Enhancement of Fine Wet Ore Screening Efficiency

Abstract

Particle size classifi cation of crushed ore is one of the key operations in the preparation of raw materials for metallurgical processing. The application of fine wet screening of ore pulp has enabled an increase in the concentration of valuable components in the processed products. The viscosity of ore pulp, caused by the presence of solid-phase particles and their aggregates of different sizes and densities, has reduced the rate at which particles pass through the screen apertures, thereby decreasing the efficiency of the screening process. To determine the effect of ultrasonic treatment on the dynamic viscosity of ore pulp and on the frictional interaction between crushed ore particles in order to improve the productivity and efficiency of fine wet screening. The study has employed a combination of research methods, including the generalization of scientific information, analysis of particle interactions and acting forces during the screening process, mathematical and computer modeling, as well as experimental investigations. Under the influence of ultrasonic vibrations, additional forces have been generated in the ore pulp that act on solid-phase particles and gas bubbles. The most significant among them have been identified as the ultrasonic radiation pressure force and the pressure waves generated by cavitation collapse of gas bubbles. The obtained results have demonstrated that the application of ultrasonic treatment to the screen feed results in increasing the screening efficiency by 2—3%. The proposed method for improving the efficiency of material separation by particle size, based on the introduction of ultrasonic vibrations of a specified amplitude and frequency into the feed material, has increased the mobility of crushed ore particles in the pulp, reduced interparticle adhesion forces, and created favorable conditions for cavitation effects and the destruction of heterophase aggregates. As a result, the quality of classification and the overall screening performance have been improved.

Розглядається класифікація подрібненої руди за крупністю є однією з ключових операцій підготовки сировини до металургійної переробки. Застосування тонкого мокрого грохочення рудної пульпи дозволило підвищити вміст цінних компонентів у продуктах переробки. В’язкість рудної пульпи, зумовлена наявністю частинок твердої фази та їхніх агрегатів різного розміру й густини, знизила швидкість проходження частинок крізь отвори грохота, що призвело до зменшення ефективності процесу грохочення. Метою роботи є визначення впливу ультразвукової обробки на динамічну в'язкість рудної пульпи та на фрикційну взаємодію між подрібненими частинками руди задля підвищення продуктивності й ефективності процесу тонкого мокрого грохочення. У дослідженні застосовано комплекс методів, зокрема узагальнення наукової інформації, аналіз взаємодії частинок і сил, що діють під час грохочення, математичне та комп'ютерне моделювання, а також експериментальні дослідження. Встановлено, що під дією ультразвукових коливань у рудній пульпі виникають додаткові сили, які впливають на частинки твердої фази та газові бульбашки. До найважливіших із них належать сила радіаційного тиску ультразвуку та хвилі тиску, що генеруються внаслідок кавітаційного схлопування газових бульбашок. Отримані результати засвідчили, що застосування ультразвукової обробки матеріалу, який подається на грохот, підвищує ефективність грохочення на 2–3 %. Запропонований метод підвищення ефективності розділення матеріалу за крупністю, що ґрунтується на введенні в матеріал ультразвукових коливань заданої амплітуди та частоти, забезпечив підвищення рухливості частинок подрібненої руди в пульпі, зниження сил міжчастинкової адгезії та створення сприятливих умов для виникнення кавітаційних ефектів і руйнування гетерофазних агрегатів. У результаті покращилися якість класифікації та загальні показники процесу грохочення.