c. Kết quả đo và tính toán kích thước tương đương
3.3 Phân tích và đánh giá
Sau khi tiến hành các thực nghiệm trên, đối với các mẫu sa khoáng đưa vào phân tách, tac có thể nhận thấy một số điểm như sau:
- Khi đặt điện trường để phân tách, hiệu quả của thiết bị tăng lên rõ rệt so với khi chỉ phân tách bằng trọng lực (lúc này hiệu suất chịu ảnh hưởng chủ yếu của góc nghiêng α và khối lượng của các hạt), hiệu suất có thể đạt từ 91% - 98%.
- Ảnh hưởng của góc nghiêng α đối với hiệu quả phân tách của thiết bị: + Khi α= 550: Máng nghiêng khá dốc so với phương nằm ngang, các hạt sa khoáng rơi nhanh do chịu ảnh hưởng của lực trọng trường P lớn, lúc này hiệu suất của thiết bị đạt khoảng 92% - 94%.
+ Khi α= 570: Các hạt đã rơi chậm hơn, ảnh hưởng của lực trọng trường P được xem như ít hơn so với ảnh hưởng cuả lực điện trường Fe, do đó hiệu suất đạt được cao, từ 93% - 98%.
+ Khi α= 600: do máng khá thoải, các hạt chịu ma sát lớn và dính lại máng nhiều, hiệu suất phân tách lúc này chỉ khoảng 91%-92%.
62
- Ảnh hưởng của điện trường đối với hiệu quả phân tách: Khi điện áp đặt tại các điện cực lớn (U=±30 kV), gây nên cường độ điện trường rất lớn, xuất hiện hiện tượng có một số hạt khi chuyển động trong điện trường mạnh có xu hướng bay lên và va đập vào điện cực trên sau đó quay ngược trở lại vào máng nghiêng. Đồng thời một số hạt có xu hướng bị hút về phía cực dưới (cực tính dương), do đó hiệu suất lúc này cũng không cao, chỉ đạt khoảng 91% - 94%.
Do vậy, đối với các trường hợp thực nghiệm bằng các hạt sa khoáng lấy từ mở Cẩm Hòa có thể kết luận: đối với góc nghiêng α= 570, điện áp đặt vào các điện cực U=±25kV hiệu suất phân tách của thiết bị sẽ là lớn nhất và đạt khoảng 98%.
3.4. Kết luận chƣơng 3
- Sau khi tiến hành các thực nghiệm, căn cứ vào kết quả thử nghiệm trên mô hình thiết bị với việc thay đổi nhiều thông số có thể nhận được kết quả tách với hiệu suất cao. Khi lựa chọn được thông số tối ưu như cường độ điện trường, kích thước, vị trí và góc nghiêng của điện cực…, kết quả phân tách nhận được là rất khả quan.
- Có thể thấy việc sử dụng mô hình thiết bị và công nghệ cao áp tĩnh điện với việc lựa chọn đúng các thông số kỹ thuật liên quan (cường độ điện trường, góc nghiêng của điện cực, vị trí các điện cực…) cho phép nâng cao đáng kể hiệu suất làm giầu quặng.
- Các kết quả nghiên cứu trên khẳng định lại một lần nữa lợi thế của dạng mô hình thiết bị này khi áp dụng để tách các loại khoáng sản khác có tính chất gần giống với sa khoáng của mỏ Cẩm Hòa.
63
KẾT LUẬN
1. Công nghệ kỹ thuật điện cao áp và tĩnh điện nói riêng đóng một vai trò quan trọng trong việc chế tạo thiết bị công nghiệp, trong đó có thiết bị phân tách hạt. Hiện nay trên thực tế cũng đã có một số nghiên cứu và thử nghiệm các kỹ thuật sử dụng công nghệ cao áp tĩnh điện nhằm tách và phân loại các phần tử hoặc vật liệu có đặc tính khác nhau về điện từ. Kết quả của các nghiên cứu đó đã khẳng định tiềm năng của việc ứng dụng công nghệ phân tách này, đặc biệt là trong lĩnh vực khai thác và phân tách sa khoáng Titan tại Việt Nam. Tuy nhiên những kết quả đạt được cho đến nay cũng chưa cho phép khẳng định công nghệ này đã hoàn toàn tối ưu, mà vẫn tồn tại nhiều vấn đề kỹ thuật cần tiếp tục nghiên cứu cải tiến. Đặc biệt, việc ứng dụng lý thuyết và các nghiên cứu công nghệ cần được thực hiện không chỉ trong điều kiện lý tưởng mà cả trong các điều kiện thực tế, do hiệu quả của quá trình tách phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng khác như cấu trúc, thành phần, kích thước… của các phần tử cần phân tách cũng như môi trường thiết bị.
