Влияние гидродинамических эффектов на структурные изменения дисперсоида в процессе микродезинтеграции

Цель представленного исследования заключалась в теоретическом обосновании процесса образования дисперсоида высокоглинистых песков россыпей с повышенным содержанием мелкого и тонкодисперсного золота в условиях изменения гидродинамических параметров потока гидросмеси посредством ограждающих и отражающих поверхностей предлагаемой установки. Объектом исследований являлся процесс гидродинамической дезинтеграции. Предмет исследования включал основные параметры гидродинамического воздействия на минеральную среду и характер разрушения высокоглинистых песков в гидродинамических условиях. В ходе работы автором были использованы методы построения математической модели преобразования дисперсоида при гидродинамическом воздействии на гидросмесь, аналитические и численные расчеты. Анализ аспектов гидродинамических явлений и взаимодействий позволил обосновать процесс образования дисперсоида на основе интенсификации микродезинтеграции и выявить характерные факторы влияния. На основе теории изменения термодинамического потенциала системы поверхностей частиц при динамическом воздействии предложен метод определения гидродинамических параметров изменения структурной составляющей гидросмеси в закрытой полости генератора при взаимодействии с элементами ограждающих и отражающих поверхностей. На основе численных расчетов установлено существенное увеличение удельной межфазной поверхности дисперсоида минеральной составляющей. В результате взаимодействия с элементами ограждающих и отражающих поверхностей в предлагаемой инновационной схеме расположения элементов в генераторе при направленной подаче гидросмеси из сопла в закрытую полость увеличение составило от 3 до 4 раз. Предложена новая конструкция гидродинамического генератора  и технологическая схема для обеспечения активизации процесса извлечения микрочастиц ценных компонентов.

1. Евдокимов С. И., Герасименко Т. Е., Троценко И. Г. Технико-экономическое обоснование эффективности совместной переработки руд и россыпей золота // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2020. Т. 18. № 4. С. 12–23. https://doi.org/10.18503/1995-2732-202018-4-12-23.

2. Суримбаев Б. Н., Каналы Е. С., Болотова Л. С., Шалгымбаев С. Т. Оценка гравитационной обогатимости золотосодержащей руды – GRG // Горные науки и технологии. 2020. Т. 5. № 2. С. 92–103. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-2-92-103.

3. Мамаев Ю. А., Хрунина Н. П. Определение оптимальных начальных параметров звукового воздействия на пульпу в зумпфовом накопителе при открытой разработке высокоглинистых россыпей // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 7. С. 187–191.

4. Алексеев В. С., Серый Р. С., Соболев А. А. Повышение извлечения мелкого золота на промывочном приборе шлюзового типа // Обогащение руд. 2019. № 5. С. 13–18. https://doi.org/10.17580/or.2019.05.03.

5. Кочнев В. Г., Грушинская О. В. Дезинтеграция труднопромывистых песков с высокопластичной глиной // Золотодобыча. 2021. № 267. [Электронный ресурс]. URL: https://zolotodb.ru/article/12508 (11.04.2022).

6. De Michelis I., Olivieri A., Ubaldini S., Ferella F., Beolchini F., Vegliò F. Roasting and chlorine leaching of gold-bearing refractory concentrate: experimental and process analysis // International Journal of Mining Science and Technology. 2013. Vol. 23. Iss. 5. P. 709–715. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2013.08.015.

7. Atici U., Comakli R. Evaluation of the physico-mechanical properties of plutonic rocks based on texture coefficient // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2019. Vol. 119. Iss. 1. P. 63–69. https://doi.org/10.17159/2411-9717/2019/v119n1a8.

8. Sakuhuni G., Altun N. E., Klein B., Tong L. A novel laboratory procedure for predicting continuous centrifugal gravity concentration applications: the gravity release analysis // International Journal of Mineral Processing. 2016. Vol. 154. P. 66–74. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2016.07.004.

9. Sun X., Chen S., Liu J., Zhao S., Yoon J. Y. Hydrodynamic cavitation: a promising technology for the industrial-scale synthesis of nanomaterials // Frontiers in Chemistry. 2020. Vol. 8. P. 259. https://doi.org/10.3389/fchem.2020.00259.

10. Choi J., Cui M., Lee Y., Ma J., Kim J., Son Y., et al. Hybrid reactor based on hydrodynamic cavitation, ozonation and oxidation of persulfate for the decomposition of oxalic acid in the processes of extraction of rare earth elements // Ultrasonics Sonochemistry. 2019. Vol. 52. P. 326– 335. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2018.12.004.

11. Gągol M., Przyjazny A., Boczkaj G. Wastewater treatment by means of advanced oxidation processes based on cavitation – a review // Chemical Engineering Journal. 2018. Vol. 338. P. 599–627. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.01.049.

12. Gągol M., Soltani R. D. C., Przyjazny A., Boczkaj G. Effective degradation of sulfide ions and organic sulfides in cavitation-based advanced oxidation processes (AOPs) // Ultrasonics Sonochemistry. 2019. Vol. 58. P. 104610. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.05.027.

13. Kim H., Koo B., Sun X., Yoon J. Y. Investigation of sludge disintegration using rotor-stator type hydrodynamic cavitation reactor // Separation and Purification Technology. 2020. Vol. 240. P. 116636. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.116636.

14. Кононов А. В., Дуйсебаев Б. О. Интенсификация сорбции урана из продуктивных растворов на ионообменную смолу ультразвуком // Горные науки и технологии. 2020. Т. 5. № 1. С. 12–24. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-1-12-24.

15. Wu J., He J., Christakos G. Quantitative analysis and modeling of earth and environmental data: space-time and spacetime data considerations. Amsterdam: Elsevier, 2021. 420 p.

16. Elshin V. V., Melnik S. A. Current status and perspectives of development technology gold desorption from the saturated activated carbon // Austrian journal of technical and natural sciences. 2014. Vol. 9-10. P. 114–118.

17. Chen J., Xu Z., Chen Y. Electronic structure and surfaces of sulphide minerals: density functional theory and applications. Amsterdam: Elsevier, 2020. 396 р.

18. Хрунина Н. П., Чебан А. Ю. Обоснование гидродинамической дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси высокоглинистых песков россыпей благородных металлов // Георесурсы. 2018. Т. 20. № 1. С. 51–56. https://doi.org/10.18599/grs.2018.1.51-56.

19. Сиротюк М. Г. Акустическая кавитация. М.: Наука, 2008. 270 с. 20. Кулагин В. А. Суперкавитация в энергетике и гидротехнике: монография. Красноярск: Изд-во КГТУ, 2000. 107 с.