一種新型浮選柱的數(shù)值模擬及性能研究.pdf

1、浮選技術(shù)在礦物加工等許多個(gè)工程領(lǐng)域都有很廣泛的應(yīng)用。本文詳細(xì)描述了浮選過程的機(jī)理,并簡(jiǎn)述了浮選設(shè)備發(fā)展的歷史,主要是浮選機(jī)和浮選柱,并對(duì)這兩種浮選設(shè)備的性能做了比較,發(fā)現(xiàn)浮選柱具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、降低能耗的優(yōu)點(diǎn),并具有良好的應(yīng)用前景。
　　本文第二部分內(nèi)容采用計(jì)算流體力學(xué)方法研究了多級(jí)規(guī)整填料浮選柱塔節(jié)的氣液兩相流動(dòng)。經(jīng)過合理的簡(jiǎn)化,建立了描述浮選柱塔節(jié)內(nèi)氣液兩相流動(dòng)的二維數(shù)學(xué)模型,模型中采用了標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型模擬浮選柱塔節(jié)內(nèi)的湍流流動(dòng),

2、采用了歐拉-歐拉多相流模型描述氣液兩相的關(guān)系,并考慮了兩相之間的曳力。應(yīng)用該模型分析和比較了不同入口氣相流速條件下,浮選柱塔節(jié)內(nèi)的氣含率分布,壓力場(chǎng)分布,氣相速度場(chǎng)分布和液相速度場(chǎng)分布,結(jié)果表明隨著氣相流量的增大,浮選柱內(nèi)部氣含率增大,液體循環(huán)速度增大,從而氣液之間混合更加充分,這對(duì)于提高浮選柱的分選效率和設(shè)備的放大有重要意義。
　　文中討論了目前較為常見的浮選柱的優(yōu)點(diǎn)和所存在的不足,解釋了這種新型浮選柱設(shè)計(jì)和制造的理論依據(jù),并將

3、精餾過程當(dāng)中用于分離的規(guī)整填料放置其中。采用本實(shí)驗(yàn)室自主創(chuàng)新研發(fā)的多級(jí)規(guī)整填料浮選柱在河北省唐山市錢家營(yíng)開灤煤礦選煤廠進(jìn)行了煤漿浮選試驗(yàn)的研究。選擇了不同氣液相流量配比和不同停留時(shí)間作為條件進(jìn)行試驗(yàn),并將每種條件下分選出來的精煤和尾煤樣品帶回,進(jìn)行灰分的測(cè)定。在氣體1.25m3·h-1,進(jìn)料0.05m3·h-1條件下20分鐘停留時(shí)間獲得了精煤灰分10.28％,尾煤灰分43.39%,精煤產(chǎn)率52.53%的指標(biāo),與該廠浮選精煤灰分10.58

4、%相接近。
　　按照浮選柱設(shè)備塔節(jié)的構(gòu)造,制作了一個(gè)平面流動(dòng)的有機(jī)玻璃塔節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置。利用PIV測(cè)速技術(shù),觀測(cè)并計(jì)算裝置內(nèi)部流體中示蹤粒子的流速分布,進(jìn)而研究裝置內(nèi)部氣液兩相循環(huán)流動(dòng)的特性。
　　分析和比較數(shù)值模擬和煤漿分選試驗(yàn)的結(jié)果,認(rèn)為浮選柱內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)一步的優(yōu)化,同時(shí)浮選系統(tǒng)也向著自動(dòng)化的方向發(fā)展。數(shù)值模擬方面,需要建立更加完善的數(shù)學(xué)模型,從而真實(shí)地反應(yīng)浮選柱內(nèi)部相與相之間的相互作用,提出相應(yīng)的理論用于設(shè)備放大,指