Данная работа проводится в лаборатории обогащения полезных ископаемых Института горного дела Севера и является продолжением исследований, проводимых на крутонаклонном концентраторе, защищенном патентом РФ. Ранее на основе проведенных экспериментальных работ на крутонаклонном концентраторе были выявлены неудовлетворительное извлечение полезного компонента, засоренность концентрата в накопительных камерах, неравномерность динамических процессов по всей площади рабочей поверхности концентратора. В целях дальнейшего усовершенствования концентратора был установлен клапан-отсекатель у патрубка для подачи воды по всему объему концентратора. Проведены экспериментальные исследования по повышению эффективности разделения минералов, где особое внимание уделено стабильности протекающих динамических процессов по всей рабочей камере концентратора, исключению образования застойных зон за счет управления потоками и повышению качества концентрата в целом. Благодаря регулировке режимов работы концентратора клапаном-отсекателем, в целом удается избавиться от этих негативных явлений и существенно увеличить площадь эффективной рабочей зоны. Определены наиболее рациональные результаты при наклоне деки концентратора 70°, где извлечение тяжелой фракции (магнетита) достигает 91,16 % при скорости 0,35 л/с. Использование клапана-отсекателя дает возможность регулирования потока воды внутри концентратора, при котором найдены условия эффективного разделения минеральных частиц. Работа выполнена в рамках государственного задания.
This work is carried out in the laboratory of the Laboratory of mineral processing Institute of Mining of the North and is a continuation of research conducted on a steep-slope concentrator protected by a patent of the Russian Federation. Earlier, on the basis of experimental work carried out on a steeply inclined concentrator, unsatisfactory extraction of the useful component, clogging of the concentrate in the storage chambers, uneven dynamic processes over the entire area of the working surface of the concentrator were revealed. In order to further improve the concentrator, a shut-off valve was installed at the nozzle for water supply throughout the entire volume of the concentrator. Experimental studies have been carried out to improve the efficiency of mineral separation, where special attention is paid to the stability of the dynamic processes occurring throughout the working chamber of the concentrator, the exclusion of the formation of stagnant zones due to flow control and improving the quality of the concentrate as a whole. Thanks to the adjustment of the operating modes of the concentrator by the shut-off valve, it is generally possible to get rid of these negative phenomena and significantly increase the area of the effective working area. The most rational results are determined when the deck of the concentrator 700 is tilted, where the extraction of heavy fraction (magnetite) reaches 91.16 % at a speed of 0.35 l/s. The use of a shut-off valve makes it possible to regulate the flow of water inside the concentrator, at which conditions for effective separation of mineral particles are found. The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (topic No. 0297-2021-0022 of the unified state information system for recording research, development and technological work for civil purposes No. 122011800089-2) using the equipment of the Center for Collective Use of the Federal research center "Yakut Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences", grant No. 13. Center for collective use 21.0016.

В статье приводятся результаты проведенных многолетних исследований в области воздушного (сухого) способа разделения (обогащения) минералов полезных ископаемых. Даны результаты изготовленного пневматического сепаратора типа ПОС-2000, который прошел опытно-промышленные испытания в ряде золотосодержащих рудных месторождений Якутии и Амурской области. В работе описаны наработки по совершенствованию конструкционных и производственных параметров установки, где актуальным и востребованным в данное время, особенно для мобильных передвижных вариантов обогатительных установок, является уменьшение массогабаритных параметров. В статье показаны лабораторные экспериментальные работы, направленные на детализованное изучение особенностей динамики поведения многофазных сред в сложных камерах как в упрощенных ламинарных, так и в турбулентных случаях. Для более детального изучения влияния различного воздушного потока на процесс разделения различных минералов по плотности и крупности собрана экспериментальная лабораторная установка с тремя тороидальными зонами, состоящая из гибкой прозрачной пластиковой армированной трубы, изогнутой в виде винта (винтовой геликоид). Рассмотрены предельные углы подъёма частиц по внутренней границе лабораторного стенда, скорости витания частиц в зависимости от плотности и размеров, предельные углы зависания и витания при разных воздушных скоростях. Проведены исследования распределения частиц в радиальном сечении на различных участках трубы (S1-S3), в которых получены угловые различия по распределению из-за разного уровня соотношений центробежной и гравитационных сил, при испытанных скоростях и радиусах поворота. Показаны дальнейшие исследования, направленные на возможность модификации существующего пневмосепаратора для уменьшения массогабаритов, и разработка нового типа центробежного пневмосепаратора.
The article presents the results of many years of research in the field of air (dry) method of separation (enrichment) of minerals. The results of a manufactured pneumatic separator of the POS-2000 type, which passed pilot tests in a number of gold ore deposits in Yakutia and the Amur region, are presented. The work presents developments to improve the design and production parameters of the installation, where reduction of weight and size parameters is relevant and in demand at this time, especially for mobile mobile versions of enrichment plants. The article shows laboratory experimental work aimed at a detailed study of the dynamics of the behavior of multiphase media in complex chambers, both in simplified laminar and turbulent cases. For a more detailed study of the influence of different air flow on the process of separating various minerals by density and size, an experimental laboratory installation with three toroidal zones was assembled, consisting of a flexible transparent plastic reinforced pipe, bent in the form of a screw (screw helicoid). The maximum angles of rise of particles along the internal boundary of the laboratory stand, the speed of soaring of particles depending on density and size, the maximum angles of hovering and soaring at different air speeds are considered. Studies have been carried out on the distribution of particles in the radial section in different sections of the pipe (S1-S3), in which angular differences in distribution were obtained due to different levels of the ratio of centrifugal and gravitational forces, at tested speeds and turning radii. Further research aimed at the possibility of modifying the existing pneumatic separator to reduce weight and size and the development of a new type of centrifugal pneumatic separator are shown. The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (topic No. 0297-2021-0022 of the unified state information system for recording research, development and technological work for civil purposes No. 122011800089-2) using the equipment of the Center for Collective Use of the Federal research center "Yakut Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences", grant No. 13. Center for collective use 21.0016.

