Ключевые слова

2411-3336

2541-9404

Записки Горного института

Journal of Mining Institute

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ

Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University

10.31897/PMI.2022.79

pmi-15853

https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15853

Металлургия и обогащение

Metallurgy and concentration

On the need to classify rock mass fed to dry magnetic separation

К вопросу о необходимости классификации горной массы, направляемой на сухую магнитную сепарацию

Shibaeva

Darya N.

Шибаева

Д. Н.

Shibaeva

Darya N.

d.shibaeva@ksc.ru

0000-0002-3974-0140

Горный институт Кольского научного центра РАН (Россия) Mining Institute of the Kola Science Center, RAS (Russia)

Tereshchenko

Sergey V.

Терещенко

С. В.

Tereshchenko

Sergey V.

sertereshchenko@mail.ru

0000-0002-6068-4235

Филиал МАГУ в г. Апатиты (Россия) Branch of Murmansk Arctic State University (Russia)

Asanovich

Danila A.

Асанович

Д. А.

Asanovich

Danila A.

p.shumilov@ksc.ru

0000-0001-8480-6009

Горный институт Кольского научного центра РАН (Россия) Mining Institute of the Kola Science Center, RAS (Russia)

Shumilov

Pavel A.

Шумилов

П. А.

Shumilov

Pavel A.

asanovichdnja1@mail.ru

0000-0002-7995-2092

Горный институт Кольского научного центра РАН (Россия) Mining Institute of the Kola Science Center, RAS (Russia)

03 11 2022

2022

256 603 612 17 05 2022 06 09 2022 03 11 2022

2022

Д. Н. Шибаева, С. В. Терещенко, Д. А. Асанович, П. А. Шумилов

Darya N. Shibaeva, Sergey V. Tereshchenko, Danila A. Asanovich, Pavel A. Shumilov

Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)

This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)

https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15853

Обоснована гипотеза о возможности реализации сухой магнитной сепарации на примере руд месторождений железистых кварцитов, эксплуатируемых предприятиями холдинга ПАО «Северсталь», исходной крупности после среднего дробления (класс крупности –80+0 мм) при использовании в качестве устройства подачи рудной массы в зону разделения – вибропитателя. Обоснование базируется на анализе данных видеофиксации физического моделирования, реализованного на лабораторном барабанном магнитном сепараторе серии СМБС-Л, в видеоредакторе VSDC Video Editor, и имитационного моделирования сухой магнитной сепарации на его виртуальном прототипе в программном комплексе Rocky DEM. Доказано, что использование вибропитателя в качестве узла подачи материала в рабочую зону магнитного сепаратора позволяет: формировать монослой на поверхности лотка вибропитателя толщиной, близкой к максимальной крупности куска сепарируемой руды; реализовать порционную подачу материала в зону разделения; увеличить расстояние между кусками в зоне разделения при прохождении через область свободного падения, обеспечивая за счет этого возможность проведения сухой магнитной сепарации железистых кварцитов класса крупности –80+0 мм без предварительной подготовки.

The hypothesis of a possible use of dry magnetic separation is substantiated on the example of ores from ferruginous quartzite deposits operated by plants of PAO “Severstal” Holding. Size class of ore after medium crushing is –80+0 mm when the vibrating feeder is used for feeding ore mass to the separation zone. The rationale is based on the analysis of video recording of physical simulation on a laboratory drum magnetic separator of SMBS-L series, in the VSDC Video Editor, and simulation modelling of dry magnetic separation on its virtual prototype in Rocky DEM software package. It has been proved that the use of a vibrating feeder for feeding the material to the working area of a magnetic separator makes it possible to: form a monolayer on the surface of the vibrating feeder chute with a thickness close to the maximum size of a lump of separated ore; implement batch feed of material to the separation zone; increase the spacing between lumps in the separation zone when passing through the free fall area, thereby allowing dry magnetic separation of ferruginous quartzites of size class –80+0 mm without pre-preparation.

Ключевые слова железистые кварциты сухая магнитная сепарация модуль крупности классы крупности анализ видеоматериала математическое моделирование Rocky DEM устройства транспортирования

Keywords ferruginous quartzites dry magnetic separation size modulus size classes analysis of video material mathematical modeling Rocky Dem transporters

Кретов С.И. Повышение технико-экономических показателей обогащения гематитсодержащих магнетитовых кварцов путем применения сухой магнитной сепарации перед измельчением: Автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: Московский государственный горный университет, 2017. 17 с.

