Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук, Якутск, Республика Саха:

И. А. Матвеев, младший научный сотрудник лаборатории обогащения полезных ископаемых, эл. почта: igor.andr.matveev@gmail.com
В. Е. Филиппов, старший научный сотрудник лаборатории обогащения полезных ископаемых, эл. почта: filippovve@mail.ru
А. И. Матвеев, заведующий лабораторией обогащения полезных ископаемых
Н. Г. Еремеева, научный сотрудник лаборатории обогащения полезных ископаемых

Представлены экспериментальные данные, полученные при изучении свободного падения минеральных частиц в водной среде. Установлено, что гидравлическая крупность частиц одинаковой плотности зависит только от их толщины. Другие параметры частиц практически не влияют на скорость их погружения в жидкость. Установлено, что раскачивание (побочные движения) уплощенных частиц при их погружении в жидкость происходит из-за разности скоростей и направленности потоков вдоль верхней и нижней поверхностей частицы. Предложен способ замера гидравлической крупности мелких уплощенных частиц золота, которую трудно установить невооруженным глазом при погружении их в воду. Исследовано влияние особенностей формы частиц на перемещение их по наклонной трубе. Установлено, что при проектировании установок для обогащения сырья, содержащего частицы золота или платины уплощенной формы, следует стремиться создавать такие условия, при которых они были бы ориентированы своей длинной стороной вдоль потока. Показано, что при перемещении частиц уплощенной формы в искривленной в виде сегмента круга трубе по мере увеличения скорости потока воды и при достижении определенного угла наклона они мгновенно выносятся из трубы. При этом до срыва частицы ориентированы своей длинной осью вдоль потока, а в момент срыва они резко разворачиваются своей наибольшей площадью поперек потока. На срыв частицы с ее переориентацией в потоке также влияет эпюра скоростей по высоте слоя из-за трения воды о днище трубы, т. е. потока с замедленной скоростью. Условия переориентации частиц, увлекаемых потоком воды в искривленной трубе, подчиняются физическим законам и зависят от угла наклона поверхности, вдоль которой происходит их перемещение. На основе полученных данных составили физическую модель момента срыва частиц.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 15-45-05078/16.

1. Кизевальтер Б. В., Гершенкоп А. Ш., Хохуля М. С. Определение скорости падения минеральных частиц пластинчатой формы в жидкой среде // Обогащение руд. 1982. № 3. С. 11–14.
2. Шохин В. Н., Лопатин А. Г. Гравитационные методы обогащения : учебник для вузов. — М. : Недра, 1980. — 400 с.
3. Меринов Н. Ф. Основы теории и закономерности движения минеральных зерен в средах разделения // Известия вузов. Горный журнал. 2007. № 6. С. 67–83.
4. Богданович А. В. Теоретические основы и методы повышения эффективности разделения при гравитационном обогащении руд : дис. … д-ра техн. наук. — М., 2003. — 324 с.
5. Васильев А. М. Анализ формул скорости свободного падения частиц шарообразной формы // Обогащение руд. 2011. № 2. С. 22–26.
6. Кармазин В. В., Раджабов М. М., Измалков В. А. Исследование процесса расслаивания минеральных частиц различной плотности в гравитационно-сегрегационном концентраторе // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 7. C. 73–78.
7. Коннова Н. И., Ананенко К. Е., Кузьмичев Д. В. О новом разделительном признаке гравитационного обогащения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. № 6. С. 180–186.
8. Mitchell C. J., Evans E. J., Styles M. T. A review of gold particle-size and recovery methods // Overseas Geology Series, Technical Report WC/97/14, British Geological Survey 1997. Р. 1–34.
9. Blott S., Pye K. Particle shape: a review and new methods of characterization and classification // Sedimentology. Vol. 55. 2008. P. 31–63.
10. Clifton H. E., Hunter R. E., Swanson F. J., Phillips R. L. Sample size and meaningful gold analysis // Washington. 1969. P. 20.
11. Rodriguez J. M., Edeskär T., Knutsson S. Particle Shape Quantities and Measurement Techniques – A Review // Electronic journal geotechnical engineering. 2013. Vol. 18. P. 169–198.
12. Lees G. A new method for determining the angularity of particles // Sedimentology. Vol. 3. 1964. P. 2–21.
13. Иванов В. Д., Прокопьев С. А. Винтовые аппараты для обогащения руд и песков в России. — М. : Дакси, 2000. — 239 с.
14. Филиппов В. Е., Лебедев И. Ф., Еремеева Н. Г., Гаврильев Д. М. Экспериментальные исследования характера поведения минеральных частиц в гидроаэродинамической среде : монография. — Новосибирск : Академическое изд-во «Гео», 2013. — 85 с.
15. Филиппов В. Е., Еремеева Н. Г., Слепцова Е. С. Гидравлическая крупность россыпного золота // Обогащение руд. 2003. № 5. С. 22, 23.
16. Филиппов В. Е., Еремеева Н. Г., Лебедев И. Ф. Особенности перемещения минеральных частиц в жидкости по наклонной поверхности // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004. № 10. С. 314–318.
17. Основы гидравлики [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://gidravl.narod.ru/gidrosopr.html
18. Корпачев В. П. Теоретические основы водного транспорта леса. — М. : Академия естествознания, 2009. — 237 с.