Хрунина Наталья Петровна, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Лаборатори разработки россыпных месторождений
Хабаровск
Natalia P. Khrunina, Cand. Sci. (Eng.), Leading Researcher of the Laboratory of Placer Deposit Development
Khabarovsk
Проблема переработки песков полиминеральных россыпных месторождений Дальневосточного региона представляет собой сложную техническую и технологическую задачу. Отмечено преобладание высокоглинистых россыпей с повышенным содержанием ценных компонентов мелких и тонких фракций, при этом содержание мелкого золота фракции размером менее 0,5 мм на некоторых объектах достигает более 90 % с преобладанием большей частью фракций размером менее 0,3 мм. Подтверждена необходимость усовершенствования технологий и технических средств для переработки высокоглинистых песков россыпей с повышенным содержанием тонкодисперсных и наноразмерных частиц ценных компонентов. В связи с этим целью данного исследования является обоснование подходов к построению феноменологической модели переработки высокоглинистых песков россыпей гравитационными методами для обеспечения сохранности кристаллов и снижения потерь ценных компонентов при сниженной энергоемкости. На основе предложенной экспоненциальной зависимости изменения удельной межфазной поверхности минеральных частиц от термодинамического потенциала системы установлено, что определяющую роль в процессе микродезинтеграции минеральных частиц в условиях турбулизации, инициируемой падающей струей на плоскую поверхность кавитационного реактора, играет взаимозависимость скорости истечения и расхода гидросмеси в условиях увеличения времени воздействия. В результате расчетов установлен рост удельной межфазной поверхности частиц в интервалах 1,8–3,3 раза в зависимости от регулирования расхода гидросмеси, плотности гидросмеси и времени инициирования. Представленные математические зависимости позволят управлять процессом при проведении испытаний кавитационного реактора, оценить качество и характер работы установки, а также отрегулировать и внести необходимые изменения в конструкцию. Предложена общая схема переработки россыпей с использованием ряда инновационных установок нового типа, в том числе на основе сочетания турбулентности и кавитации при низкой энергоемкости. Воздействие на гидросмеси высокоглинистых песков гидродинамических эффектов, инициируемых турбулентными эффектами и кавитацией, способно обеспечить надежность микродезинтеграции-диспергирования, обеспечив существенное снижение технологических потерь ценных компонентов. Результаты данной работы могут быть использованы для дальнейшего развития теоретических подходов к описанию кавитационных процессов, моделируемых в предлагаемых установках.
The problem of processing sands from polymineral placer deposits of the Far Eastern region is a complex technical and technological process. The predominance of high-clay placers with high content of valuable components of small and thin fractions is noted. At the same time the content of fine gold fractions smaller than 0.5 mm reach more than 90 % at some sites with the predominance of fractions smaller than 0.3 mm. The necessity to improve the technologies and technical facilities for processing placer high-clay sands with a high content of fine and nanoscale particles of valuable components is substantiated. Therefore, the purpose of the study is to substantiate approaches to the construction of a phenomenological model for processing of placer high-clay sands by gravitational methods to ensure safety of crystals and reduce the loss of valuable components with reduced energy intensity. On the basis of the proposed exponential dependence of variation of specific interfacial surface of mineral particles on system thermodynamic potential, it has been found out that interdependence of hydraulic fluid efflux and flow rates plays a decisive role in microdesintegration of mineral particles under conditions of turbulization initiated by the jet falling on the flat surface of the cavitation reactor. The calculations performed allowed to estimate the growth of the specific interfacial surface of particles in the intervals of 1.8–3.3 times depending on regulation of hydraulic fluid flow rate, its density and initiation time. Presented mathematical dependencies will allow to control the process when testing cavitation reactor, assess installation quality and operation nature, as well as adjust the design and introduce necessary changes. We propose a general processing scheme for placers with the use of a number of innovative installations of a new type including those based on the combination of turbulence and cavitation at low energy intensity. The impact of hydrodynamic effects initiated by turbulent effects and cavitation on hydraulic fluid of high-clay sands is able to ensure reliable microdesintegration-dispersion and provide a significant reduction in technological losses of valuable components. The study results obtained can be used for further development of theoretical approaches to the description of cavitation processes modeled in proposed installations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.