Визначення впливу в’язкості пульпи на процес збагачення магнетитових суспензій у гвинтових сепараторах

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.323268

Ключові слова:

в’язкість суспензії, гвинтовий сепаратор, магнетитова пульпа, форма частинок, концентрація твердого, температурні режими

Анотація

Об’єктом дослідження є процес збагачення магнетитових суспензій у гвинтових сепараторах з урахуванням розподілу частинок за розмірами, стисненості рідини в міжчастковому просторі, форми частинок, що дозволяє оцінити вплив цих чинників на величину ефективної в'язкості суспензії. В'язкість суспензії є однією з властивостей для рудних суспензій з широким діапазоном крупності частинок і різною концентрацією твердого в операціях і продуктах. Вона визначає характер руху рідини, стан в ній твердої речовини – ступінь її розпушення, утрудненість осадження, витрати енергії на транспортування при збагаченні магнетитових руд у гвинтових сепараторах. Дослідження проводились аналітичними та експериментальними методами.

Експериментально встановлено, що залежність в’язкості суспензії пульпи від крупності частинок в діапазоні менш 1 мм має обернено пропорційну залежність. При об’ємній концентрації твердого в пульпі від 10 до 70 % в’язкість суспензії збільшується зі зменшенням об’ємної концентрації класу мінус 0,1 мм від 100 до 20 %. Встановлено, що при температурних режимів від 28 до 50 °С в'язкість магнетитових суспензій підвищується при зниженні крупності подрібнення по різному. В'язкість магнетитових суспензій залежить від масової частки твердого: матеріал крупністю 80 % мінус 0,044 мм збільшує в'язкість суспензії при концентраціях вище 40 %, а при крупності 80 % мінус 0,031 мм – вище 60 %.

Отриманий науковий результат, у вигляді розрахунку ефективної в'язкості пульпи, базується на теорії, яка враховує вплив розмірів частинок як функцію їх середнього ефективного діаметра, концентрацію й форму зважених частинок. З практичної точки зору результати досліджень дозволяють розробити оптимальні умови гравітаційного збагачення магнетитових руд у гвинтових сепараторах та уникнути додаткових втрат цінних компонентів.

Біографії авторів

Тетяна Анатоліївна Олійник, Криворізький національний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра збагачення корисних копалин і хімії

Дмитро Олександрович Румницький, Криворізький національний університет

Аспірант

Кафедра збагачення корисних копалин і хімії

Людмила Василівна Скляр, Криворізький національний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра збагачення корисних копалин і хімії

