Экспериментальные исследования процессов разделения минеральных частиц в лабораторной модели центробежного пневматического сепаратора
И.Ф. Лебедев
Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация
Russian Mining Industry №4S / 2025 p. 36-39
Резюме: Рассмотрены существующие методы и аппараты сухого обогащения, которые в основном используются для классификации материалов по крупности. Учитывая перспективу обогащения полезных ископаемых сухими методами в районах с дефицитом технологической воды, возникает необходимость проведения исследований по изучению поведения минеральных частиц различной плотности и крупности в искусственно создаваемых и управляемых воздушно-песчаных потоках для разработки новых перспективных технологических и технических решений в области обогащения минерального сырья высокой и средней плотности способом пневматической сепарации.В работе приведены аналитические исследования в области сухого обогащения минеральных частиц в пневмосепараторах. Результаты проведенных исследований показали перспективность использования центробежных сил в дополнение к гравитационным при разработке новых моделей пневмосепараторов.Для экспериментального изучения разделения минеральных частиц различной плотности и крупности по миграционной способности в аэродинамическом потоке с приложением центробежных полей авторами изготовлена лабораторная модель-стенд пневмосепаратора. Приведена методика проведения экспериментальных исследований в разработанной модели для изучения не только классификации минеральных частиц по крупности, но и перераспределения тяжелых и лёгких частиц под воздействием аэродинамического воздушного потока и центробежной силы. Показаны результаты проведенных опытов разделения тяжелых фракций различного фракционного состава и легких фракций в модели лабораторного центробежного пневмосепаратора барабанного типа с камерами для классификации.Экспериментальным путем на лабораторном стенде получено подтверждение возможности сочетания в одном аппарате классификации по фракциям крупности и одновременно концентрации по удельному весу (плотности).
Ключевые слова: пневматическое обогащение, пневмосепаратор, минеральные частицы, экспериментальные исследования, классы крупности, гранулометрический состав
Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема №0297-2021-0022, ЕГИСУ НИОКТР №122011800089-2).
Для цитирования: Лебедев И.Ф. Экспериментальные исследования процессов разделения минеральных частиц в лабораторной модели центробежного пневматического сепаратора. Горная промышленность. 2025;(4S):36–39. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4S-36-39
Информация о статье
Поступила в редакцию: 05.06.2025
Поступила после рецензирования: 07.08.2025
Принята к публикации: 15.08.2025
Информация об авторах
Лебедев Иван Феликсович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0003-1116-8872; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Синица Е.В., Сафронов С.Е., Иванов Н.А., Журавлев И.А. Анализ оборудования для классификации порошкообразных материалов. В кн.: Наукоемкие технологии и инновации (24-енаучные чтения): сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф., г. Белгород, 21–22 октября 2021 г. Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова; 2021. С. 248–256.
2. Gavrilieva U., Vasilyeva M., Chung E.T. Generalized multiscale finite element method for elastic wave propagation in the frequency domain. Computation. 2020;8(3):63. https://doi.org/10.3390/computation8030063
3. Chung E., Pun S.-M. Computational multiscale methods for first-order wave equation using mixed CEM-GMsFEM. Journal of Computational Physics. 2020;409(2):109359. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2020.109359
4. Tyrylgin A., Vasilyeva M., Chung E.T. Embedded fracture model in numerical simulation of the fluid flow and geo-mechanics using Generalized Multiscale Finite Element Method. Journal of Physics: Conference Series. 2019;1392:012075. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1392/1/012075
5. Vasilyeva M., Chung E.T., Efendiev Y., Kim J. Constrained energy minimization based upscaling for coupled flow and mechanics. Journal of Computational Physics. 2019;376:660–674. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2018.09.054
6. Терехова О.Н., Дуюнова Я.С. Пневмоцентробежная классификация дисперсных частиц в процессе переработки зерна в муку. Техника и технология пищевых производств. 2024;54(1):124–134. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-1-2494Terekhova O.N., Duyunova Ya.S. Pneumocentrifugal classification of dispersed particles during grain milling. Food Processing: Techniques and Technology. 2024;54(1):124–134. (In Russ.) https://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-1-2494
7. Соломаха А.Е., Шваб А.В. Моделирование аэродинамики закрученного турбулентного потока в воздушноцентробежном классификаторе. Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2024;87:150–162. https://doi.org/10.17223/19988621/87/12Solomakha A.E.1, Shvab A.V. Simulation of aerodynamics of a swirling turbulent flow in a centrifugal air classifier. Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2024;87:150–162. (In Russ.) https://doi.org/10.17223/19988621/87/12
8. Перепелкин М.А., Склянов В.И. Динамическое моделирование подвижности минеральной постели в центробежных концентраторах. Горная промышленность. 2021;(2):114–119. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2021-2-114-119Perepelkin M.A., Sklyanov V.I. Dynamic modeling of mineral bed mobility in centrifugal concentrators. Russian Mining Industry. 2021;(2):114–119. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2021-2-114-119
9. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен [пер. с англ. С.В. Сенина, Е.Ю. Шальмана; под ред. Г.Л. Подвидза]. М.: Мир; 1990. Т. 1. 385 с.
10. Любимов Д.А. Анализ турбулентных струйных и отрывных течений в элементах ТРД комбинированными RANS/LES-методами высокого разрешения [дис. ... д-ра физ.-мат. наук]. М.; 2014. 289 с.
11. Романюк Д.А., Циркунов Ю.М. Нестационарные двухфазные течения газа с частицами в решетках профилей. Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2020;(5):33–45. https://doi.org/10.31857/S0568528120050126Romanyuk D.A., Tsirkunov Y.M. Unsteady two-phase gas-particle flows in blade cascades. Fluid Dynamics. 2020;55(5):609–620. https://doi.org/10.1134/S0015462820050122
