浮选机叶轮转速的确定方法

导读:　　在气固液多相流动特性分析的基础上，讨论了叶轮转速和充气压力对浮选机内浮选动力学参数如充气水平(充气 量、槽内空气保有量、空气横截面速度和气泡表面积通量)、矿粒悬浮、矿粒和气泡的分散、矿浆与空气混合、气泡 矿化、矿浆短路以及浮选机功率的影响，并比较了万C-150型浮选机和国外同类型浮选机浮选动力学参数的差别。

浮选机叶轮转速的确定方法 浮选机槽内的流体动力学状态是一个非常复杂的三相混合体系，在确定叶轮转速时必须考虑满足三个方面的要求。

1、叶轮搅拌转速要大于固体颗粒悬浮所要求的临界转速； 浮选机所处理矿浆中所含的矿粒大小并不是相同的，其大小一般呈正态分布，因此在确定叶轮转速时应保证矿浆中的大颗粒矿物能达到完全离底县浮，此时小于这个尺寸的颗粒一般均能达到离县浮或均匀悬浮，也就是说叶轮转速必须大于矿浆中大颗粒达到完全离底悬浮状态所需的。

2、叶轮搅拌转速要大于分散气体所要求的转速； 3、叶轮搅拌转速不能过高，以免分选区和泡沫区的作用受到破坏。

这三个方面的问题必须同时满足，浮选机才能正常运转，也就是要找到一个能够同时满足三个方面的叶轮转速，叶轮搅拌转速确定后要最后经试验加以验证。

合理的叶轮、定子结构可大大降低叶轮转速，从而达到降低功率消耗和备品备件消耗的目的，更重要的是可提高选矿工艺技术指标。

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浮选机叶轮和定子的设计

浮选机叶轮和定子的设计 1、浮选机叶轮其它主要参数的确定 确定叶轮参数是一个复杂的过程，除了进行理论计算外，还必须利用以往经验，进行大量实验，逐步取得合理的参数。

为了浮选机合理的叶轮结构参数，在浮选槽内进行了正交试验。

试验中保持充气量和叶轮转速不变，以主轴电机功耗和空气分散度两个性能参数为对比指标，改变叶轮直径、叶片高度、叶片倾角和进浆直径。

根据经验，对叶轮直径等四个因素分别列出三个水平，利用正交表来安排试验，待浮选槽的叶轮结构和结构参数确定后，再结构式初步确定。

浮选机的叶轮结构形式和结构参数。

一般来说，需要综合运用流体相似放大理论和以往设计浮选机及流体机构的经验，这是一个较为复杂的过程。

在实践中，工业型浮选机叶轮结构和参数的确定方法一般是根据经验先给出叶轮直径的范围和转速范围，通过试验选定出合适的直径和转速，叶轮的其它参数根据小型试验中叶轮直径与该参数的比值确定。

KYF浮选机叶轮属高比转速离心类型。

2、浮选机的定子设计 浮选槽内空气-搅拌区需要较强的混合，矿浆处于紊流状态，雷诺数一般大于10（4），而分离区和泡沫区需要相对稳定，因此定子必须能够将叶轮产生的切向旋转的矿浆转化为径向矿浆流，防止矿浆在浮 选槽中打旋，促进稳定的泡沫层的形成，并有助于矿浆在槽内进行再循环。

其次，在叶轮周围和定子叶片间产生一个强烈的剪力环形区，促进细小气泡的形成。

本设计中采用了悬空径向短叶片开式定子，由24个叶片组成，安装在叶轮周围斜上方，由支脚固定在槽底。

这样可使得定子下部区域周围的矿浆流通面积增大，消除了下部零件对矿浆的不必要干扰，有利于矿浆向叶轮下部区域的流动，降低了动力消耗，增强了槽体下部循环区的循环和固体颗粒的悬浮能力。

叶轮中甩出的矿浆-空气混合物可以顺利地进入矿浆中，空气得到了很好的分散。

3、浮选机充气量调节装置的设计 对不同矿物选别而言，充气量是经常变化的，甚至有时选别过程对充气量的变化非常敏感，所以充气机械搅拌式浮选机的空气调节装置首先必须能够微调，另外必须使中空轴内始终有一低压空气，使泡沫无法沿中空轴上爬。

试验表明，当中空轴中的风速大于https://www.flowerba.com/s时，能防止泡沫从中空轴进入轴承。

为此，充气量的调节装置应该能够在全关闭状态下产生一个既不超过充气量调节范围下限所需的气量，又大于能在中空轴内产生https://www.flowerba.com/s空气流速的气量。

