Registration Number
0826U003618, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
09-09-2026
popup.evolution
o
Title
Substantiation of Technological Parameters of Gravity Concentration of Magnetite Quartzites in Spiral Separators
Author
Dmytro O. Rumnytskyi,
popup.head Tetiana A. Oliinyk
popup.opponent Oleksandr S. Dreshpak
popup.opponent Nataliia S. Priadko
popup.review Oleksii V. Bulakh
popup.review Vitalii M. Kharytonov
popup.rada
Kryvyi Rih National University
Description
Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуального науково-технічного завдання -обґрунтуванню та розробленню технологічних рекомендацій щодо впровадження у гірничо-збагачувальному виробництві технології гравітаційного збагачення магнетитових кварцитів. Проблема ефективного вилучення тонких фракцій магнетиту та зниження вмісту діоксиду кремнію в концентратах без використання дорогих методів є критичною для залізорудних підприємств України. Робота базується на комплексному дослідженні реології магнетитових пульп та чисельному моделюванні гідродинамічних процесів у спіральних сепараторах. Дисертацію виконано з метою наукового обґрунтування параметрів та дослідження високоефективної технології гравітаційного збагачення магнетитових кварцитів у спіральних сепараторах на основі виявлених закономірностей зміни реологічних властивостей пульпи та кінетики сегрегації частинок, що дозволяє підвищити якість залізорудного концентрату та знизити експлуатаційні витрати. Для досягнення поставленої мети експериментально було досліджено комплекс взаємопов'язаних чинників, що впливають на ефективність розділення мінералів. Вивчено реологічні властивості магнетитових суспензій шляхом проведення серії лабораторних замірів ефективної в’язкості пульпи при широкому варіюванні об’ємної концентрації твердої фази (від 10% до 70%), гранулометричного складу та температурних режимів у діапазоні від 5 °С до 50 °С. В ході експериментів було зафіксовано просторовий розподіл частинок за крупністю та густиною по ширині й глибині потоку в робочому жолобі сепаратора. Проаналізовано вплив геометрії робочої поверхні шляхом проведення порівняльних випробувань сепараторів з параболічним та слабко похилим профілем жолоба, що дозволило встановити локалізацію критичних точок втрат магнетиту. Проведено промислові випробування на діючих секціях збагачувальних комбінатів з визначенням оптимальних положень відсікачів та раціонального навантаження по твердому на пісках класифікації та продуктахв тонкого грохочення. У вступі міститься загальна характеристика дисертації, обґрунтовано актуальність роботи, викладено мету і завдання дослідження, наукову новизну і практичну цінність роботи.
У першому розділі проведено систематизацію наукових доробок у галузі гравітаційного збагачення. Критичний аналіз наукових праць та сучасної практики збагачення магнетитових руд, дозволив виявити, що потенціал спіральної сепарації для тонкого магнетиту залишається нереалізованим через недостатнє вивчення явища сегрегації в умовах змінної в’язкості середовища. Другий розділ присвячено встановленню зв’язку між структурою пульпи та її в’язкістю. Обґрунтовано, що для магнетитових суспензій класичні моделі, які враховують лише концентрацію, є недостатніми. Вперше запропоновано спосіб розрахунку ефективної в'язкості, який інтегрує показники полімодального гранулометричного складу, стисненість рідини в міжчастковому просторі та морфологію (форму) частинок. Експериментально доведено, що в’язкість пульпи обернено пропорційна вмісту частинок крупністю понад 0,1 мм. Встановлено критичний вплив температури: при зниженні температури з 30 °С до 5 °С в’язкість дрібнодисперсного класу (–0,033 мм) зростає майже у 2 рази, що веде до втрат заліза у хвостах на рівні 11,5%. У третьому розділі розроблено тривимірну математичну модель течії у спіральному жолобі. Використано ейлерову мультифлюїдну модель VOF (Volume of Fluid) у поєднанні з моделлю підйомної сили Багнольда. Це дозволило адекватно описати вертикальне розшарування магнетиту та кварцу. Моделювання показало, що заміна стандартного параболічного профілю жолоба на слабко похилий дозволяє стабілізувати траєкторії руху дрібних частинок та підвищити ефективність їх сегрегації на 5,48–7,45%. Верифікація моделі підтвердила високу точність (похибка до 3,6%). Четвертий розділ містить результати досліджень. Доведено можливість отримання високоякісного концентрату з масовою часткою Feзаг > 70% та SiO2 < 2%. Встановлено, що оптимальним режимом є робота при температурі 28–30 °С. Запропоновано нову технологічну схему, яка передбачає роздільне отримання двох видів товарних концентратів. Загальний річний економічний ефект становить 90,36 млн грн. Результати використано для оптимізації конструкції спіральних сепараторів та режимів їх експлуатації. Впровадження дозволило знизити навантаження на стадію подрібнення на 10–12%. Основні положення дисертації підтверджено актом впровадження. У загальних висновках зроблено підсумок проведеної роботи і описано основні результати, отримані в дослідженні. Дисертація доповнена додатками, у яких містяться акти впровадження дисертаційного дослідження.
Registration Date
2026-07-15
popup.nrat_date
2026-07-15 / 2026-10-05
