机械搅拌式浮选机性能评价与浮选动力学参数

导读:本文通过对浮选机内部多相流动特性的研究，寻求浮选机工作参数与流场特征以及浮选动力学参数之间的关系，为浮选机的结构设计和优化运行提供理论依据和技术指导。

机械搅拌式浮选机性能评价与浮选动力学参数 评价浮选机外特性的主要标准在于： 1、分选指标。

例如产品的回收率和品位； 2、单位容积的处理能力； 3、经济效益。

比如初始投资，运行和维护费用。

对于大容积浮选机的性能评价问题，学者的意歧的。

在最好的情况下，在不同容积的充气机械式浮选机的分选指标可以认为是相等的，而这时大尺寸浮选槽所需的单位空气流量几乎减少了一半。

虽然充气机械搅拌式浮选机具有更高的浮选速度(平均高出30%)．并有可能往矿浆中充入大量的空气，但是机械搅拌式或充气机械搅拌式浮选机哪一种更可取，目前尚无统一意见。

因为只有在理想的条件下通过大量的对比试验，才能得出客观的结论，并且还只是对于一些具体的矿石类型和浮选作业而言。

如果寻求一个机械搅拌式浮选机性能评价的统一标准，那就是矿粒一气泡集合体的最佳流体动力学条件。

浮选机中的流体动力学状态和液流的结构都取决于叶轮的转速、结构、相对槽体的位置、矿浆充气方法、气泡的分散方法、浮选槽的形状以及槽内各种导流板的设置情况。

由于矿浆流动的复杂性和不可视性，到目前为止，还没有一个可行的流体动力学方法可以用来描述浮选机工作参数、结构参数与浮选动力学参数以及浮选性能之间的关系。

浮选机的浮选动力学性能参数主要包括充气水平、矿浆与气泡分散（弥散）程度、颗粒悬浮性能、矿浆在浮选机内的停留时间，气泡直径大小和功率强度等。

浮选机充气水平包括充气量、矿浆含气率、空气横截面速度、气泡表面积通量等。

其中空气横截面速度、气泡表面积通量又是表征气体分散程度的参数，同时气泡表面积通量还兼有表征气泡尺寸的功能。

矿浆在浮选机内的停留时间是浮选机最主要的浮选动力学参数和矿浆物料在浮选机中最佳流动的表示方法，它直接影响浮选机内，气泡的矿化水平混合浮选效率。

功率强度是表征单位容积的矿浆在浮选过程中所需要的功率，这是浮选机相似设计过程中所需的一个重要动力学相似参数， 机械搅拌式浮选机主导了世界选矿工业，究其原因是商业现实而不是其设计的完美。

主要制造商太多生产这种类型，所以大多数浮选工程师们也只熟悉这一种。

如果上述问题得不到解决。

在将来，机械搅拌式浮选机将无疑地会遭遇到来自其他类型浮选机的挑战战。

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浮选机内多相流动特性及动力学研究

浮选机内多相流动特性及动力学研究 简单谈一下浮选机内多相流动特性及浮选动力学性能的数值研究分析结果，以使对浮选机想进一步熟悉的用户及相关技术人员能够对浮选机的工作原理更进深一步的了解。

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大型机械搅拌式浮选机具有选矿处理能力强、单位容积功耗小等优点，在选矿行业中的应用越来越广泛。

目前，大型浮选机一般都是通过参照小型浮选机的机械结构，按照比例放大关系进行设计，尚未从内部流场层面进行精细化的设计，基本上还处于经验性设计阶段。

机械搅拌式浮选机的内部流动是由矿物颗粒、浮选药剂、气泡和水等构成的复杂气固液三相湍流流动，其浮选过程涉及到多种物理过程，其中多相流动过程是浮选机内部的基本物理过程，其多相流体动力学特性决定了浮选机的主要浮选动力学性能。

本文通过对浮选机内部多相流动特性的研究，寻求浮选机工作参数与流场特征以及浮选动力学参数之间的关系，为浮选机的结构设计和优化运行提供理论依据和技术指导。

针对镍矿的浮选过程，论文对JFC-150型浮选机内部流动特性与浮选动力学性能展开系统的研究，主要内容如下： l、根据机械搅拌式浮选机的结构特点以及浮选作业过程其内部的多相流场特征，忽略了泡沫层对流场结构的影响，对浮选机内部流动区域进行了简化，井将其划分为矿浆·空气混合区、矿化气泡输运区和非目的矿粒沉降分离区三个区域； 2、基于多相流基本理论和矿浆一气泡的流动特征，忽略浮选药剂对矿浆与气泡的作用，对大型机械搅拌式浮选机内部多相流动进行了深入研究，提出了采用Mixture多相流模型和RNG k-e湍流模型对浮选机内部流场进行描述，通过对一种小型浮选机的流场解析和实验分析，论证了上述流动模型对机械搅拌式浮选机流场模拟的可行性； 3、采用上述模型和方法，利用FLUENT软件对JFC-150型浮选机在8种不同叶轮转速、9种不同浮选充气压力情况下的浮选机内部多相流进_行了流场数值模拟与分析，获得了叶轮转速和浮选充气压力对浮选机内流特性的影响规律以及与浮选动力学参数之间的关系： 4、基于脉冲浓度的思想和停留时间分布的数学模型，在稳态流场的基础上，采用二步法，对脉冲示踪物在浮选机内的运动进行了非定常流动计算，建立了浮选机内矿浆停留时间分布的预测方法，并分析了叶轮转速对矿浆停留时间的影响： 5、通过对内流场的分析与反复仿真试验，提出JFC-150浮选机结构参数的改进方案，实现了浮选机的节能降耗、产品产量与质量的提高，进一步验证了计算模型的有效性和可靠性。

本文的关键点如下： 1、提出了适于机械搅拌式浮选机内部气固液多相流动的数值模拟方法； 2、建立了描述浮选机内矿浆停留时间分布的数学模型和预测方法； 3、通过数值计算，在内流特性分析的基础上，得出了浮选机工作参数（叶轮转速和充气压力）与浮选动力学性能参数（含气量、气泡表面积通量、功率强度以及矿浆停留时间等）之间的关系。

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大型机械搅拌式浮选机存在的问题

大型机械搅拌式浮选机存在的问题 由以前我们提到的可以知道，虽然气固液三相流体动力学的数值模拟实验研究在诸如流化床等过程工业领域有了一定的应用和进展，但在选矿领域中，由于浮选机内矿浆和气泡混合物是一种极其复杂的自然工业流动现象，在对浮选机内气固液三相流动机理的认识、矿浆流各种流体动力学参数的计算、流体动力学与浮选力学参数之间的联系以及浮选机转子（叶轮）水力设计方法等方面，仍然存在许多难以解决的问题。

为此，一方面需要总结现有的设计经验和观测资料，完善机械搅拌式浮选机的按比例放大设计方法；另一方面也需要应用现有的数学和力学手段，结合先进的计算机数值模拟方法加强浮选机内部流场的科学研究，通过内流机理的研究来优化浮选机的设计，并将二者很好地结合起来。

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