为此我们专门设计了能满足这两方面要求的充气量无级调速装置。

实践证明：该充气量调节装置既可以防止泡沫钻入轴承，又能满足充气量调节要求，保证分选效果。

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叶轮转速和充气压力对浮选机浮选动力学影响

1.叶轮转速和充气压力对浮选机内矿物和气泡扩散的影响。

　　在机械搅拌式浮选机内湍流对矿浆和气泡主要起到三个作用:湍流迁移(有利于颗粒悬浮)、湍流分散和湍流颗粒 碰撞。

从微观上看，湍流的脉动具有动量、质量、热量的输送和传递作用，这种作用可用湍流扩散系数来表征，扩 散现象对药剂混合和颗粒悬浮有重大影响。

　　湍流扩散系数与脉动速度以及湍流微尺度成正比。

较高的湍流强度有助于矿粒的悬浮、气泡的破碎和扩散以及 药剂的混合，在浮选过程中在混合区具有较高的湍流强度是必要的。

　　随着叶轮转速的增加，混合区的平均湍流强度也随着增加，即湍流对于矿物颗粒以及气泡在槽内的扩散的作用 也随着增强。

随着充气压力的增加，混合区的平均湍流强度先减小后增加，然后再减小，因此湍流对于矿物颗粒以 及气泡在槽内的扩散的作用也是先减小后增加，然后再减小。

　　2.叶轮转速和充气压力对浮选机内充气水平的影响。

　　（1）浮选机矿浆含气量；（2）浮选机内空气横截面速度；（3）浮选机内气泡表面积通量。

　　3.叶轮转速和充气压力对浮选机内气泡矿化的影响。

　　在叶轮与导叶构成的环形空间内为激烈的湍流区，矿浆湍流强度I在之间。

　　矿浆雷诺数在105-1护之间。

在此区间内气泡与悬浮的矿粒混杂在一起，受湍流的作用发生无规则的位移、振动 、旋转和翻滚等复杂运动。

随着转速的增加，该区域的湍流强度增加，使该区域矿粒与气泡的接触几率增加，受此 影响，该区域气泡的碰撞概率、矿化概率和脱附概率也随着增加。

随着充气压力的增加，该区域的湍流强度逐渐减 小，因此碰撞概率、矿化概率和脱附概率在该区域也随着减小。

　　在混合区，气泡矿化主要靠湍流作用下的惯性碰撞，此效应随着叶轮转速的增加而增加，随着充气压力的增加 先减小后增加，再减小，同时由湍流强度的径向分布规律也说明了气泡矿化能力沿径向有逐渐降低的趋势。

此区域 湍流强度大，加大了矿粒与气泡的碰撞概率和气泡的扩散，对气泡矿化是有利的。

　　在输运区和分离区，湍流强度逐渐减小，矿浆流态也逐步由湍流性质转变为近似层流性质，矿粒与气泡之间的 碰撞也由惯性碰撞转为粘性碰撞，在输运区矿化过程靠重力下落的矿粒与上浮气泡的上半球面相撞，此处碰撞有利 于粗、重和难浮颗粒的浮选。

此区间的湍流强度和宏观涡流对粗、重颗粒浮选也有负作用，即增大了脱落作用力， 降低了目的矿物的捕获率，同时还会造成细泥污染和泡沫层的不稳定。

因此叶轮转速的增加和较高的充气压力会增 加矿粒悬浮作用力和矿粒脱附作用力，要分析转速对该区域气泡的矿化要综合两方面因素，选择合适的叶轮速度和 充气压力。

　　4.叶轮转速和充气压力对浮选机内矿浆短路的影响。

　　5.叶轮转速和充气压力对浮选机功率的影响。

　　受工业测试试验条件的影响，JFC-150型浮选机的功率随着叶轮转速的增加而增加，随着充气压力的增加而减小 。

在同一转速时，随着充气量的增加浮选机功率的降低主要和三个因素有关，①浮选机内的介质平均密度减小;②叶 片扫过的流体表观密度减小;③叶轮叶片背面形成的气穴使叶轮抽吸矿浆的能力下降，旋转阻力减小。

　　通过浮选机内矿浆流动区域气固液多相流流态分析和简化，建立了JFC-150型充气机械搅拌式浮选机的几何模型 ，并利用第二章论述的控制方程、求解方法、网格划分和迭代策略，对JFC-150型浮选机内气固液三相流流场进行了 数值计算和流动特性分析。

　　在气固液多相流动特性分析的基础上，讨论了叶轮转速和充气压力对浮选机内浮选动力学参数如充气水平(充气 量、槽内空气保有量、空气横截面速度和气泡表面积通量)、矿粒悬浮、矿粒和气泡的分散、矿浆与空气混合、气泡 矿化、矿浆短路以及浮选机功率的影响，并比较了万C-150型浮选机和国外同类型浮选机浮选动力学参数的差别。

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