Một trong những hướng nghiên cứu chính hiện nay tập trung chủ yếu vào việc mô phỏng, tính toán điện trường và tính toán phân tích quỹ đạo bay tối ưu của các phần tử trong môi trường thiết bị. Khi nghiên cứu quỹ đạo bay của các phần tử cần tách này, có thể thấy rằng lực tác động lên chúng chịu ảnh hưởng của các yếu tố chủ yếu là cấu trúc và cường độ điện trường được thiết bị tạo ra. Do vậy việc đảm bảo thiết kế tối ưu cho thiết bị và điều chỉnh cường độ điện trường đạt đến trị số phù hợp với từng loại hạt đóng vai trò quan trọng đối với hiệu quả làm việc của thiết bị. 2. Luận văn đã thực hiện các nghiên cứu tổng quan lý thuyết nhằm đánh giá ưu nhược điểm của các cấu trúc thiết bị phân tách ứng dụng công nghệ cao áp tĩnh điện. Từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất cho việc chế tạo thiết bị phân tách sử dụng điện cực tĩnh kiểu máng nghiêng tại Việt Nam.
Bên cạnh đó, luận văn đã thực hiện các mô phỏng lý thuyết nhằm phân tích quỹ đạo bay của hạt phân tách trong môi trường điện trường của thiết bị, đánh giá các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến quỹ đạo bay của các hạt sa khoáng có tính chất
64
vật lý khác nhau. Luận văn cũng thực hiện các đo đạc thực nghiệm thực tế trên mô hình thiết kế của thiết bị cụ thể tại phòng thí nghiệm cao áp của Bộ môn Hệ thống điện. Việc thực hiện các thí nghiệm này nhằm đánh giá quan hệ giữa hiệu suất phân tách của thiết bị và các thông số chính có thể điều chỉnh được của mô hình thiết bị, bao gồm: mức điện áp sử dụng để tạo ra điện trường tĩnh điện trong thiết bị, tốc độ di chuyển của hạt, kích thước và khoảng cách điện cực. Các nghiên cứu trong luận văn được tiến hành trên cơ sở các hạt cần phân tách có tính chất về điện khác nhau (Ilmenite, Quartz, Zircon) trong thành phần sa khoáng Titan thu thập tại mỏ khoáng Titan Cẩm Hòa, Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh, đã được phân tích đánh giá trong luận văn. 3. Các thí nghiệm đã thực hiện trong luận văn với các mẫu sa khoáng cụ thể cho phép thay đổi thông số của các nhóm yếu tố bao gồm kích thước hạt phân tách, góc nghiêng tương đối của điện cực, cường độ điện trường của môi trường phân tách. Kết quả thí nghiệm cho thấy quan hệ giữa các thông số của mô hình thiết bị với hiệu suất phân tách, tạo cơ sở để thành lập đặc tính làm việc của thiết bị và cấu trúc thiết kế tối ưu. Cụ thể là lựa chọn điện áp vận hành và điều chỉnh góc làm việc của máng nghiêng tương ứng với mỗi mẫu sa khoáng. Các kết quả nghiên cứu này cũng là tiền đề cho việc thiết kế và tối ưu hóa thiết bị phân tách sau này.
4. Kết quả nghiên cứu của luận văn có thể được mở rông đối với một số yếu tố quan trọng khác trong thiết kế và vận hành thiết bị. Hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn dự kiến bao gồm mô phỏng, phân tích đánh giá ảnh hưởng của hình dáng, vật liệu chế tạo điện cực và máng nghiêng; thực nghiệm với các loại hạt trong các lĩnh vực khác nhau (hạt giống, chất thải điện tử…); nghiên cứu kết hợp phân tách điện với các dạng phân tách vật lý khác nhằm nâng cao hiệu suất phân tách của toàn bộ hệ thống.
65