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充气深槽浮选机性能参数试验及模拟分析

作　者: 喻明军
导　师: 王毓华
学　校: 中南大学
专　业: 矿物加工工程
关键词: 铝土矿反浮选浮选机性能参数流体力学
分类号: TD456
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

针对铝土矿反浮选脱硅中存在的微细粒浮选效率低的问题,本文设计了一种较适合于铝土矿微细粒反浮选的充气式深槽浮选机,并对河南铝土矿进行了反浮选试验。论文系统考察了浮选机工艺参数对反浮选指标的影响规律,在最佳浮选机工艺参数下考察了深槽对微细粒的浮选效果,利用正交条件试验确定了试验相关因素的影响因子。采用FLUENT软件模拟浮选槽内部流体特性,结合空气分散度测定,验证分析浮选试验结果和模拟结果。反浮选试验结果表明：浮选机最佳充气量为200-250L/h,最佳转速为2000-2200rpm；浮选槽深度的增加有利于铝土矿的反浮选过程。槽深由131mm增加到177mm时,在精矿铝硅比相近的前提下,精矿Al2O3回收率由73.41%增加到77.99%。利用正交条件试验的R值和F值检验可知,调整浮选机转速对浮选精矿铝硅比和回收率影响较大；深槽不但有利于提高浮选回收率,而且能很好的控制尾矿铝硅比。表明充气式深槽浮选机能提高微细粒的浮选效果。基于FLUENT的流体特性模拟结果表明：随着浮选机充气量的增加,空气分散度增高,但当充气量高于一定水平时,空气分散度下降。提高浮选机转速有利于槽内气体分散,增强紊流作用,转速为2000rpm时浮选槽内流体特性最好,但转速过高,槽内紊流性变差,不利于浮选。浅槽时,槽内流体波动较大,槽表面不稳定,增加槽深,形成平稳的浮选区域(泡沫区和分离区),槽表面变稳定,槽内流体特性变好,深槽比浅槽有利于浮选。深槽条件下,槽内负压变大,浮选机需要的轴扭矩增加,对比144mm槽深模拟结果,浮选机最佳充气量由250L/h增加到300L/h,最佳转速由2000rpm增加到2200rpm。空气分散度测量结果与反浮选试验结果及模拟结果都相符合。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章文献综述  9-26
  1.1 铝土矿资源与浮选脱硅概述  9-12
    1.1.1 我国铝土矿资源特点  9-10
    1.1.2 铝土矿浮选脱硅研究现状  10-12
  1.2 微细粒浮选的研究现状  12-19
    1.2.1 微细粒浮选难点  12
    1.2.2 微细粒浮选工艺的进展  12-14
    1.2.3 微细粒浮选设备进展  14-19
  1.3 计算流体力学及其在浮选设备中的应用  19-25
    1.3.1 计算流体力学简介  19-20
    1.3.2 计算流体力学在浮选设备研究中的应用  20-25
  1.4 论文研究目的和意义  25-26
第二章充气式深槽浮选机设计  26-34
  2.1 浮选过程基本原理  26-28
    2.1.1 矿粒与气泡的碰撞  26-27
    2.1.2 矿粒与气泡的粘附  27
    2.1.3 矿物与气泡的脱离  27-28
  2.2 浮选机设计原则  28
  2.3 充气式深槽浮选机的设计  28-34
    2.3.1 深槽设计及其参数确定  29-30
    2.3.2 浮选机充气设备以及充气参数确定  30-31
    2.3.3 浮选机转速控制设备及转速确定  31-34
第三章试样、设备及试验方法  34-38
  3.1 试样与药剂  34
  3.2 试验设备  34-35
  3.3 试验方法  35-38
    3.3.1 浮选试验方法  35-36
    3.3.2 空气分散度  36-37
    3.3.3 计算流体力学方法  37-38
第四章浮选机性能参数试验  38-49
  4.1 浮选选别次数试验  38-39
  4.2 浮选机工艺参数试验结果  39-41
    4.2.1 充气量对反浮选指标的影响  39-40
    4.2.2 浮选机转速对反浮选指标的影响  40-41
  4.3 深槽对反浮选指标的影响  41-42
  4.4 正交试验  42-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章浮选槽内流场模拟分析  49-73
  5.1 计算模型  49-53
    5.1.1 气液两相流体力学模型  49-50
    5.1.2 标准k-ε方程  50-51
    5.1.3 混合相模型  51-53
  5.2 模拟流程  53-55
    5.2.1 网格划分  53-54
    5.2.2 边界条件确定  54-55
    5.2.3 计算方法  55
    5.2.4 模拟方案设计  55
  5.3 模拟结果分析  55-69
    5.3.1 不同充气量条件下浮选槽内流场模拟  55-58
    5.3.2 不同转速条件下浮选槽内流场模拟  58-62
    5.3.3 不同槽深条件下浮选槽内流场模拟  62-66
    5.3.4 深槽下,不同浮选机充气量模拟  66-67
    5.3.5 深槽下,不同浮选机转速模拟  67-69
  5.4 浮选槽内空气分散度测定  69-72
    5.4.1 不同充气量条件下浮选槽表面气体分散度分析  69-70
    5.4.2 不同转速条件下浮选槽表面气体分散度分析  70-71
    5.4.3 深槽下,浮选槽表面气体分散度分析  71-72
  5.5 本章小结  72-73
第六章结论  73-74
参考文献  74-80
致谢  80-81
攻读学位期间主要的研究成果  81

充气深槽浮选机性能参数试验及模拟分析

内容摘要

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