Разработка новых технических и технологических решений процессов эффективной рудоподготовки, обогащения минерального сырья и глубокой переработки угля месторождений Севера

Цель работы – разработка научно-практических основ создания инновационных эффективных технологий и технических средств по рудоподготовке, обогащению и глубокой переработке минерального сырья и углей, повышающих рентабельность освоения месторождений в условиях криолитозоны. Методы исследования – техническое конструирование, моделирование, аналогии, методики определения грансостава рудных материалов, сокращения проб, экспериментальных работ на аппаратах, стендах и опытно-промышленных образцах разрабатываемого инновационного оборудования, математическая статистика. Объект исследований – образцы горных пород, руд, песков, углей из месторождений полезных ископаемых, аппараты и технологии обогащения минерального сырья, переработки углей, сложные по вещественному составу и текстуре рудных материалов. Краткая характеристика основных результатов. По результатам экспериментальных исследований на лабораторной модели вертикального центробежного измельчителя конструкции ИГДС СО РАН изучены зависимости эффективности измельчения (по выходу контрольного класса -0,071 мм) рудных материалов разной твёрдости по шкале Мооса от угла разгрузки измельченного материала и частоты вращения рабочего органа измельчителя. Обоснован и разработан проект с полным пакетом рабочей документации на изготовление опытно-промышленного варианта вертикального центробежного измельчителя ВЦИ-12 с проектной производительностью до 12 т/ч. Экспериментально в лабораторной флотационной машине показан процесс интенсификации гидрофобизации тонкодисперсных глинистых фракций криогенной обработкой в виде циклов промораживания и оттаивания. В пределах до 4 циклов заморозки (при температуре 253К) и последующей оттайки (293К) образцов, гидрофобность песков увеличивается и характеризуется повышением выхода пенного продукта при флотации без реагентов-собирателей с 11 до 21% без пенообразователя и с 20 до 35% с пенообразователем. Исследовался процесс брикетирования углей Южно-Якутского бассейна, разработан способ брикетирования каменных углей, заключающийся в смешивании сырья с картоном, предварительно измельченным и размоченным в воде, брикетирование полученной смеси без нагрева при удельном давлении 78 МПа и последующей выдержке брикетов в течение 3-5 суток в условиях комнатной температуры для потери избыточной влажности и набора максимальной механической прочности брикета на сжатие, которая для брикетов с содержанием картона в количестве 10% на сухую массу угля достигает 9,5 МПа, что превышает требования ГОСТ. Возможные области применения. Результаты исследований могут быть использованы для рудоподготовки различных руд сухим центробежным измельчением перед обогащением, для дезинтеграции высоко глинистых песков, при промывке золотосодержащих песков, а также при облагораживании каменноугольной мелочи брикетированием при использовании доступного связующего – картона.