Kretov S.I. Improving the technical and economic performance of beneficiation of hematite-containing magnetite quartz by using dry magnetic separation prior to grinding: Avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk. Moscow: Moskovskii gosudarstvennyi gornyi universitet, 2017, p. 17 (in Russian).

Чантурия В.А., Шадрунова И.В., Горлова О.Е. Инновационные процессы глубокой и экологически безопасной переработки техногенного сырья в условиях новых экономических вызовов // Устойчивое развитие горных территорий. 2021. Т. 13. № 2 (48). С. 224-237. DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-2-224-237

Chanturia V.A., Shadrunova I.V., Gorlova O.E. Innovative Processes of Deep and Environmentally Safe Processing of Technogenic Raw Materials in the Conditions of New Economic Challenges. Sustainable development of mountain territories. 2021. Vol. 13. N 2 (48), p. 224-237 (in Russian). DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-2-224-237

Чантурия В.А., Шадрунова И.В., Горлова О.Е., Колодежная Е.В. Развитие технологических инноваций глубокой и комплексной переработки техногенного сырья в условиях новых экономических вызовов // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. 2020. №1. С. 159-171. DOI: 10.46689/2218-5194-2020-1-1-159-171

Chanturia V.A., Shadrunova I.V., Gorlova O.E., Kolodizhnaya E.V. Evelopment of Technological Innovations of Deep and Complex Processing of Technogenic Raw Materials in the Conditions of New Economic Challenges. Izvestija Tulskogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o zemle. 2020. N 1, p. 159-171 (in Russian). DOI: 10.46689/2218-5194-2020-1-1-159-171

Лизункин М.В. Обоснование геотехнологии подземной разработки сложноструктурных рудных месторождений: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. Чита: Забайкальский государственный университет, 2020. 48 с.

Lizunkin M.V. Substantiation of geotechnology for underground mining of ore deposits of complex structure: Avtoref. dis. … d-ra tekhn. nauk. Chita: Zabaikal'skii gosudarstvennyi universitet, 2020, p. 48 (in Russian).

Конев А.В., Шульгина К.А., Миронова Ж.В. и др. Экономическое моделирование условий применения предварительного обогащения для повышения эффективности работы горнометаллургических предприятий // VI международный конгресс «Цветные металлы и минералы 2014», 15-18 сентября 2014, Красноярск, Россия. ООО «Легкие металлы», 2014. С. 724-730.

Konev A.V., Shulgina K.A., Mironova Zh.V. et al. Economic modeling of conditions for using pre-concentration to increase the efficiency of mining and metallurgical plants. VI mezhdunarodnyi kongress “Tsvetnye metally i mineraly 2014”, 15-18 sentyabrya 2014, Krasnoyarsk, Rossiya. OOO “Legkie metally”, 2014, p. 724-730 (in Russian).

Царев С.А., Хорохонов Ю.Б. Анализ методов предварительного обогащения руды // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2009. № 2 (38). С. 23-27.

Tzarev S.A., Horohonov Y.B. The Analysis of Methods of Ore Pre-Concentration. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2009. N 2 (38), p. 23-27 (in Russian).

Фадина А.В., Андреев Е.Е., Львов В.В. Предварительное обогащение минерального сырья методом оптоэлектронной сепарации // Записки Горного института. 2013. Т. 206. С. 139-142.

Fadina A.V., Andreev E.E., Lvov V.V. Pre-concentration of raw materials using sensor-based sorting. Journal of Mining In-stitute. 2013. Vol. 206, p. 139-142 (in Russian).

Куликов В.И., Федоров Ю.О. Новые возможности и перспективы предварительного обогащения руд на основе технологии рентгенорадиометрической сепарации // Международное совещание «Проблемы и перспективы эффективной переработки минерального сырья в 21 веке» (Плаксинские чтения – 2019), 9-14 сентября 2019, Иркутск, Россия. Репроцентр А1, 2019. С. 101-105.

Kulikov V.I., Fedorov Yu.O. New possibilities and prospects for pre-concentration of ores based on X-ray radiometric sepa-ration technology. Mezhdunarodnoe soveshchanie “Problemy i perspektivy effektivnoi pererabotki mineral'nogo syr'ya v 21 veke” (Plaksinskie chteniya – 2019), 9-14 sentyabrya 2019, Irkutsk, Rossiya. Reprotsentr A1, 2019, p. 101-105 (in Russian).