Посилання

  1. Russel, W. B. (1980). Review of the Role of Colloidal Forces in the Rheology of Suspensions. Journal of Rheology, 24 (3), 287–317. https://doi.org/10.1122/1.549564
  2. Krieger, I. M. (1972). Rheology of monodisperse latices. Advances in Colloid and Interface Science, 3 (2), 111–136. https://doi.org/10.1016/0001-8686(72)80001-0
  3. Hoffman, R. L. (1974). Discontinuous and dilatant viscosity behavior in concentrated suspensions. II. Theory and experimental tests. Journal of Colloid and Interface Science, 46 (3), 491–506. https://doi.org/10.1016/0021-9797(74)90059-9
  4. Buscall, R. (1994). An effective hard-sphere model of the non-Newtonian viscosity of stable colloidal dispersions: Comparison with further data for sterically stabilised latices and with data for microgel particles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 83 (1), 33–42. https://doi.org/10.1016/0927-7757(93)02652-u
  5. Krieger, I. M.; Buscall, R., Corner, T., Stageman, J. (Ed.) (1985). Rheology of polymer colloids. Polymer colloids. L. N.Y., 6, 219.
  6. Quemada, D. (1978). Rheology of concentrated disperse systems III. General features of the proposed non-newtonian model. Comparison with experimental data. Rheologica Acta, 17 (6), 643–653. https://doi.org/10.1007/bf01522037
  7. Chou, K., Lee, L. (1989). Effect of Dispersants on the Rheological Properties and Slip Casting of Concentrated Alumina Slurry. Journal of the American Ceramic Society, 72 (9), 1622–1627. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1989.tb06293.x
  8. Craban, S., Parzonka, W., Havlik, V. (1988). Non-Newtonian behavior of kaolin suspensions. Progress and Trends in Rheology II. New York: Springer-Verlag, 325–328. https://doi.org/10.1007/978-3-642-49337-9_111
  9. Wildemuth, C. R., Williams, M. C. (1984). Viscosity of suspensions modeled with a shear-dependent maximum packing fraction. Rheologica Acta, 23 (6), 627–635. https://doi.org/10.1007/bf01438803
  10. Doraiswamy, D., Mujumdar, A. N., Tsao, I., Beris, A. N., Danforth, S. C., Metzner, A. B. (1991). The Cox-Merz rule extended: A rheological model for concentrated suspensions and other materials with a yield stress. Journal of Rheology, 35 (4), 647–685. https://doi.org/10.1122/1.550184
  11. Pilov, P. I. (2003). Hravitatsiina separatsiia korysnykh kopalyn. Dnipropetrovsk: Natsionalnyi hirnychyi universytet, 123.
  12. Barnes, H. A. (2000). A Handbook of Elementary Rheology. Institute of Non-Newtonian Fluid Mechanics. University of Wales. Aberystwyth, 200.
  13. Hunter, R. J. (1995). Foundations of Colloid Science. Vol. 2. Oxford, 922.
  14. Krykh, H. B. (2007). Osoblyvosti zastosuvannia reolohichnykh modelei neniutonivskykh ridyn. Visnyk Natsionalnoho universytetu “Lvivska politekhnika”. Teploenerhetyka. Inzheneriia dovkillia. Avtomatyzatsiia, 581, 71–82. Available at: https://vlp.com.ua/files/11_46.pdf
  15. Stentsel, Y. I., Saldan, Y. R., Pavlov, S. V., Kozhemiako, V. P. (2013). Reolohichni modeli molekuly vody ta yii spoluk. Optoelectronic Information-Energy Technologies, 19 (1), 202–212. Available at: https://oeipt.vntu.edu.ua/index.php/oeipt/article/view/161
  16. Barnes, H. A., Walters, K. (1985). The yield stress myth? Rheologica Acta, 24 (4), 323–326. https://doi.org/10.1007/bf01333960
  17. Barnes, H. A. (1992). The Yield Stress Myth?’ Revisited. Theoretical and Applied Rheology, 576–578. https://doi.org/10.1016/b978-0-444-89007-8.50248-3
  18. Tadros, Th. F.; Tadros, Th. F. (Ed.) (1987). Introduction. Solid. Liquid dispersions. London.
  19. Goodwin, J. W. (1987). The rheology of colloidal dispersions. Solid. Liquid dispersions. London, 199.
  20. Tadros, Th. F. (1986). Control of the properties of suspensions. Colloids and Surfaces, 18 (2-4), 137–173. https://doi.org/10.1016/0166-6622(86)80311-0
  21. Goodwin, J. W. (1982). Some Uses of Rheology. Coll. Sci. in Coll. Dispers. Royal Society of Chemistry, 165.
  22. Krieger, I. M. (1972). Rheology of monodisperse latices. Advances in Colloid and Interface Science, 3 (2), 111–136. https://doi.org/10.1016/0001-8686(72)80001-0
  23. Smith, T. L., Bruce, C. A. (1979). Intrinsic viscosities and other rheological properties of flocculated suspensions of nonmagnetic and magnetic ferric oxides. Journal of Colloid and Interface Science, 72 (1), 13–26. https://doi.org/10.1016/0021-9797(79)90176-0
  24. Han, C. D. (1980). Multiphase Flow in Polymer Processing. Rheology, 121–128. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-3746-1_19
  25. Marrucci, G., Denn, M. M. (1985). On the viscosity of a concentrated suspension of solid spheres. Rheologica Acta, 24 (3), 317–320. https://doi.org/10.1007/bf01332611
  26. Zhdanov, V. H., Starkov, V. M. (1998). Vyznachennia efektyvnoi viazkosti kontsentrovanykh sus-penzii. Koloidnyi zhurnal, 60 (6), 771–774.
  27. Kuzmichev, V. E. (1989). Zakony i formuly fizyky. Kyiv: Naukova dumka, 864. Available at: https://www.at.alleng.org/d/phys/phys614.htm
  28. Betchelor, D. (1980). Vplyv brounivskoho rukhu na seredniu napruhu v suspenzii sferskykh chastynok. Mekhanika. Nove u zarubizhnii nautsi. Hidrodynamichne vzaiemodiia chastynok u suspenziiakh, 22, 124–153.
  29. Kondratiev, A. S., Naumova, E. A. (2006). Shvydkist stysloho osadzhennia bimodalnoi sumishi sferychnykh chastynok v niutonovii ridyni. Teoret. osnov. khim. Tekhnol., 40 (4), 417–423.
  30. Iatskov, M. V., Bulenkova, N. M., Mysina, O. I. (2016). Fizychna i koloidna khimiia. Rivne: NUVHP, 164.
  31. Gadala‐Maria, F., Acrivos, A. (1980). Shear‐Induced Structure in a Concentrated Suspension of Solid Spheres. Journal of Rheology, 24 (6), 799–814. https://doi.org/10.1122/1.549584
  32. Biletskyi, V. S., Oliinyk, T. A., Smyrnov, V. O., Skliar, L. V. (2020). Osnovy tekhniky ta tekhnolohii zbahachennia korysnykh kopalyn. Kyiv, 618.
  33. Oliinyk, T., Sklyar, L., Kushniruk, N., Holiver, N., Tora, B. (2023). Assessment of the Efficiency of Hematite Quartzite Enrichment Technologies. Inżynieria Mineralna, 1 (1), 33–44. https://doi.org/10.29227/im-2023-01-04
Determination of the influence of pulp viscosity on the enrichment process of magnetite suspensions in screw separators

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-02-25

Як цитувати

Олійник, Т. А., Румницький, Д. О., & Скляр, Л. В. (2025). Визначення впливу в’язкості пульпи на процес збагачення магнетитових суспензій у гвинтових сепараторах. Technology Audit and Production Reserves, 1(3(81), 6–18. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.323268

Номер

Том 1 № 3(81) (2025): Хімічна інженерія

Розділ

Хіміко-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Tatуana Oliinyk, Dmytro Rumnytskyi, Liudmyla Skliar

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.