浮選柱內(nèi)礦物浮選過程相間傳輸行為的數(shù)值模擬研究.pdf

1、浮選柱是非常具有潛力的選礦設(shè)備，對(duì)于應(yīng)對(duì)未來貧、細(xì)粒礦物選礦具有顯著效果。本研究以實(shí)驗(yàn)室CPT浮選柱為研究對(duì)象，基于歐拉氣液兩相流模型建立了浮選柱內(nèi)礦粒輸運(yùn)模型，采用數(shù)值模擬方法研究了浮選柱內(nèi)氣液固三相流動(dòng)過程，從而得到了礦粒在浮選柱中分布情況以及相關(guān)輸運(yùn)特性參數(shù)，深入地了解了浮選柱選礦機(jī)制，主要完成的工作以及得到的結(jié)論如下:
　　1)本文采用歐拉模型研究浮選過程中的氣液兩相流動(dòng)，首先進(jìn)行試驗(yàn)計(jì)算并與實(shí)驗(yàn)PIV數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證，選取了

2、適用于浮選柱的相間作用力模型，然后通過引用顆粒間相互作用基本理論，結(jié)合浮選過程氣泡與礦粒相互作用特點(diǎn)，建立了浮選過程中礦物顆粒輸運(yùn)的數(shù)值模型，并采用商用FLUENT軟件對(duì)顆粒輸運(yùn)方程進(jìn)行求解，從而實(shí)現(xiàn)了浮選過程氣液固三相流動(dòng)的數(shù)值模擬。
　　2)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室小型浮選柱并進(jìn)行了浮選速率實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬對(duì)比驗(yàn)證了礦物顆粒輸運(yùn)模型的準(zhǔn)確性，并得到了實(shí)驗(yàn)室浮選柱的非穩(wěn)態(tài)浮選過程的氣泡礦粒碰撞頻率、完全礦化氣泡比例、氣液兩相中礦

3、粒濃度隨時(shí)間的變化規(guī)律等。
　　3)將多相流模型用于實(shí)驗(yàn)室CPT浮選柱的研究，得到了CPT浮選柱準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的氣液兩相基本流場(chǎng)分布、氣液兩相中礦粒濃度場(chǎng)分布、碰撞概率、粘附概率、穩(wěn)固概率分布、以及高效的氣泡捕獲礦粒區(qū)域。
　　4)采用建立的多相流模型研究了不同尺寸的氣泡、礦粒以及濕潤(rùn)接觸角在實(shí)驗(yàn)室CPT浮選柱中的相互作用過程，得到了描述顆粒間相互作用的碰撞概率、粘附概率、穩(wěn)固概率與捕獲速率變化規(guī)律。研究表明，對(duì)于同一種氣泡直徑，捕