Варичев А.В., Угаров А.А., Эфендиев Н.Т. и др. Инновационные решения в производстве железорудного сырья на Михайловском ГОКе // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. №5. С.141-153. DOI: 10.15372/FTPRPI20170516

Varichev A.V., Ugarov A.A., Efendiev N.T. et al. Innovative solutions in iron ore raw materials production at Mikhailovsky GOK (Mining and Processing Plant). Fiziko-tekhnicheskie problemy razrabotki poleznykh iskopaemykh. 2017. N 5, p. 141-153 (in Russian). DOI: 10.15372/FTPRPI20170516

Кармазин В.В. Оценка потенциальной обогатимости железорудного сырья на основе параметров раскрытия минералов // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2017. № 12 (1416). С. 11-18.

Karmazin V.V. Estimation of potential dressability of iron ore raw materials based on mineral liberation parameters. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii. 2017. N 12 (1416), p. 11-18 (in Russian).

BhojaS., TripathyS., MurthyY. etal. Influence of Mineralogy on the Dry Magnetic Separation of Ferruginous Manganese Ore – A Comparative Study // Minerals. 2021. Vol. 11. Iss. 2. № 150. DOI: 10.3390/min11020150

Bhoja S., Tripathy S., Murthy Y. et al. Influence of Mineralogy on the Dry Magnetic Separation of Ferruginous Manganese Ore – A Comparative Study. Minerals. 2021. Vol. 11. Iss. 2. N 150. DOI: 10.3390/min11020150

Xiong D., Lu L., Holmes R.J. Developments in the physical separation of iron ore: magnetic separation // Iron Ore. Mineralogy, Processing and Environmental Sustainability. 2015. P. 283-307. DOI: 10.1016/B978-1-78242-156-6.00009-5

Xiong D., Lu L., Holmes R.J. Developments in the physical separation of iron ore: magnetic separation. Iron Ore. Mineralogy, Processing and Environmental Sustainability. 2015, p. 283-307. DOI: 10.1016/B978-1-78242-156-6.00009-5

Ezhov A.M., Shvaljov Y.B. Dry Magnetic Separation of Iron Ore of the Bakchar Deposit // Procedia Chemistry. 2015. Vol. 15. P.160-166. DOI: 10.1016/j.proche.2015.10.026

Ezhov A.M., Shvaljov Y.B. Dry Magnetic Separation of Iron Ore of the Bakchar Deposit. Procedia Chemistry. 2015. Vol. 15, p. 160-166. DOI: 10.1016/j.proche.2015.10.026

Jianjun Liu, Zixing Xue, Zhenhai Dong et al. Multiphysics Modeling Simulation and Optimization of Aerodynamic Drum Magnetic Separator // Minerals. 2021. Vol. 11. Iss. 7. № 680. DOI: 10.3390/min110706804

Jianjun Liu, Zixing Xue, Zhenhai Dong et al. Multiphysics Modeling Simulation and Optimization of Aerodynamic Drum Magnetic Separator. Minerals. 2021. Vol. 11. Iss. 7. N 680. DOI: 10.3390/min110706804

Zong Q.X., Fu L.Z., Bo L. Variables and Applications on Dry Magnetic Separator // Proceedings of the 3rd International Conference on Advances in Energy and Environmental Research (ICAEER 2018), 10-12 August 2018, Guilin, China. E3S Web Conference, 2018. Vol. 53. P. 1-9. DOI: 10.1051/E3SCONF/20185302019

Zong Q.X., Fu L.Z., Bo L. Variables and Applications on Dry Magnetic Separator. Proceedings of the 3rd International Conference on Advances in Energy and Environmental Research (ICAEER 2018), 10-12 August 2018, Guilin, China. E3S Web Con-ference, 2018. Vol. 53, p. 1-9. DOI:10.1051/E3SCONF/20185302019

Mohanty S., Nayak B., Bhattacharyya K.K. High intensity magnetic separation of iron ore slime and its limitations // Proceedings of the XI International Seminar on Mineral Processing Technology, 15-17 December 2010, Jamshedpur, India. P. 173-178.

Mohanty S., Nayak B., Bhattacharyya K.K. High intensity magnetic separation of iron ore slime and its limitations. Pro-ceedings of the XI International Seminar on Mineral Processing Technology, 15-17 December 2010, Jamshedpur, India, p. 173-178.

