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工程領(lǐng)域都有很廣泛的應(yīng)用。本文詳細描述了浮選過程的機理,并簡述了浮選設(shè)備發(fā)展的歷史,主要是浮選機和浮選柱,并對這兩種浮選設(shè)備的性能做了比較,發(fā)現(xiàn)浮選柱具有結(jié)構(gòu)簡單、降低能耗的優(yōu)點,并具有良好的應(yīng)用前景。
　　本文第二部分內(nèi)容采用計算流體力學方法研究了多級規(guī)整填料浮選柱塔節(jié)的氣液兩相流動。經(jīng)過合理的簡化,建立了描述浮選柱塔節(jié)內(nèi)氣液兩相流動的二維數(shù)學模型,模型中采用了標準k-ε模型模擬浮選柱塔節(jié)內(nèi)的湍流流動,

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,壓力場分布,氣相速度場分布和液相速度場分布,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)點和所存在的不足,解釋了這種新型浮選柱設(shè)計和制造的理論依據(jù),并將

3、精餾過程當中用于分離的規(guī)整填料放置其中。采用本實驗室自主創(chuàng)新研發(fā)的多級規(guī)整填料浮選柱在河北省唐山市錢家營開灤煤礦選煤廠進行了煤漿浮選試驗的研究。選擇了不同氣液相流量配比和不同停留時間作為條件進行試驗,并將每種條件下分選出來的精煤和尾煤樣品帶回,進行灰分的測定。在氣體1.25m3·h-1,進料0.05m3·h-1條件下20分鐘停留時間獲得了精煤灰分10.28％,尾煤灰分43.39%,精煤產(chǎn)率52.53%的指標,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,制作了一個平面流動的有機玻璃塔節(jié)實驗裝置。利用PIV測速技術(shù),觀測并計算裝置內(nèi)部流體中示蹤粒子的流速分布,進而研究裝置內(nèi)部氣液兩相循環(huán)流動的特性。
　　分析和比較數(shù)值模擬和煤漿分選試驗的結(jié)果,認為浮選柱內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)還可以進一步的優(yōu)化,同時浮選系統(tǒng)也向著自動化的方向發(fā)展。數(shù)值模擬方面,需要建立更加完善的數(shù)學模型,從而真實地反應(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