Забайкальский государственный университет, Чита, Россия:

В. Г. Черкасов, проф., докт. техн. наук, доцент, эл. почта: cherkasov1948@yandex.ru
Л. В. Шумилова, проф., докт. техн. наук, доцент

Рассмотрено техническое решение использования конструкций тонкослойных аппаратов в технологических процессах обогащения полиминеральных песков применительно к разработкам россыпных месторождений. Приведены характерные особенности технологических процессов при промывке песков, требования к оборудованию в мобильном варианте и сравнительная оценка возможностей использования типовых тонкослойных аналогов в экстремальных условиях эксплуатации обогатительных комплексов типа промывочных приборов. Показано, что серийно выпускаемые тонкослойные аппараты не отвечают специфическим требованиям как по массе и габаритам, так и по отсутствию обогатительных признаков улавливания мелких и тонких классов ценного компонента из образующегося потока суспензии. Предложенное новое техническое решение аппарата на базе труб большого диаметра позволило многократно снизить общую массу и габариты конструкции, что придало им фактор транспортабельности при частой смене мест промывки. Принятая продольно вытянутая конфигурация устройства дает возможность дополнительно накладывать на тонкослойный процесс разделения двухфазной среды суспензии двойной тонкослойный эффект, который используется для формирования обогатительной функции. Испытание опытных образцов в производственных условиях показало, что использование аппаратурного оформления процесса водоподготовки на базе предложенных тонкослойных устройств обеспечивает возврат в оборот 80–90 % технологической воды, минуя экологически ненадежные грунтовые пруды-отстойники. Физическим моделированием установлено, что такое конструктивное исполнение с двухконтурным потоком осадочного слоя дополнительно формирует эффект сегрегации частиц с последующим отсечением нижней части локализованного осадка. При этом обеспечивается технологическая эффективность обогащения тяжелых фракций по формуле Ханкока – Луйкена до 79,1 %.

1. Замятин О. В. Обогащение золотосодержащих песков на шлюзах. Основные закономерности и технологические возможности процесса // Золотодобыча. — Иркутск : ОАО «Иргиредмет», 2012. № 169. — URL: https://zolotodb.ru/articles/technical/10789 (дата обращения: 15.10.2020).
2. Луняшин П. Д. Проблемы российских россыпей и пути их решения // Золото и технологии. 2018. № 2. С. 60–65.
3. Бауман А. В. Тонкослойные отстойники. Пластинчатые сгустители и блоки. — Новосибирск : Гормашэкспорт, 2014. — 18 с.
4. Пряничников Е. В., Щербаков О. К., Горелых А. С. Определение некоторых конструктивных и технологических параметров тонкослойных сгустителей // Обогащение руд. 1985. № 2. С. 23–26.
5. Lopez J. S., Burgos A. J., Rodriguez P. U. Lamella settling (FS-PRI-004). Universidade da Сoruna: INDITEX. — Spain, 2013. — 29 p.
6. Kowalski P. W. The method of calculations of the sedimentation efficiency in tanks with lamella packets // Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics. 2004. Vol. 51, No. 4. P. 371–385.
7. Vempati B., Oztekin A., Neti S. Stability of two-layered fluid flows in an inclined channel // Acta Mechanica. 2010. Vol. 209. P. 187–199. DOI: 10.1007/s00707-009-0173-4
8. Barmak I., Gelfgat A., Vitoshkin H., Ullmann A. et al. Stability of stratified two-phase flows in horizontal channels // Physics of Fluids. 2016. Vol. 28, Iss. 4. DOI: 10.1063/1.4944588
9. Кремер Е. Б., Нагаев Р. Ф., Пряничников Е. В. и др. Гидродинамика тонкослойных сгустителей и принципы их конструирования // Обогащение руд. 1985. № 3. С. 27–31.
10. Бауман А. В. Методика оценки эффективности тонкослойного сгустителя // Обогащение руд. 2015. № 2. С. 36–41. DOI: 10.17580/or.2015.02.08
11. Черкасов В. Г. Конструктивные решения по формированию двойного разделительного эффекта в тонкослойных (канальных) аппаратах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. № 2. С. 379–384.
12. Пат. 1692028 РФ. Тонкослойный разделитель минеральных частиц в потоке / Черкасов В. Г., Мязин В. П., Маккавеев Е. П., Шевченко Ю. С. ; опубл. 27.06.1995.
13. Пат. 2248848 РФ. Тонкослойный разделитель минеральных частиц / Черкасов В. Г., Баландин О. А., Мязин В. П. ; опубл. 27.03.2005.
14. Пат. 2385771 РФ. Тонкослойный сепаратор полиминеральной гидровзвеси / Черкасов В. Г., Силинский В. С., Цыдапова О. С., Веретельников А. В. ; опубл. 10.04.2010.
15. Мязин В. П., Черкасов В. Г. Принципы локализации водооборота при промывке металлоносных песков транспортно-обогатительными комплексами // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 1. С. 360–366.
16. Черкасов В. Г. Расширение функциональных возможностей тонкослойных (канальных) аппаратов в обогатительных процессах // Обогащение руд. 2017. № 5. С. 42–47. DOI: 10.17580/or.2017.05.07
17. Хатькова А. Н., Черкасов В. Г. Формирование двойного тонкослойного эффекта в аппаратах проточного типа при обогащении полиминеральной гидросмеси // Вестник Забайкальского государственного университета. 2019. Т. 25. № 7. С. 84–90. DOI: 19.21209/2227-2019-25-7- 84-90
18. Боронин С. А. Гидродинамическая устойчивость стратифицированного течения суспензии в плоском канале // Доклады Академии наук. 2009. Т. 429, № 4. С. 477–480.
19. Kushnir R., Segal V., Ullmann A., Brauner N. Inclined twolayered stratified channel flows: Long wave stability analysis of multiple solution regions // Int. J. Multiphase Flow. 2014. Vol. 62. P. 17–29. DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2014.01.013