Данная работа проводится в лаборатории обогащения полезных ископаемых Института горного дела Севера и является продолжением исследований, проводимых на крутонаклонном концентраторе, защищенном патентом РФ. Ранее на основе проведенных экспериментальных работ на крутонаклонном концентраторе были выявлены неудовлетворительное извлечение полезного компонента, засоренность концентрата в накопительных камерах, неравномерность динамических процессов по всей площади рабочей поверхности концентратора. В целях дальнейшего усовершенствования концентратора был установлен клапан-отсекатель у патрубка для подачи воды по всему объему концентратора. Проведены экспериментальные исследования по повышению эффективности разделения минералов, где особое внимание уделено стабильности протекающих динамических процессов по всей рабочей камере концентратора, исключению образования застойных зон за счет управления потоками и повышению качества концентрата в целом. Благодаря регулировке режимов работы концентратора клапаном-отсекателем, в целом удается избавиться от этих негативных явлений и существенно увеличить площадь эффективной рабочей зоны. Определены наиболее рациональные результаты при наклоне деки концентратора 70°, где извлечение тяжелой фракции (магнетита) достигает 91,16 % при скорости 0,35 л/с. Использование клапана-отсекателя дает возможность регулирования потока воды внутри концентратора, при котором найдены условия эффективного разделения минеральных частиц. Работа выполнена в рамках государственного задания.
This work is carried out in the laboratory of the Laboratory of mineral processing Institute of Mining of the North and is a continuation of research conducted on a steep-slope concentrator protected by a patent of the Russian Federation. Earlier, on the basis of experimental work carried out on a steeply inclined concentrator, unsatisfactory extraction of the useful component, clogging of the concentrate in the storage chambers, uneven dynamic processes over the entire area of the working surface of the concentrator were revealed. In order to further improve the concentrator, a shut-off valve was installed at the nozzle for water supply throughout the entire volume of the concentrator. Experimental studies have been carried out to improve the efficiency of mineral separation, where special attention is paid to the stability of the dynamic processes occurring throughout the working chamber of the concentrator, the exclusion of the formation of stagnant zones due to flow control and improving the quality of the concentrate as a whole. Thanks to the adjustment of the operating modes of the concentrator by the shut-off valve, it is generally possible to get rid of these negative phenomena and significantly increase the area of the effective working area. The most rational results are determined when the deck of the concentrator 700 is tilted, where the extraction of heavy fraction (magnetite) reaches 91.16 % at a speed of 0.35 l/s. The use of a shut-off valve makes it possible to regulate the flow of water inside the concentrator, at which conditions for effective separation of mineral particles are found. The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (topic No. 0297-2021-0022 of the unified state information system for recording research, development and technological work for civil purposes No. 122011800089-2) using the equipment of the Center for Collective Use of the Federal research center "Yakut Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences", grant No. 13. Center for collective use 21.0016.

В статье приводятся результаты проведенных многолетних исследований в области воздушного (сухого) способа разделения (обогащения) минералов полезных ископаемых. Даны результаты изготовленного пневматического сепаратора типа ПОС-2000, который прошел опытно-промышленные испытания в ряде золотосодержащих рудных месторождений Якутии и Амурской области. В работе описаны наработки по совершенствованию конструкционных и производственных параметров установки, где актуальным и востребованным в данное время, особенно для мобильных передвижных вариантов обогатительных установок, является уменьшение массогабаритных параметров. В статье показаны лабораторные экспериментальные работы, направленные на детализованное изучение особенностей динамики поведения многофазных сред в сложных камерах как в упрощенных ламинарных, так и в турбулентных случаях. Для более детального изучения влияния различного воздушного потока на процесс разделения различных минералов по плотности и крупности собрана экспериментальная лабораторная установка с тремя тороидальными зонами, состоящая из гибкой прозрачной пластиковой армированной трубы, изогнутой в виде винта (винтовой геликоид). Рассмотрены предельные углы подъёма частиц по внутренней границе лабораторного стенда, скорости витания частиц в зависимости от плотности и размеров, предельные углы зависания и витания при разных воздушных скоростях. Проведены исследования распределения частиц в радиальном сечении на различных участках трубы (S1-S3), в которых получены угловые различия по распределению из-за разного уровня соотношений центробежной и гравитационных сил, при испытанных скоростях и радиусах поворота. Показаны дальнейшие исследования, направленные на возможность модификации существующего пневмосепаратора для уменьшения массогабаритов, и разработка нового типа центробежного пневмосепаратора.
The article presents the results of many years of research in the field of air (dry) method of separation (enrichment) of minerals. The results of a manufactured pneumatic separator of the POS-2000 type, which passed pilot tests in a number of gold ore deposits in Yakutia and the Amur region, are presented. The work presents developments to improve the design and production parameters of the installation, where reduction of weight and size parameters is relevant and in demand at this time, especially for mobile mobile versions of enrichment plants. The article shows laboratory experimental work aimed at a detailed study of the dynamics of the behavior of multiphase media in complex chambers, both in simplified laminar and turbulent cases. For a more detailed study of the influence of different air flow on the process of separating various minerals by density and size, an experimental laboratory installation with three toroidal zones was assembled, consisting of a flexible transparent plastic reinforced pipe, bent in the form of a screw (screw helicoid). The maximum angles of rise of particles along the internal boundary of the laboratory stand, the speed of soaring of particles depending on density and size, the maximum angles of hovering and soaring at different air speeds are considered. Studies have been carried out on the distribution of particles in the radial section in different sections of the pipe (S1-S3), in which angular differences in distribution were obtained due to different levels of the ratio of centrifugal and gravitational forces, at tested speeds and turning radii. Further research aimed at the possibility of modifying the existing pneumatic separator to reduce weight and size and the development of a new type of centrifugal pneumatic separator are shown. The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (topic No. 0297-2021-0022 of the unified state information system for recording research, development and technological work for civil purposes No. 122011800089-2) using the equipment of the Center for Collective Use of the Federal research center "Yakut Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences", grant No. 13. Center for collective use 21.0016.

В результате проведенных экспериментальных исследований извлечения различных минералов в аэродинамической трубе с псевдокипящей постелью найдена область высокого извлечения минералов средней плотности (чугун) от 77 до 94%, в зависимости от скорости транспортирующего (7,3 м/с) и взвешивающего потока воздуха (5,2 м/с). При этом минералы средней плотности (чугунный скрап), накапливаются равномерным слоем по всей длине камеры, причем происходит распределение частиц (чугуна) по крупности, более крупные частички оседают в начале камеры разделения, а мелкие ближе к выходу хвостов
As a result of experimental studies of the extraction of various minerals in a wind tunnel with a pseudo-boiling bed, a region of high extraction of medium density minerals (cast iron) from 77 to 94% was found, depending on the speed of the transporting (7.3 m / s) and weighing air flow (5, 2 m / s). At the same time, medium-density minerals (cast iron scrap) accumulate in a uniform layer along the entire length of the chamber, with the distribution of particles (cast iron) in size, larger particles settle at the beginning of the separation chamber, and smaller ones are closer to the tail exit