葉輪轉(zhuǎn)速和充氣壓力對浮選機浮選動力學影響

時間：2020-01-05

1.葉輪轉(zhuǎn)速和充氣壓力對浮選機內(nèi)礦物和氣泡擴散的影響。
　　在機械攪拌式浮選機內(nèi)湍流對礦漿和氣泡主要起到三個作用:湍流遷移(有利于顆粒懸浮)、湍流分散和湍流顆粒碰撞。從微觀上看，湍流的脈動具有動量、質(zhì)量、熱量的輸送和傳遞作用，這種作用可用湍流擴散系數(shù)來表征，擴散現(xiàn)象對藥劑混合和顆粒懸浮有重大影響。
　　湍流擴散系數(shù)與脈動速度以及湍流微尺度成正比。較高的湍流強度有助于礦粒的懸浮、氣泡的破碎和擴散以及藥劑的混合，在浮選過程中在混合區(qū)具有較高的湍流強度是必要的。
　　隨著葉輪轉(zhuǎn)速的增加，混合區(qū)的平均湍流強度也隨著增加，即湍流對于礦物顆粒以及氣泡在槽內(nèi)的擴散的作用也隨著增強。隨著充氣壓力的增加，混合區(qū)的平均湍流強度先減小后增加，然后再減小，因此湍流對于礦物顆粒以及氣泡在槽內(nèi)的擴散的作用也是先減小后增加，然后再減小。
　　2.葉輪轉(zhuǎn)速和充氣壓力對浮選機內(nèi)充氣水平的影響。
　?。?）浮選機礦漿含氣量；（2）浮選機內(nèi)空氣橫截面速度；（3）浮選機內(nèi)氣泡表面積通量。
　　3.葉輪轉(zhuǎn)速和充氣壓力對浮選機內(nèi)氣泡礦化的影響。
　　在葉輪與導葉構(gòu)成的環(huán)形空間內(nèi)為激烈的湍流區(qū)，礦漿湍流強度I在0.40-0.55之間。
　　礦漿雷諾數(shù)在105-1護之間。在此區(qū)間內(nèi)氣泡與懸浮的礦?；祀s在一起，受湍流的作用發(fā)生無規(guī)則的位移、振動、旋轉(zhuǎn)和翻滾等復雜運動。隨著轉(zhuǎn)速的增加，該區(qū)域的湍流強度增加，使該區(qū)域礦粒與氣泡的接觸幾率增加，受此影響，該區(qū)域氣泡的碰撞概率、礦化概率和脫附概率也隨著增加。隨著充氣壓力的增加，該區(qū)域的湍流強度逐漸減小，因此碰撞概率、礦化概率和脫附概率在該區(qū)域也隨著減小。
　　在混合區(qū)，氣泡礦化主要靠湍流作用下的慣性碰撞，此效應(yīng)隨著葉輪轉(zhuǎn)速的增加而增加，隨著充氣壓力的增加先減小后增加，再減小，同時由湍流強度的徑向分布規(guī)律也說明了氣泡礦化能力沿徑向有逐漸降低的趨勢。此區(qū)域湍流強度大，加大了礦粒與氣泡的碰撞概率和氣泡的擴散，對氣泡礦化是有利的。
　　在輸運區(qū)和分離區(qū)，湍流強度逐漸減小，礦漿流態(tài)也逐步由湍流性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻茖恿餍再|(zhì)，礦粒與氣泡之間的碰撞也由慣性碰撞轉(zhuǎn)為粘性碰撞，在輸運區(qū)礦化過程靠重力下落的礦粒與上浮氣泡的上半球面相撞，此處碰撞有利于粗、重和難浮顆粒的浮選。此區(qū)間的湍流強度和宏觀渦流對粗、重顆粒浮選也有負作用，即增大了脫落作用力，降低了目的礦物的捕獲率，同時還會造成細泥污染和泡沫層的不穩(wěn)定。因此葉輪轉(zhuǎn)速的增加和較高的充氣壓力會增加礦粒懸浮作用力和礦粒脫附作用力，要分析轉(zhuǎn)速對該區(qū)域氣泡的礦化要綜合兩方面因素，選擇合適的葉輪速度和充氣壓力。
　　4.葉輪轉(zhuǎn)速和充氣壓力對浮選機內(nèi)礦漿短路的影響。
　　5.葉輪轉(zhuǎn)速和充氣壓力對浮選機功率的影響。
　　受工業(yè)測試試驗條件的影響，JFC-150型浮選機的功率隨著葉輪轉(zhuǎn)速的增加而增加，隨著充氣壓力的增加而減小。在同一轉(zhuǎn)速時，隨著充氣量的增加浮選機功率的降低主要和三個因素有關(guān)，①浮選機內(nèi)的介質(zhì)平均密度減小;②葉片掃過的流體表觀密度減小;③葉輪葉片背面形成的氣穴使葉輪抽吸礦漿的能力下降，旋轉(zhuǎn)阻力減小。
　　通過浮選機內(nèi)礦漿流動區(qū)域氣固液多相流流態(tài)分析和簡化，建立了JFC-150型充氣機械攪拌式浮選機的幾何模型，并利用*二章論述的控制方程、求解方法、網(wǎng)格劃分和迭代策略，對JFC-150型浮選機內(nèi)氣固液三相流流場進行了數(shù)值計算和流動特性分析。
　　在氣固液多相流動特性分析的基礎(chǔ)上，討論了葉輪轉(zhuǎn)速和充氣壓力對浮選機內(nèi)浮選動力學參數(shù)如充氣水平(充氣量、槽內(nèi)空氣保有量、空氣橫截面速度和氣泡表面積通量)、礦粒懸浮、礦粒和氣泡的分散、礦漿與空氣混合、氣泡礦化、礦漿短路以及浮選機功率的影響，并比較了萬C-150型浮選機和國外同類型浮選機浮選動力學參數(shù)的差別。

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