【摘 要】
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作为浮选过程中的核心装备,浮选机工作过程中矿浆体系内一些重要流体力学参数的改变将直接影响浮选效果,但由于浮选过程流体行为复杂,对于这些参数的获取难度较大,而计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的发展,为研究矿浆流场提供了新的途径。针对Euler模型无法获取气泡群尺寸分布的缺点,结合群体平衡模型(PBM)来描述浮选气泡尺寸分布与变化,本文在两相流模拟中运用
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作为浮选过程中的核心装备,浮选机工作过程中矿浆体系内一些重要流体力学参数的改变将直接影响浮选效果,但由于浮选过程流体行为复杂,对于这些参数的获取难度较大,而计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的发展,为研究矿浆流场提供了新的途径。针对Euler模型无法获取气泡群尺寸分布的缺点,结合群体平衡模型(PBM)来描述浮选气泡尺寸分布与变化,本文在两相流模拟中运用Euler-PBM耦合模型,在五种转速条件下模拟得到了浮选槽内的气相分布与气泡尺寸分布;在气液固三相流模拟过程中,考虑到计算时长与精度,仅用Euler模型模拟考察不同粒度煤粒与不同转速条件的固气相分布、气相速度以及循环量的影响;以模拟结果为参考设计煤浮选试验,考察不同粒级不同转速条件下的精煤产率、回收率与精煤灰分。由数值模拟结果与煤浮选试验结果可知:叶轮转速从1200rpm提升至1800rpm的过程中,槽内气泡平均直径变小且呈线性分布,而不同直径的气泡在浮选槽内基本呈峰谷型分布,气泡直径基本在0.5~3.5mm之间,叶轮转速提高则气泡的最大直径越小,强湍流作用导致的气泡破裂也越明显;过低的转速条件下气泡的分散不均,粗颗粒也难以实现完全离底悬浮,导致浮选效果差;过高的转速条件由于加强了矿浆的上循环,使得更多的矿粒能够在叶轮以上的区域内与气泡有更多的接触机会,浮选的精矿产率也因此而提高,但因为矿浆环境中的固相还存在脉石颗粒,高转速条件同样也会使脉石均匀分散在矿浆中,降低精矿品位。低转速条件下空气在槽内的分布以扩散作用为主,而高转速条件则以搅拌作用为主;还得到了对于-125μm粒级的煤,浮选叶轮转速选取1650rpm最佳;而对于-250+125μm粒级的煤,最佳转速为1500rpm的结论。
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