РФ. 2020. -c.18-20
4. А.Ф.Исаков, Ш.Н.Насирова, А.А.Артиков. Системное мышление в анализе флотационного аппарата и моделировании процессов переработке руд. Монография. - Ташкент, «Фан», 2022, 159 стр.
5. Sh. Nasirova, M. Kholiqov, GEOTECH-2024. E3S Web of Conferences 525, 05009 (2024) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202452505009