Раціональне використання техногенних утворень кривбасу в абразивному виробництві: фізичні параметри та технологічні підходи

У статті розглянуто перспективи залучення гранатовмісної техногенної сировини Криворізького басейну до виробництва м’яких абразивів. Метою дослідження є вдосконалення технології сухого збагачення концентратів шляхом поглибленого вивчення фізико-механічних властивостей мінералів, зокрема коефіцієнта тертя та аеродинамічної поведінки. Методика дослідження передбачала теоретичне моделювання процесу сходження частинок з похилої площини за куту нахилу 30° та довжини 0,5 м. Проаналізовано мінерали основних фракцій (мінус 3 плюс 1 мм, мінус 1 плюс 0,5 мм, мінус 0,5 плюс 0,25 мм), як-от гранат, кварц і біотит. Розраховано швидкість їх сходження та довжину горизонтального прольоту. Результати моделювання показали, що гранат має найнижчий коефіцієнт тертя та найвищу швидкість сходження (1,36–1,45 м/с), кварц – середні значення (1,00–1,05 м/с), тоді як біотит через свою лускувату форму та високий опір залишався нерухомим. Це дає змогу ефективно відокремлювати його на етапі попередньої класифікації. Наукова новизна полягає у кількісній оцінці доцільності використання сили тертя як селективного чинника для мінералогічного розділення техногенних фракцій. Практичне значення роботи полягає у можливості зниження навантаження на магнітні та електросепараційні установки, скороченні енерговитрат, водоспоживання та покращенні якості гранатового концентрату, що відповідає вимогам екологічно орієнтованих технологій у сфері абразивного виробництва.

The article examines the prospects of utilizing garnet-bearing technogenic raw materials from the Kryvyi Rih Basin for the production of soft abrasives. The aim of the research is to improve the dry beneficiation technology of garnet concentrates through an in-depth study of the physical and mechanical properties of rock-forming minerals, in particular, their friction coefficients and aerodynamic behavior. The research methodology involved theoretical modeling of particle descent on an inclined plane at an angle of 30° and a length of 0.5 m. Minerals from the main size fractions (-3 + 1 mm, -1 + 0.5 mm, -0.5 + 0.25 mm) were analyzed, namely garnet, quartz, and biotite. The descent velocity and horizontal flight distance of the particles were calculated. The modeling results showed that garnet exhibited the lowest coefficient of friction and the highest descent speed (1.36–1.45 m/s), quartz showed intermediate values (1.00–1.05 m/s), while biotite, due to its platy shape and high resistance, remained stationary. This enables effective preliminary removal of biotite during classification. The scientific novelty lies in the quantitative assessment of the feasibility of using frictional force as a selective factor for mineralogical separation of technogenic fractions. The practical significance of the study is the potential to reduce the load on magnetic and electrostatic separators, lower energy consumption and water usage, and improve the quality of the garnet concentrate to meet the requirements of environmentally oriented abrasive production technologies.