Приведены результаты исследований процессов переработки и обогащения различных минеральных полезных ископаемых, полученные в ходе выполнения госбюждетных тем, силами коллектива лаборатории обогащения полезных ископаемых ИГДС СО РАН за последние годы. В настоящее время современные тенденции развития техники и технологии добычи, а в особенности в обогащении, связаны с необходимостью совершенствования существующих и разработки новых, инновационных технологий. Наиболее востребованы новые аппараты дробления и измельчения, позволяющие существенно интенсифицировать энергоемкие процессы рудоподготовки, активное внедрение процессов предварительного обогащения, комбинированные физико-химические методы комплексного извлечения полезных компонентов из труднообогатимых руд и песков, техногенных отвалов. Исследования, проводимые лабораторией, направлены на разработку новых эффективных процессов рудоподготовки, обогащения и глубокой переработки твердых полезных ископаемых, обеспечивающих увеличение продолжительности добычного сезона, повышение полноты извлечения и комплексного использования полезных компонентов, получение продуктов переработки сырья с высокой добавочной стоимостью.

Проведены исследования технологических свойств керновых проб расслоенных габброидов из Бурпалинского массива юга Якутии.
The technological properties of core samples of stratified gabbroids from the Burpalinsky massif in the south of Yakutia were studied.

Проведенные эксперименты по обработке руд с содержанием 35 % с использованием оборудования модульной рудообогатительной установки показали, что получение кондинционных концентратов с содержанием флюорита 65 % возможно при изменении конструкции пневмосепаратора, с реконструкцией узла разгрузки концентратов при увлечении выхода концентрата до 50 %.

Проведены исследования технологических свойств керновых проб расслоенных габброидов из Бурпалинского массива Якутии.

Теоретически рассмотрено движение частиц внутри винтового пневмосепаратора. На начальной стадии рассматривается вспомогательная модель: движение частицы по конической поверхности с данным углом полураствора под действием аксиального потока воздуха. В этом случае нормаль к поверхности конуса имеет две компоненты: радиальную и вертикальную. Разработанная модель позволяет найти закон движения частицы по конической поверхности. Чтобы получить винтовую поверхность усложняем модель, а именно, к компонентам нормали поверхности добавляем аксиальную третью компоненту. Тогда созданная нормаль будет описывать винтовую поверхность. В качестве рабочей поверхности пневмосепаратора выбрана винтовая поверхность с определенным углом раствора и аксиальным углом наклона. Движение частиц происходит только по рабочей поверхности. Зная закон движение для одной частицы, можно определить траектории и для системы невзаимодействующих частиц. Таким образом, в первом приближении для невзаимодействующих частиц можно определить концентрацию частиц на винтовой поверхности, как и в радиальном направлении, так и в вертикальной плоскости.
In this paper theoretically discusses the motion of particles inside the screw air separator. At the initial stage auxiliary model is considered: particle motion along a conical surface with a given angle under the action of the axiales flow of air. In this case the normal to the surface of the cone has two components: vertical and radial. Model allows to find the law of motion of a particle along a conical surface. To get the screw surface sophisticate model, namely, the components of the surface normal axial add a third component. Then set up will describe the normal helical surface. As the working surface of the spiral air separator is chosen with a specific surface of angle and axial angles. The particle motion occurs only at the working surface. Knowing the law of motion of a single particle, we can determine the trajectory for the system of non-interacting particles. Thus, in a first approximation for non-interacting particles the particle concentration can be determined on a screw surface, as well as in the radial direction and in the vertical plane.