Криворожский национальный университет, Кривой Рог, Украина:

Т. А. Олейник, заведующая кафедрой обогащения полезных ископаемых, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: taoliynik@gmail.com

М. О. Олейник, доцент кафедры обогащения полезных ископаемых, канд. техн. наук, эл. почта: lpumrmax@gmail.com

Украинский научно-исследовательский и проект но-изыскательский институт промышленной технологии, Желтые Воды, Украина:
В. И. Ляшенко, начальник отдела, канд. техн. наук, эл. почта: vilyashenko2017@gmail.com

Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Москва, Россия:
Т. В. Чекушина, ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: tanija_ch@mail.ru

Описаны методы комплексного обобщения, анализа и оценки практического опыта и научных достижений в области создания и внедрения новых технологий и технических средств для обоснования эффективности и экологической безопасности циклонных аппаратов нового поколения при обогащении и переработке железной руды, способных улучшить охрану окружающей среды и условия труда рабочих, а также уменьшить потери полезного продукта. Установлено, что размеры постоянного магнита зависят от его свойств и удаления рабочей зоны аппарата от полюса. Для ферробариевых магнитов и удаления на расстояние до 3 мм ширина полюса может не превышать 1 см, а толщина – 42 мм; для удаления на расстояние до 7 мм оптимальной шириной будет 2 см, а толщина – 70 мм. При этом для непрерывной регенерации осадительных поверхностей оптимальное отношение шага полюсов к ширине полюса составляет 2,44. Доказано, что эффективность магнитного улавливания пыли возрастает с увеличением размеров циклона и силы, действующей на частицу, и убывает с увеличением скорости во входном патрубке циклона и диаметра частиц пыли. При этом суммарная инерционно-магнитная эффективность от размера циклона практически не зависит и в среднем составляет 92 %. Предложена конструкция циклонного аппарата для мокрой очистки воздуха и газов, в котором шаг полюсов устройства зависит от расстояния до полюса магната, а зависимость магнитной силы <F_x> всегда близка к экспоненте вида F_x = 1640exp(–0,268x), когда индукция поля для магнитов на поверхности полюса равна 0,1 Тл. Разработанный циклонный аппарат позволяет улавливать любую пыль с эффективностью более 60 %, даже при увеличении скорости потока во входном патрубке в 1,5–2 раза, а также исключить подсосы воздуха и попадание капель жидкости в очищенный поток; уменьшить потери полезного продукта, вернуть его в технологический процесс и снизить пылевую нагрузку на окружающую среду.

1. Fayed H., Ragab S. Numerical Simulations of Two-Phase Flow in a Self-Aerated Flotation Machine and Kinetics Modeling // Minerals. 2015. Vol. 5, Iss. 2. P. 164–188.
2. Shibatani S., Nakanishi M., Mizuno N. et al. Development of superconducting high gradient magnetic separation system for scale removal from feed-water in thermal power plant // Progress in Superconductivity and Cryogenics. 2016. Vol. 18, No. 1. Р. 19–22. DOI: 10.9714/psac.2016.18.1.019.
3. Kwon H. W., Kim J. J., Ha D. W. et al. Superconducting magnetic separation of ground steel slag powder for recovery of resources // Progress in Superconductivity and Cryogenics. 2017. Vol. 19, No. 1. Р. 22–25. DOI: 10.9714/psac.2017.19.1.022/.
4. Zian Zhu, Meifen W., Feipeng N. et al. Recent development of high gradient superconducting magnetic separator for kaolin in China // Progress in Superconductivity and Cryogenics. 2017. Vol. 19, No. 1. Р. 5–8. DOI: 10.9714/psac.2017.19.1.005.
5. He S., Yang C., Li S., Zhang C. Enrichment of valuable elements from vanadium slag using superconducting HGMS technology // Progress in Superconductivity and Cryogenics. 2017. Vol. 19, No. 1. Р. 17–21. DOI: 10.9714/psac.2017.19.1.017.
6. Bhadani K., Asbjörnsson G., Hulthén T., Evertsson M. Application of multidisciplinary optimization architectures in mineral processing simulations // Minerals Engineering. 2018. Vol. 128. Р. 27–35.
7. Yu J., Han Y., Li Y., Gao P. Recovery and separation of iron from iron ore using innovative fluidized magnetization roasting and magnetic separation // Journal Mining and Metallurgy, Section B: Metallurgy. 2018. Vol. 54, No. 1. P. 21–27.
8. Кармазин В. И., Кармазин В. В. Магнитные методы обогащения. – М. : Недра, 1978. – 255 с.
9. Мулявко В. И., Олейник Т. А., Ляшенко В. И. и др. Новые технологии и технические средства для сепарации слабомагнитных руд // Обогащение руд. 2014. № 2. С. 43–49.
10. Мулявко В. И., Олейник Т. А., Ляшенко В. И. Повышение эффективности работы вертикальных осадительных камер для утилизации пыли металлургического производства // Изв. вузов. Черная металлургия. 2017. № 4. С. 276–284. DOI: 10.17073/0368-0797-2017-4-276-284.
11. Специальные и вспомогательные процессы : справочник по обогащению руд. 2-е изд., перераб. и доп. / под ред. О. С. Богданова, В. И. Ревнивцева. – М. : Недра, 1983. – 376 с.
12. Алиев Г. М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов : справочник. – М. : Металлургия, 1986. – 544 с.
13. Гурман М. А., Щербак Л. И., Александрова Т. Н. Исследование обогатимости бедных железных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2010. № 4. С. 289–297.
14. Першина А. В., Ромашев А. О. Влияние физических свойств железорудной пульпы и геометрических параметров гидроциклона на показатели работы операции гидроциклонирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № 4. Специальный выпуск. С. 3–9.
15. Юшина Т. И., Петров И. М., Авдеев Г. И., Валавин В. С. Анализ современного состояния добычи и переработки железных руд и железорудного сырья в Российской Федерации // Горный журнал. 2015. № 1. С. 41–47.
16. Щербаков А. В., Опалев А. С. Разработка и внедрение энергосберегающей технологии обогащения железистых кварцитов на АО «ОЛКОН» // Труды Кольского научного центра РАН. 2015. Т. 29, № 3. С. 176–184.
17. Калюжная Р. В. Исследование влияния магнитного поля на свойства ожиженной ферромагнитной суспензии в процессе магнитно-гравитационной сепарации // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. № 7. С. 392–402.
18. Мулявко В. И., Олейник Т. А., Ляшенко В. И. Новые технологии и технические средства для сухого пылеулавливания при переработке железной руды // Горный журнал. 2018. № 2. С. 78–84.
19. Тагунов Е. Я., Измалков В. А., Пучков В. А., Диев Д. Н. Особенности конструирования полиградиентных матриц для высокоградиентных сепараторов со сверхпроводящими магнитными системами // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 9. С. 102–114. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-102-114.
20. Ляшенко В. И., Голик В. И., Дятчин В. З. Повышение экологической безопасности снижением техногенной нагрузки в горнодобывающих регионах // Изв. вузов. Черная металлургия. 2020. Т. 63, № 7. С. 529–538. DOI: 10.17073/0368-0797-2020-7-529-538.