Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, РФ:

Блехман Л. И., ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук, liblekhman@yandex.ru

Замечено, что наличие пульсации флотационной пульпы в ряде случаев способствует прочности закрепления частиц на поверхности пузырьков. В настоящей работе предлагается возможное объяснение этого парадоксального факта. Оно основано на предположении, что поведение частицы на колеблющемся пузырьке подобно поведению маятника с вибрирующей осью подвеса — маятника Стефенсона–Капицы. В результате в пульсирующем потоке жидкости частица может занимать на пузырьке устойчивое верхнее положение. В этом случае для ее отрыва требуется большее усилие, чем при нижнем расположении, характерном при отсутствии пульсаций.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № 121112500313-6).

Статья публикуется в порядке обсуждения.

1. Богданов О. С., Максимов И. И., Поднек А. К., Янис Н. А. Теория и технология флотации руд. 2-е изд. М.: Недра, 1990. 363 с.
2. Максимов И. И. Основные закономерности флотации частиц различной крупности и их использование для повышения извлечения полезных компонентов из руд: дис. … д-ра техн. наук. Л., 1984.
3. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения. М.: Горная книга, 2016. 595 с.
4. Максимов И. И., Емельянов М. Ф. Влияние турбулентности на процесс отрыва частиц от пузырьков во флотационной пульпе // Обогащение руд. 1983. № 2. С. 16–19.
5. Шадрин А. В. Повышение показателей обогащения руд цветных металлов на основе разработки новых пенообразователей и исследования особенностей их действия: дис. … канд. техн. наук. Л., 1985.
6. Мелик-Гайказян В. И. Исследование механизма упрочнения контакта между пузырьком и угольной частицей аполярным реагентом // Доклады Академии наук СССР. 1961. Т. 136, № 6. С. 1403–1406.
7. Мелик-Гайказян В. И., Емельянова Н. П., Глазунова З. И. О капиллярном механизме упрочения контакта частица–пузырек при пенной флотации // Обогащение руд. 1976. № 1. С. 25–31.
8. Мелик-Гайказян В. И., Емельянова Н. П., Козлов П. С., Юшина Т. И., Липная Е. Н. К исследованию процесса пенной флотации и подбору реагентов на основе механизма их действия. Сообщение 1. Обоснование выбранных методов исследования процесса // Известия вузов. Цветная металлургия. 2009. № 2. С. 7–18.

9. Мелик-Гайказян В. И., Абрамов А. А., Рубинштейн Ю. Б., Авдохин В. М., Соложенкин П. М. Методы исследования флотационного процесса. М.: Недра, 1990. 301 с.
10. Шахматов С. С. О влиянии турбулентных потоков пульпы на сохранность флотационных комплексов // Современное состояние и перспективы развития теории флотации. М.: Наука, 1979. С. 186–191.
11. Лавриненко А. А. К вопросу образования и сохранения комплекса частица–пузырeк при флотации // Совершенствование процессов переработки минерального сырья. М.: ИПКОН АН СССР, 1994. С. 27–35.
12. Лавриненко А. А. Развитие теории процесса пневмопульсационной флотации и создание высокопроизводительных колонных аппаратов: дис. … д-ра техн. наук. М., 2005. 421 с.
13. Patnaik N., Menon A., Gupta T., Joshi V. V. Dynamics of bubble–particle interaction in different flotation processes and applications — a review of recent studies // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2020. Vol. 56, Iss. 6. P. 206–224.
14. Мещеряков Н. Ф. Флотационные машины. М.: Недра, 1972. 248 с.
15. Dimitrov J., Dedelyanova K. Mathematical modeling of elementary act flotation in vibratory column flotation machine // 24^th International mining congress and exhibition of Turkey – IMCET'15. Antalia, Turkey, April 14–17, 2015. P. 1242–1245.
16. Ксенофонтов Б. С., Иванов М. В., Геворкян Р. Э. Флотационная очистка сточных вод с использованием вибровоздействий // Безопасность жизнедеятельности. 2011. № 9. C. 32–37.
17. Иванов М. В. Виброрезонансная технология очистки промышленных сточных вод: дис. … д-ра техн. наук. М., 2018. 404 с.
18. Jin L., Wang W., Tu Y., Zhang K., Lv Z. Effect of ultrasonic standing waves on flotation bubbles // Ultrasonics Sonochemistry. 2021. Vol. 73. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2020.105459
19. Капица П. Л. Динамическая устойчивость маятника при колеблющейся точке подвеса // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1951. Т. 21, Вып. 5. С. 588–597.
20. Blekhman I. I. Vibrational mechanics. Nonlinear dynamic effects, general approach, applications. Singapore et al.: World Scientific Publishing, 2000. 509 p.
21. Блехман И. И. Вибрационная механика и вибрационная реология (теория и приложения). М.: Физматлит. 2018. 752 с.
22. Блехман И. И., Блехман Л. И., Васильков В. Б., Сорокин В. С., Якимова К. С. Движение пузырька газа в колеблющейся газонасыщенной жидкости // Обогащение руд. 2011. № 5. C. 30–37.
23. Морозов Н. Ф., Беляев А. К., Товстик П. Е., Товстик Т. М., Товстик Т. П. Области притяжения в обобщенной задаче Капицы // Доклады Академии наук. 2019. Т. 487, № 5. С. 502–506.
24. Belyaev A. K., Tovstik T. P., Morozov N. F., Tovstik P. E., Tovstik T. M. Classical Kapitza's problem of stability of an inverted pendulum and some generalizations // Acta Mechanica. 2021. Vol. 232, Iss. 5. P. 1743–1757.
25. Babenko A. V., Polyakova O. R., Tovstik T. P. Conceptual generalizations of the Kapitsa problem // Advanced structured materials. Progress in continuum mechanics. Springer, 2023. Chap. 4. P. 47–64.
26. Маркеев А. П. О динамике сферического маятника с вибрирующим подвесом // Прикладная математика и механика. 1999. Т. 63, № 2. С. 213–219.
27. Смирнов А. С., Смольников Б. А. Механика сферического маятника. СПб.: Политех-Пресс, 2019. 266 с.
28. Apffel B., Novkoski F., Eddi A., Fort E. Floating under a levitating liquid // Nature. 2020. Vol. 585. P. 48–52.
29. Sorokin V., Blekhman I. I. Vibration overcomes gravity on a levitating fluid // Nature. 2020. Vol. 585. P. 31–32.
30. Ланда П. С. Нелинейные колебания и волны. М.: URSS, 2022. 552 с.
31. Андриевский Б. Р., Фрадков А. Л. Управление хаосом: Методы и приложения. I. Методы // Автоматика и телемеханика. 2003. № 5. С. 3–45.
32. Андриевский Б. Р., Фрадков А. Л. Управление хаосом: Методы и приложения. II. Приложения // Автоматика и телемеханика. 2004. № 4. С. 3–34.