Применение численного и физического моделирования при проектировании конструкции рентгенолюминесцентного сепаратора, предназначенного для разделения руд, содержащих люминесцирующие минералы

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2021-6-82-88
Читать на русскоя языкеД.Н. Шибаева, Б.А. Власов, П.А. Шумилов, С.В. Терещенко, В.В. Булатов
Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
Горная Промышленность №6 / 2021 стр. 82-88

Резюме: В работе показано применение численного и физического моделирования для обоснования конструкции системы транспортирования рентгенолюминесцентного сепаратора. Инструментом численного моделирования является программный комплекс Rocky DEM, использующий в качестве математического аппарата метод дискретных элементов. Для повышения эффективности реализации процесса рентгенолюминесцентной сепарации в систему транспортирования сепаратора предложено включить дополнительный элемент – барабанный раскладчик, объединяющий в себе устройство транспортирования и исполнительный механизм. Установлено, что наилучшую загрузку ячеек барабанного раскладчика, при которой количество нескольких кусков в одной ячейке снижается не менее чем на 15%, обеспечивает транспортирующий вибропитатель с треугольным сечением профилированной части лотка по сравнению с лотком параболического сечения. Кроме того, треугольное сечение обеспечивает снижение в два раза количество кусков с вращательным движением вокруг своей оси и, соответственно, увеличение не менее чем на 5% средней скорости перемещения по лотку потока руды. Результаты моделирования работы системы транспортирования показали необходимость уменьшения высоты торцевой перегородки барабанного раскладчика между ячейками до 45 мм, что позволило исключить столкновение кусков рудной массы с перегородкой и впоследствии их движение в направлении вращения барабанного раскладчика по внешней его поверхности, а также непрогнозируемый вылет за рабочее пространство сепаратора.

Ключевые слова: рентгенолюминесцентный сепаратор, физическое моделирование, имитационное моделирование, система транспортирования, транспортирующий вибропитатель, барабанный раскладчик

Для цитирования: Шибаева Д.Н., Власов Б.А., Шумилов П.А., Терещенко С.В., Булатов В.В. Применение численного и физического моделирования при проектировании конструкции рентгенолюминесцентного сепаратора, предназначенного для разделения руд, содержащих люминесцирующие минералы. Горная промышленность. 2021;(6):82–88. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-6-82-88.


Информация о статье

Поступила в редакцию: 03.11.2021

Поступила после рецензирования: 24.11.2021

Принята к публикации: 25.11.2021


Информация об авторах

Шибаева Дарья Николаевна ‒ кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; ORCID: http://orcid.org/0000-0002-3974-0140, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Власов Борис Андреевич ‒ младший научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация

Шумилов Павел Александрович ‒ ведущий инженер, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; ORCID: http://orcid.org/0000-0002-7995-2092

Терещенко Сергей Васильевич ‒ доктор технических наук, главный научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6068-4235

Булатов Виктор Владимирович ‒ инженер, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация


Список литературы

1. Курганова Н.В., Филин М.А., Черняев Д.С., Шаклеин А.Г., Намиот Д.Е. Внедрение цифровых двойников как одно из ключевых направлений цифровизации производства. International Journal of Open Information Technologies. 2019;7(5):105–115. Режим доступа: http://injoit.org/index.php/j1/article/view/748

2. Tereshchenko S.V., Shibaeva D.N., Alekseeva S.A. X-ray luminescence separation of Khibiny low-grade apatite ore. Journal of Mining Science. 2019;55(1):124–133. https://doi.org/10.1134/S1062739119015371

3. Nadolski S., Samuels M., Klein B., Hart C. Evaluation of bulk and particle sensor-based sorting systems for the New Afton block caving operation. Minerals Engineering. 2018;121:169–179. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.02.004

4. Lessard J., Sweetser W., Bartram K., Figueroa J., McHugh L. Bridging the gap: Understanding the economic impact of ore sorting on a mineral processing circuit. Minerals Engineering. 2016;91:92–99. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.08.019

5. Коновалов Г.Н., Наумов М.Е. Способ кусковой сепарации руд. 2014. Патент RU2569528 C1. МПК B03B 13/06(2006.01), B07C 5/34(2006.01), 27.11.2015. Бюл. № 33.

6. Ballantyne G.R., Hilden M., Bartram K., Souto V. Characterising energy efficiency of particle sorting. 2018. Available at:https://www.ceecthefuture.org/resources/characterising-energy-efficiency-of-particle-sorting (Accessed: 31.08.2021).

7. Канцель В.А., Канцель М.А., Мазуркевич П.А., Богушевский Э.М. Перегрузочно-формирующее устройство для подачи горной массы в покусковом режиме. 2001. Патент РФ 2204517. МПК B65G47/19, B65G37/00, 20.05.2003

8. Канцель А.В., Данилов А.В., Цуппингер А.А., Мазуркевич П.А., Канцель М.А., Канцель В.А. Рудосепарационный модуль. 2010. Патент RU 2422210. МПК B03B 13/06, B07C 5/34, 27.06.2011

9. Baala D., Idres A., Bounouala M., Benselhoub A. Radiometric sorting techniques for mining wastes from Ouenza iron mine (Algeria). Науковий Вiсник Нацiонального Гiрничого унiверситет. 2018;(5):30–38. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-5/3

10. Azaryan V. The methodology of use of the mobile crushing-and-sorting radiometric complex in the iron-ore pit. Solid State Phenomena. 2018;277:90–99. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.277.90

11. Burdakova E.A., Bragin V.I., Usmanova N.F., Vashlaev A.O., D’yachenko L.E., Lesnikova L.S., Fertikov A.I. Radiometric separation in grinding circuit of copper-nickel ore processing. Journal of Mining Science. 2019;55(5):824–831. https://doi.org/10.1134/S1062739119056197

12. von Ketelhodt L., Bergmann C. Dual energy X-ray transmission sorting of coal. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2010;110(7):371–378.

13. Robben C., Condori P., Pinto A., Machaca R., Takala A. X-ray-transmission based ore sorting at the San Rafael tin mine. Minerals Engineering. 2020;145:105870. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2019.105870

14. Рахмеев Р.Н. Разработка технологии рентгенорадиометрической сепарации алмазосодержащих концентратов: дис. … канд. техн. наук. Иркутск, 2018. 113 с.

15. Белоглазов И.И., Иконников Д.А. Применение метода дискретных элементов для моделирования процесса измельчения горных пород в щековой дробилке. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2016;59(9):780–786. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2016-59-9-780-786

16. Tereshchenko S.V., Shibaevа D.N., Shumilov P.A., Vlasov B.A. Effect of vibrating feeder pan geometry on radiometric separator performance. Eurasian Mining. 2020;(2):39–42. https://doi.org/10.17580/em.2020.02.09