【摘要】：針對選礦中粗顆粒分級技術(shù)十分成熟,而對于20μm以下的微細顆粒礦物分級困難及現(xiàn)有微細粒礦物分級設(shè)備分級效果差的現(xiàn)狀,采用流體動力學(xué)(簡稱CFD)中的FLUENT軟件進行數(shù)值模擬,研究微細粒礦物在旋流場中的運動特性以及在不同的工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)下對旋流場的影響。根據(jù)旋流器直徑與其生產(chǎn)能力和分級粒度的關(guān)系圖,對于-20μm的微細粒礦物,選擇水流旋流器筒徑D=50mm。設(shè)定初始條件為:礦漿入口為壓力入口,壓力選擇30kpa,物料濃度為10%,取10μm、15μm、20μm三種粒徑的顆粒進行模擬,顆粒密度設(shè)為5g/cm3。底流口和溢流口邊界條件均設(shè)為壓力出口,外界大氣壓為1.01Mpa。回流湍流強度根據(jù)公式I=0.16×Re-1/8,壁面采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)法,顆粒碰撞后反彈,粗糙度為0.5,水相無滑移條件。在此條件下模擬,得出了旋流場中壓力分布,濃度分布,流體切向速度、軸向速度、徑向速度特點,以及單顆粒、多顆粒運動軌跡。為了更深入研究流場內(nèi)各參數(shù)的變化情況,通過對旋流器工藝因素和結(jié)構(gòu)因素的的研究,發(fā)現(xiàn)對于微細粒礦物顆粒分級,要取得較好的分級效率,應(yīng)采用的參數(shù)如下:濃度不宜太大,10%左右較好;壓強盡量取大值,但要考慮能耗和設(shè)備損耗,選取70kpa的給礦壓力;給礦管直徑對于分級效率和處理量都有影響,當(dāng)溢流管直徑為為筒徑的1/4時,分級效率和處理量會取得最優(yōu)值;溢流管深度為柱段的1/2,取得的效果較好;溢流管直徑為筒徑的0.32;角錐比為2,即溢流管是底流管半徑的2倍;柱段長度不宜過大,應(yīng)為筒徑的0.8左右;錐角越小,分級效果越好,考慮到空間限制,選用8°為宜。最后通過平均粒度為14μm的赤鐵礦純礦物在同給礦壓力和不同給礦濃度進行試驗,發(fā)現(xiàn)試驗結(jié)果與模擬結(jié)果在趨勢上一樣,分級效率上略小于模擬結(jié)果,但差距不大,約為4%,說明數(shù)據(jù)模擬對于實踐具有較好的指導(dǎo)作用。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD91
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本文編號：2698896