Baawuah E., Kelsey С., Addai-Mensah J., Skinner W. A Novel Pneumatic Planar Magnetic Separator for Magnetite Beneficiation: A Focus on Flowsheet Configuration // Minerals. 2020. Vol.10. Iss. 9. № 759. DOI: 10.3390/min10090759

Baawuah E., Kelsey С., Addai-Mensah J., Skinner W. A Novel Pneumatic Planar Magnetic Separator for Magnetite Bene-ficiation: A Focus on Flowsheet Configuration. Minerals. 2020. Vol. 10. Iss. 9. N 759. DOI: 10.3390/min10090759

Пелевин А.Е., Сытых Н.А., Черепанов Д.В. Влияние крупности частиц на эффективность сухой магнитной сепарации // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. №11-1. С. 293-305. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_293

Pelevin A.E., Sytykh N.A., Cherepanov D.V. Particle size impact on dry magnetic separation efficiency. Mining informa-tional and analytical bulletin. 2021. N 11-1, p. 293-305 (in Russian). DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_293

Сединкина Н.В., Горлова О.Е., Гмызина Н.В., Дегодя Е.Ю. Изучение возможности обогащения мелкодробленой магнетитовой руды сухой магнитной сепарацией // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 5. С. 564-571. DOI: 10.32339/0135-5910-2019-5-564-571

Sedinkina N.V., Gorlova O.E., Gmyzina N.V., Degodya E.Yu. Study of a possibility of enrichment of fine-crushed magnetite ore by dry magnetic separation. Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific, Technical and Economic Information. 2019. Vol. 75. N 5, p. 564-571 (in Russian). DOI: 10.32339/0135-5910-2019-5-564-571

Храмов А.Н. Оптимизация крупности дробления при подготовке флюоритовой руды для предварительного обогащения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011. № 5. С. 147-153

Khramov A.N. Optimization of crushing size in preparation of fluorite ore for pre-concentration. Mining informational and analytical bulletin. 2011. N 5, p. 147-153 (in Russian).

Терещенко С.В., Шибаева Д.Н. Повышение качественных показателей рудопотока с использованием методов предконцентрации: теория и практика // Горный журнал. 2020. № 9. С.60-65. DOI: 10.17580/gzh.2020.09.08

Tereshchenko S.V., Shibaeva D.N. Ore quality improvement by pre-concentration: Theory and practice. Gornyi zhurnal. N 9, p. 60-65 (in Russian). DOI: 10.17580/gzh.2020.09.08

Терещенко С.В., Шибаева Д.Н., Алексеева С.А., Компанченко А.А. Исследование влияния вещественного состава и крупности железистых кварцитов Оленегорского месторождения на результаты сухой магнитной сепарации // Обогащение руд. 2020. № 6. С. 15-20. DOI: 10.17580/or.2020.06.03

Tereshchenko S.V., Shibaeva D.N., Kompanchenko A.A., Alekseeva S.A. Research of the influence of material composition and size of iron quartzites of the Olenegorsk deposit on the results of dry magnetic separation. Obogashchenie rud. 2020. N 6, p. 15-20. DOI: 10.17580/or.2020.06.03

Shibaeva D.N., Tereschenko S.V., Kompanchenko A.A. Analysis of the effect of dry magnetic separation on the process of ferruginous quartzites disintegration // Minerals. 2021. Vol. 11. Iss. 8. № 797. DOI: 10.3390/min11080797

Shibaeva D.N., Tereschenko S.V., Kompanchenko A.A. Analysis of the effect of dry magnetic separation on the process of ferruginous quartzites disintegration. Minerals. 2021. Vol. 11. Iss. 8. N 797. DOI: 10.3390/min11080797

Karimi P., Khodadadi Darban A., Mansourpour Z. A finite element model to simulate magnetic field distribution and laboratory studies in wet low-intensity magnetic separator // Journal of Mining and Environment. 2019. Vol. 10. Iss. 3. Р. 717-727. DOI: 10.22044/jme.2019.8132.1680

Karimi P., Khodadadi Darban A., Mansourpour Z. A finite element model to simulate magnetic field distribution and la-boratory studies in wet low-intensity magnetic separator. Journal of Mining and Environment. 2019. Vol. 10. Iss. 3, p. 717-727. DOI: 10.22044/jme.2019.8132.1680

Белоглазов И.И., Иконников Д.А. Применение метода дискретных элементов для моделирования процесса измельчения горных пород в щековой дробилке // Известия вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59. № 9. DOI: 10.17586/0021-3454-2016-59-9-780-786

Beloglazov I.I., Ikonnikov D.A. Application of the Discrete Element Method for Modeling of Rocks Crushing in a Jaw Crusher. Izvestiya vuzov. Priborostroenie. 2016. Vol. 59, N 9. p. 780-786 (in Russian). DOI: 10.17586/0021-3454-2016-59-9-780-786

Арсентьев В.А., Блехман И.И., Блехман Л.И. и др. Методы динамики частиц и дискретных элементов как инструмент исследования и оптимизации процессов переработки природных и техногенных материалов // Обогащение руд. 2010. № 1. С. 30-35.

