Operational lifetime increase of the pumping equipment when pumping-out contaminated groundwater

Abstract

Purpose. Solving the problem of increasing the pumping equipment operational lifetime when pumping-out contaminated groundwater in the iron-ore industry by extracting the hard, abrasive part, using magnetic filters based on permanent ferrite magnets. Methods. To produce spherical hard-magnetic ferrite elements that catch finely-dispersed magnetic and weakly-magnetic abrasive particles when pumping-out contaminated groundwater in the iron-ore industry, barium ferrite powder BaО∙6Fe2O3 is applied, which is usually used for obtaining hard-magnetic ferrites. Spherical elements for filling a magnetic filtering installation are obtained by the method of spheroidizing the barium ferrite powder in a dragee machine. Sintering of spherical granules obtained from barium ferrite powder is conducted in a high-temperature atmospheric electric box furnace. The sintered spherical elements made of hard-magnetic barium ferrite are magnetized using a magnetic pulsed toroidal-shaped setup in a pulsed constant magnetic field. Findings. For continuous pumping-out and purification of contaminated groundwater from magnetic, weakly-magnetic and non-magnetic highly abrasive particles with the help of magnetic filters, a scheme of a filtering installation of two sections is proposed. A technology for producing spherical permanent magnets from barium ferrite powder has been developed for a filtering installation, which includes a coarse purification column with hollow-spherical permanent magnets of 16-17 mm in diameter and a fine purification column with full-bodied spherical barium ferrite magnets of 6-7 mm in diameter. Originality. The term of pumping equipment operation is doubled if to eliminate abrasive wear due to the filtering twosection installation by filling with barium ferrite spherical magnets. In the case of changing the filter, idle time is reduced by using the supplementary auxiliary column. The possibility of processing filtration products and their use in the field of construction and metallurgy without environmental pollution is substantiated. Practical implications. The scheme of magnetic groundwater purification in the iron-ore industry is proposed, consisting of a filtering column of coarse and fine purification from abrasive particles. A technology for producing spherical magnets with different diameters has been developed to ensure the quality of the process. The research results allow to increase the operational lifetime of pumping equipment by eliminating abrasive wear, which will lead to significant savings in the replacement and repair of centrifugal pumps.

Мета. Рішення завдання підвищення термінів експлуатації насосного обладнання при відкачуванні забруднених ґрунтових вод у залізорудній промисловості, за рахунок виділення твердої, абразивної частини з використанням магнітних фільтрів на основі постійних феритових магнітів. Методика. Для отримання сферичних магнітотвердих феритових елементів, що уловлюють дрібнодисперсні магнітні та слабкомагнітні абразивні частинки при відкачуванні забруднених ґрунтових вод у залізорудній промисловості, використовували порошок фериту барію BaО∙6Fe2O3 застосовуваний для отримання магнітотвердих феритів. Сферичні елементи для наповнення магнітної установки, що фільтрує, отримували методом сфероїдизації порошку фериту барію в дражирувальній машині. Спікання сферичних гранул, отриманих з порошку фериту барію, виконували в високотемпературній атмосферній електричній камерній печі. Намагнічування спечених сферичних елементів з магнітотвердого фериту барію виконували за допомогою магнітної імпульсної установки тороїдальної форми в імпульсному постійному магнітному полі. Результати. Запропоновано схему фільтрувальної установки з двох секцій для безперервної відкачки та очищення забруднених ґрунтових вод від магнітних, слабкомагнітних і немагнітних високоабразивних частинок із використанням магнітних фільтрів. Запропоновано технологію отримання сферичних постійних магнітів з порошку фериту барію, для фільтрувальної установки до складу якої входять: колона грубої очистки з пустотілими сферичними постійними магнітами діаметром 16-17 мм і колона тонкої очистки з повнотілими сферичними магнітами з фериту барію діаметром 6-7 мм. Результати проведених досліджень дозволять збільшити термін експлуатації обладнання, що відкачує, внаслідок усунення абразивного зносу, що призведе до значної економії коштів на заміну і ремонт відцентрових насосів. Наукова новизна. Термін експлуатації насосного обладнання збільшується у два рази, внаслідок усунення абразивного зносу, за рахунок двосекційної фільтрувальної установки з наповненням їх сферичними магнітами з фериту барію. Час простоїв при заміні фільтра зменшується за рахунок додаткової резервної колони. Обґрунтована можливість переробки продуктів фільтрації і використання їх у галузі будівництва і металургії, без забруднень навколишнього середовища. Практична значимість. Запропоновано схему магнітного очищення ґрунтових вод залізорудної промисловості, що складається з фільтра-колони грубої і тонкої очистки від абразивних частинок. Розроблено технологічний процес виготовлення сферичних магнітів різних діаметрів для забезпечення якості процесу.

Цель. Решение задачи повышения сроков эксплуатации насосного оборудования при откачивании загрязненных грунтовых вод в железорудной промышленности, за счет выделения твердой, абразивной части, с использованием магнитных фильтров на основе постоянных ферритовых магнитов. Методика. Для получения сферических магнитотвердых ферритовых элементов, улавливающих мелкодисперсные магнитные и слабомагнитные абразивные частицы при откачивании загрязненных грунтовых вод в железорудной промышленности, использовали порошок феррита бария BaО∙6Fe2O3, применяемый для получения магнитотвердых ферритов. Сферические элементы для наполнения магнитной фильтрующей установки получали методом сфероидизации порошка феррита бария в дражировочной машине. Спекание сферических гранул, полученных из порошка феррита бария, производили в высокотемпературной атмосферной электрической камерной печи. Намагничивание спеченных сферических элементов из магнитотвердого феррита бария осуществляли с помощью магнитной импульсной установки тороидальной формы в импульсном постоянном магнитном поле. Результаты. Предложена схема фильтрующей установки из двух секций для непрерывной откачки и очистки загрязненных грунтовых вод от магнитных, слабомагнитных и немагнитных высокоабразивных частиц с использованием магнитных фильтров. Предложена технология получения сферических постоянных магнитов из порошка феррита бария, для фильтрующей установки, в состав которой входят: колона грубой очистки с пустотелыми сферическими постоянными магнитами диаметром 16-17 мм и коло-на тонкой очистки с полнотелыми сферическими магнитами из феррита бария диаметром 6-7 мм. Научная новизна. Срок эксплуатации насосного оборудования увеличивается в два раза, вследствие устранения абразивного износа, за счет фильтрующей двухсекционной установки с наполнением их сферическими магнитами из феррита бария. Время простоев при замене фильтра снижается за счет дополнительной резервной колонны. Обоснована возможность переработки продуктов фильтрации и использование их в области строительства и металлургии, без загрязнений окружающей среды. Практическая значимость. Предложена схема магнитной очистки грунтовых вод железорудной промышленности, состоящая из фильтра-колонны грубой и тонкой очистки от абразивных частиц. Разработан технологический процесс изготовления сферических магнитов разных диаметров для обеспечения качества процесса. Результаты проведенных исследований позволят увеличить срок эксплуатации откачивающего оборудования вследствие устранения абразивного износа, что приведет к значительной эконо-мии средств на замену и ремонт центробежных насосов.