Влияние вязкостного сопротивления на конечные скорости стесненного движения частиц

Турбулизационные центробежные сепараторы широко используются при обогащении руд и техногенного сырья, содержащих тонкие частицы благородных металлов и минералов с повышенной плотностью. Отличительной особенностью данных аппаратов является способ подачи разрыхляющей воды через отверстия в турбулизаторе, установленном внутри вращающегося конуса. При анализе закономерностей турбулизационной центробежной сепарации определено, что в механизме формирования пристеночного слоя центробежного сепаратора значительную роль играет сегрегация материала, при которой тонкодисперсные частицы ценного компонента постепенно продвигаются вглубь пристеночного слоя. В уплотненном его состоянии мелкие частицы ценного компонента перемещаются по поверхности более крупных породных частиц, но, тем не менее, это перемещение ограничено действием сил сцепления и шероховатостью поверхности частиц. При турбулизации идет процесс разрыхления пристеночного слоя и изменение положения как частиц ценного компонента, так и породных частиц, вследствие чего те частицы, движение которых было затруднено до турбулизации, получают возможность продвижения в глубину паза. Достижение условий для эффективной сегрегации частиц в пазах турбулизационного центробежного сепаратора даст возможность реализовать его работу в накопительном режиме с получением богатой тяжелой фракции при высоком извлечении в нее тяжелых минералов. В свою очередь создание таких условий можно обеспечить путем оптимизации параметров разрыхления материала в пристеночном слое.

Пеньков П. М., Морозов Ю. П., Прокопьев С. А. Влияние вязкостного сопротивления на конечные скорости стесненного движения частиц // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11-1. — С. 119—126. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_111_0_119.

Пеньков Павел Михайлович¹ — инженер-исследователь, е-mail: Pavel.Penkov@m.ursmu.ru; ORCID ID: 0000-0001-9531-1896;
Морозов Юрий Петрович¹ — докт. техн. наук, профессор, e-mail: tails2002@inbox.ru, ORCID ID: 0000-0003-0554-5176;
Прокопьев Сергей Амперович² — канд. тех. наук, генеральный директор;
¹ ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет», Россия, 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30;
² ООО Научно-производственная компания «Спирит», Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128 к. 2.

1. Перепелкин М. А., Склянов В. И. Динамическое моделирование подвижности минеральной постели в центробежных концентраторах. Горная промышленность. 2021;(2):114–119. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-2-114−119.

2. Кулибали Мусса, Чекушина Т. В., Янкевский А. В. Повышение извлечения золота из бедных руд с помощью гравитации // Вестник Евразийской науки, 2021 №4. DOI: 10.15862/04NZVN421.

3. Перепелкин М. А., Семыкин Е. С., Мирошникова Л. К., Уфатова З. Г. Моделирование процесса центробежной сепарации минеральных частиц в гравитационном поле с применением метода конечных элементов // Горная промышленность. 2022;(1):128−132. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-1-128−132.

4. C. Marion, R. Langlois, O. Kökkılıç, M. Zhou, H. Williams, M. Awais, N. A. Rowson, K. E. Waters, A design of experiments investigation into the processing of fine low specific gravity minerals using a laboratory Knelson Concentrator // Minerals Engineering. 2019. Vol. 135. P. 139–135. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.08.023.

5. Пелих В. В., Салов В. М., Бурдонов А. Е., Лукьянов Н. Д. Установление технологических зависимостей работы концентратора KC-CVD6 с помощью метода группового учета аргументов // Известия Томского Политехнического Университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. №2. — С. 139−150. DOI: 10.18799/24 131830/2020/2/2500.

6. Шевченко А. С., Морозов Ю. П., Шаутенов М. Р., Хамидулин И. Х. Инновационные технологии переработки вольфрамсодержащих хвостов обогатительной фабрики Жамбыл // Горный информационно–аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2020. — №3−1. — С. 443−452. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31−0-443−452.

7. Кускова Я. В. Использование гравитационно-центробежных полей для повышения эффективности разделения мелких частиц гравитационным методом // Техника и технология горного дела. — 2018. — №3. — С. 29−42. DOI: 10.26730/2618-7434-2018-3-29−41.

8. Прокопьев С. А., Гладкочуб Д. П., Шульгина М. Е., Прокопьев Е. С. Технологические исследования по переработке лежалых и текущих хвостов золотоизвлекательной фабрики «Высочайший» (Иркутская область, г. Бодайбо) // Известия Иркутского Государственного Университета: Науки о земле. — 2017. — Т.22. — С. 92−103.

9. Патент РФ на изобретение № 2196004, приоритет от 21.03.2001, Бюлл. 2002 г. авторы: Афанасенко С. И., Лазариди А. Н., Орлов Ю. А.

10. Ozan Kökkılıç, Ray Langlois, Kristian E. Waters. A design of experiments investigation into dry separation using a Knelson Concentrator // Minerals Engineering. 2015. Vol. 72. Pp. 73–86.

11. Meng Zhou, Ozan Kökkılıç, Raymond Langlois, Kristian E. Waters. Size-by-size analysis of dry gravity separation using a 3-in. Knelson Concentrator // Minerals Engineering. 2016. Vol. 91. Pp. 42–54.

12. Филиппов В. Е. Экспериментальные исследования характера поведения минеральных частиц в гидроаэродинамической среде // В. Е. Филиппов, И. Ф. Лебедев, Н. Г. Еремеева, Д. М. Гаврильев; отв. ред. А. И. Матвеев; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т горного дела Севера им. Н. В. Черского. – Новосибирск: Академическое изд-во “Гео”, 2013. — 85 с.

13. Ghaffari A., Farzanegan A. An investigation on laboratory Knelson Concentrator separation performance: Part 1: Retained mass modelling // Minerals Engineering. 2017. Vol. 112. Pp. 57–67.

14. Fatahi M. R., Farzanegan A. DEM simulation of laboratory Knelson concentrator to study the effects of feed properties and operating parameters // Advanced Powder Technology Vol. 28, Pp. 1443−1458, (Issue 6, June 2017).

15. Тарасов В. К., Волгина Л. В. Определение гидравлической крупности частиц, форма которых отличается от шарообразной // Вестник МГСУ, 2011, №8. — С.111−115.

16. Слепцова Е. С., Никифорова Л. В., Яковлев Б. В., Матвеев А. И. Математическое моделирование процесса концентрации тяжелых частиц в постели отсадочной машины // Горный информационно–аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2014. — №10. — С. 239−245.

17. Никифорова Л. В., Яковлев Б. В. Теоретическое исследование процесса отсадки при обогащении полезных ископаемых // Сильно коррелированные двумерные системы: от теории к практике. Тезисы докладов Всероссийской конференции с международным участием (Якутск, 18−23 июня 2018 г.) / редкол.: Ю. М. Григорьев [и др.]. — Якутск: Издательский дом СВФУ, 2018 — С. 107.

18. Карлина А. И. Изучение механизма процесса гравитационного обогащения и совершенствования математических моделей процессов // Вестник Иркутского Государственного Технического Университета. — 2015. — №2 (97). — С. 168−173.

19. Морозов Ю. П. Анализ гравитационного разделения минералов в стесненных условиях движения // Известия вузов. Горный журнал. №4, 2011 — С.93−98.

20. Меринов Н. Ф. Закономерности движения минеральных зерен в гравитационном поле // Обогащение руд, 2006, №4. — С.24−29.