充填浮選柱捕集區(qū)混合與傳質(zhì)特性研究.pdf

1、充填浮選柱作為一種新型浮選設備具有操作方便、單位能耗低、不需要刮泡裝置、氣泡發(fā)生器及機械攪拌裝置等優(yōu)點,在分選細粒物料時效果尤其明顯,近年來廣泛應用于礦物浮選及污水處理等領域。
　　本文旨在為充填浮選柱設備及工藝流程的設計、放大和操作條件的確定提供量化依據(jù)及理論工具。本研究用充填浮選柱主體為圓柱體,柱高1.5m,直徑104mm,內(nèi)填有350Y型規(guī)整填料。實驗結合課題組前期磷礦浮選工藝研究所得之結論,分別對充填浮選柱捕集區(qū)的混合、氣

2、含率和傳質(zhì)特性進行了實驗研究和理論機制探討。
　　在具體的實驗過程中,采用了顆粒特征粒徑的示蹤響應法、液位上升法和動態(tài)通氣法分別對捕集區(qū)顆粒停留時間分布、氣含率和體積傳質(zhì)系數(shù)等主要參考因素進行了測量分析。針對不同實驗的各自特點,考察了表觀氣體流速、捕集區(qū)高徑比、表觀液體流速和捕收劑加入量對上述參數(shù)的影響規(guī)律。
　　(1)對于停留時間分布實驗,浮選柱捕集區(qū)顆粒平均停留時間和無因次方差的大小會跟隨表觀氣體流速的增大而同向變化,此

3、時顆粒流動更接近于全混流;隨著捕集區(qū)高徑比的增大,礦物顆粒在捕集區(qū)的平均停留時間也會延長,但其無因次方差卻有所減小,此時固體顆粒的流動更接近平推流模型;實驗還得出了洗水流速對礦物顆粒停留時間無較大影響的結論。對實驗數(shù)據(jù)進行關聯(lián)后,發(fā)現(xiàn)有下面的關系式成立:
　　Pe=3.912(Jg/Jw)-0.381(Hc/D)0.753;N=2.286(Jg/Jw)-0.468(Hc/D)0.734。
　　(2)對于本浮選柱中氣液兩相體系

4、的氣含率實驗,當壓縮空氣的進氣量的增大時,氣含率的大小會逐漸增大。但當氣體加入量超過450l/h時,氣含率增長逐漸趨緩;氣含率的大小隨著起泡劑加入量現(xiàn)增加后減小,當起泡劑加入量介于200ml/h與300ml/h之間時,氣含率最大;隨著捕集區(qū)高徑比的增大,氣含率減小,但當捕集區(qū)高徑比為7.1時,氣含率減小趨近平緩。通過對實驗數(shù)據(jù)的模擬訓練和結果預測,發(fā)現(xiàn)本實驗構建的人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有很好的預測模擬能力,其相對誤差小于±5％。
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