Подписывайтесь на Газету.Ru в Telegram Публикуем там только самое важное и интересное!
Новые комментарии +

Решения уравнений позволили прогнозировать эффективность выделения магнитных минералов

Ученые из научно-производственной корпорации «Механобр-техника» исследовали разделение минералов на основе их магнитных свойств и решили описывающие его уравнения. Результаты позволят провести компьютерное моделирование процесса, чтобы определять эффективность выделения важных для промышленности веществ. Работа поддержана Президентской программой Российского научного фонда и опубликована в International Journal of Engineering Science.

По своим магнитным свойствам вещества делятся на ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики. Они отличаются по восприимчивости к действию магнитного поля. Так, ферромагнетики очень чувствительны к нему и могут намагничиваться спонтанно и даже в его отсутствие. Парамагнетики обладают невысокой восприимчивостью, такие материалы слабо намагничиваются во внешнем поле. Третьи вовсе образуют собственное магнитное поле, которое направлено против внешнего и ослабляет его.

В руде магнитные минералы находятся в виде микровключений (50–100 мкм). Их выделение — достаточно сложный процесс. Обычно горную породу измельчают до разных размеров частиц в зависимости от размера этих включений, затем проводят их сортировку по крупности, потом — магнитную сепарацию. Этот метод основан на том, что соединения по-разному реагируют на внешнее магнитное поле. Большинство магнитных минералов, добываемых в промышленных масштабах, — парамагнетики, их восприимчивость к магнитному полю мала, а потому не каждый сепаратор сможет выделить их из горной породы. Другая проблема заключается в том, что крошечные частицы магнитных минералов могут объединяться в более крупные включения (агрегировать) и магнитной силы сепаратора уже может быть недостаточно для их выделения. Один из методов борьбы с этим явлением — «мокрая» сепарация, когда к руде уже при измельчении добавляют воду, которая препятствует агрегированию частиц. Однако для «мокрых» технологий необходимо большое количество воды, а последующее высушивание готовых минеральных составов (концентратов) еще и очень энергозатратно.

«Методы сухой магнитной сепарации в этом плане гораздо выгоднее. Например, можно комбинировать магнитное разделение и вибрирующий питатель, который не только равномерно загрузит материал в сепаратор, но и переведет его в так называемое «виброожиженное» состояние и будет его в нем поддерживать — по сути, в некоем «витающем» состоянии», — рассказывает руководитель проекта Леонид Вайсберг, доктор технических наук, профессор, академик РАН, генеральный директор научно-производственной корпорации «Механобр-техника».

Такая технология позволяет предотвратить агрегацию частиц материала без использования воды. Это состояние материала называется «сыпучий» или «гранулярный газ». Однако до сих пор не было предложено математической теории, которая бы адекватно его описывала. Поэтому методу сухой магнитной сепарации в условиях «гранулярного газа» необходимо теоретическое обоснование, которое также пригодится, чтобы прогнозировать эффективность разделения материалов.

Ученые смоделировали условия вибрирующего сыпучего слоя и описали движение парамагнитных частиц в сыпучей среде немагнитных веществ с помощью системы уравнений. Исследователи рассматривают гипотезу молекулярного хаоса, когда принимается, что нет взаимосвязи между состояниями сталкивающихся частиц.

«Гранулярный газ» также описывается гидродинамическими моделями. С их учетом предполагается, что сыпучая среда состоит из неэластичных гладких шариков одинакового размера; сопротивлением воздуха при этом можно пренебречь. Если частицу поместить в такую среду, то на нее в каждый момент времени будут случайным образом влиять компоненты силовых полей. Движение этой частицы подчиняется стохастическому дифференциальному уравнению. Далее ученые вводят уравнения для описания действия магнитного поля. Решение получившейся системы дает качественную оценку процесса сепарации парамагнитных частиц. С их помощью можно вычислить значение магнитной восприимчивости для различных веществ в сыпучих средах, что позволит рассчитать эффективность выделения различных минералов из руды.

Вот и оно: судьба военных баз РФ в Сирии решенаОпрос показал истинное отношение абхазцев к русскимПутин уволил главу «Роскосмоса» лишь по 1 причинеФинляндия повернулась к РФ и уже подтвердила это действиямиВот как заговорили на Украине после удара по КиевуВ ГД решили судьбу генерала ГурулеваДо какого возраста женщине нужен мужчина: вас это ошарашитПредложение команды Трампа о разделе Украины увидели всеСМИ врут? Уборка пляжей РФ от мазута обернулась новой трагедиейДиагноз Зеленского уже не скрыть: публичные заявления врачейСанкции отменяются? Заявление Путина потрясло мир — СМИВ Китае предупредили Путина: какой союзник спелся с Западом?Макаревич* переобулся? Но уже слишком поздноВ море обнаружено судно с тысячами людей, потерявших стыдУдивитесь! Сколько евреев уехали из РФ за 2024 годРусский офицер рассказал, что творится под ХарьковомЧто заявил генерал Гурулев о руководстве, узнав решение ГосдумыСоловьев наговорил про Трампа такое, что в США не смолчалиГурулев нарвался на проблемы: в Госдуме приняли мерыВот что устроили ВСУ перешедшие на сторону РФ украинцы
Новости и материалы
Американский политолог заметил в отношениях РФ и США оттепель, которой не было с 2014 года
Финансист объяснил, как сохранить деньги в кризис
Флорист рассказала, как подобрать идеальный букет к 14 февраля
Юрист рассказала, как пенсионеры теряют льготы на ЖКУ из-за вкладов
На Камчатке произошло более 115 землетрясений за сутки
Свадьба детей главных раввинов России и Одессы проходит на русском и иврите в Иерусалиме
Журналист в США заявил, что главе Украины лишь сообщат об итогах переговоров США и РФ
В Липецкой области ввели режим опасности атаки БПЛА
Правозащитник Ионов попросил Трампа прекратить его уголовное дело
На Кевина Спейси подали очередной судебный иск
В правительстве России заявили о снижении уровня бедности в стране
Эксперт назвал возможности российской ЗРС С-500 «Триумфатор-М»
Израиль может ударить по ядерным объектам Ирана
Почти половина россиян признались в романах с коллегами
В Самарской области объявили опасность атаки БПЛА
Трамп заявил, что не обещал посетить Украину
В США раскрыли, кто будет контролировать переговоры по Украине
В столице Панамы произошли столкновения протестующих с полицией
Все новости