Arsentyev V.А., Blekhman I.I., Blekhman L.I. et al. Dynamics of particles and discrete element methods as a tool of studies and optimization of natural and man-made materials processing. Obogashchenie rud. 2010. N 1, p. 30-35 (in Russian).

Xiangjun Qiu. DEM Simulations in Mining and Mineral Processing // 7th International Conference on Discrete Element Methods, 1-4 August 2016, Dalian, China. Springer, 2016. P. 37-43. DOI: 10.1007/978-981-10-1926-5_5

Xiangjun Qiu. DEM Simulations in Mining and Mineral Processing. 7th International Conference on Discrete Element Methods, 1-4 August 2016, Dalian, China. Springer, 2016, p. 37-43. DOI: 10.1007/978-981-10-1926-5_5

Читалов Л.С. Разработка комплексного метода оценки эффективности процессов измельчения сульфидных медно-никелевых руд: Автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб: Санкт-Петербургский горный университет, 2021. 24 с.

Chitalov L.S. Development of an integrated method for evaluating the efficiency of grinding sulfide copper-nickel ores: Avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk. St. Petersburg: Sankt-Peterburgskii gornyi universitet, 2021, p. 24 (in Russian).

Белоглазов И.И., Степанян А.С., Феоктистов А.Ю., Юсупов Г.А. Моделирование процесса дезинтеграции в щековой дробилке со сложным качанием щек // Обогащение руд. 2018. № 2. C. 3-8. DOI: 10.17580/or.2018.02.01

Beloglazov I.I., Stepanyan A.S., Feoktistov A.Yu., Yusupov G.A. Disintegration process modeling for a jaw crusher with complex jaws swing. Obogashchenie rud. 2018. N 2, p. 3-8 (in Russian). DOI: 10.17580/or.2018.02.01

Аминов В.Н., Каменева Е.Е., Устинов И.Д. Моделирование дробления горных пород для производства щебня // Обогащение руд. 2017. № 4. С. 3-6. DOI: 10.17580/or.2017.04.01

Aminov V.N., Kameneva E.E., Ustinov I.D. Modeling of rock material crushing for crushed stone production. Obogashchenie rud. 2017. N 4, p. 3-6 (in Russian). DOI: 10.17580/or.2017.04.01

Короткевич В.А., Кухаренко И.Е., Беляк А.А., Короткевич Е.В. Инновационные технологии и оборудование в предварительном обогащении минерального сырья // Добывающая промышленность. 2017. № 2. С. 168-172.

Korotkevich V.A., Kukharenko I.E., Belyak A.A., Korotkevich E.V. Innovative technologies and equipment in pre-concentration of mineral raw materials. Dobyvayushchaya promyshlennost. 2017. N 2, p. 168-172 (in Russian).

Заболоцкий А.И., Нерущенко Е.В., Рассулов В.А. Результаты исследования применимости методов предварительного обогащения золотосодержащих руд на месторождениях HIGHLAND GOLD // Рациональное освоение недр. 2020. № 4. С. 64-70. DOI: 10.26121/RON.2020.57.68.008

Zabolotskiy A.I., Nerushchenko Ye.V., Rassulov V.A. Results of Research on the Applicability of Pre-Enrichment Methods for Gold Ores from Highland Gold Mining Ltd Deposits. Ratsionalnoe osvoenie nedr. 2020. N 4, p. 64-70 (in Russian). DOI: 10.26121/RON.2020.57.68.008

Завьялов С.С., Мамонов Р.С. Комбинированная технология сухого предварительного обогащения золотосодержащей руды // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 11-1. С. 338-345. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_338

Zavyalov S. S., Mamonov R. S. Mixed-type dry pretreatment technology for goldbearing ore. MIAB. Mining informational and analytical bulletin. 2021. N 11-1, p. 338-345 (In Russian). DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_338