孔令同开题PPT.ppt

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1、旋流-静态微泡浮选柱旋流段分选机理研究孔令同二〇一〇年五月报告提纲一、课题来源二、选题依据三、旋流浮选的研究与发展应用四、课题研究主要内容五、课题研究计划时间安排本课题以“十一五”国家科技支撑计划“贫杂难选矿石柱式短流程浮选技术及装备研究”之课题1“柱式短流程分选的共性与关键技术研究”的专题4“基于旋流矿化的多旋流结构优化研究”为平台，重点进行优化旋流-静态微泡浮选柱旋流段的结构，以期进一步提高其分选效率的研究。一、课题来源一、课题来源资源条件的日益细、贫、杂化；对产品质量要求的不断提高；矿业技术的发展面临着两个问题二、选题依据微细粒矿物分选中浮选机仍占主导地位，但传统浮选机在

2、细粒和微细粒矿物回收方面存在一定的窘境。要实现微细粒矿物的有效回收，提高矿物资源综合利用程度，其分选工艺流程一般较为复杂，流程长、耗电量大、投资大、维修量大、运行费用高己成为制约生产成本的主要因素。浮选机与浮选柱的对比二、选题依据快速发展的柱浮选技术，赋予了柱分选方法在微细物料分选方面所具有的独特优势，高富集比及高选择性为提高选矿产品质量、优化现行浮选工艺提供了非常有利的条件，有利于提升产品质量，提高低品位矿物资源的回收利用及资源的综合利用，柱分选方法及工艺对微细物料的强回收能力可以作为提高细粒和微细粒矿物回收率较低的一种有效方法，有利于提高资源的综合回收利用率。中国矿业大学刘

3、炯天教授为首的课题组长期以来从事旋流-静态微泡浮选柱的研制、开发与应用研究，所研制的旋流-静态微泡浮选柱由柱浮选段、旋流矿化段和管流矿化段有机结合组成，柱浮选的高分选选择性优势、旋流矿化段和管流矿化段的强力回收优势得以结合，为提高分选效率和分选精度作了有益的尝试。与国内外其他类型浮选柱相比，对常规入浮物料的各粒级分选选择性更好、回收率更高。二、选题依据其中差别之一在于旋流段的增设，旋流段在旋流-静态微泡浮选柱中所起作用为：分离出最终尾矿与循环矿浆（循环矿浆经循环泵加压作为微泡发生器的动力源）、促进矿化气泡及未矿化气泡的升浮与弥散、实现水平矿化的强化浮选。三、旋流浮选的研究现状1

4、、旋流浮选设备的研究现状Miller.J.D等研制出了ASH(Air-SpargedHydrocyclone)；沙洲工学院提出了一种自然吸气式浮选旋流器；黑龙江科技学院研制的浮选旋流器；旋流充气浮选柱；旋流-静态微泡浮选柱。三、旋流浮选的研究现状ASH示意图自然吸气式浮选旋流器浮选旋流器结构图旋流充气浮选柱三、旋流浮选的研究现状旋流-静态微泡浮选柱旋流-静态微泡浮选柱旋流段结构三、旋流浮选的研究现状2、旋流浮选理论的研究现状Miller等关于ASH的理论研究ASH内的分选原理ASH内的气泡形成及液流特征ASH内的滞留量ASH内的平均停留时间ASH内的多相流动特征ASH内的泡沫特

5、性三、旋流浮选的研究现状四川大学褚良银关于充气水力旋流器的理论研究：充气水力旋流器内的流动状态特征；速度场；气泡鱼矿粒的接触与粘附；压力分布规律；矿化气泡的运动行为以及其运动过程的推动力；矿粒大小及离心力强度对矿化气泡运动行为的影响；离心力强度对矿粒与气泡粘着牢固度的影响等。杨俭、沈笑君等利用Navier—Stokes方程对吸气式浮选旋流器内部滤场的速度分布及压力分布作了系统的理论分析研究．并对该方程进行了简化，得到了颗粒速度的径向与轴向分布及压力的分布，合理地确定边界条件。根据流动特性时其加以修正，使其客观地反映了旋流器内部流场的真实流动状态，从而得出旋流器的分界面位置，旋流

6、器中存在空气柱，其大小取决于溢流管的直径入料速度及入料压力。北京矿冶研究总院的刘永强、李长根运用流体力学中的N-S方程得出了旋流分选器中流场的三维速度的数值解，了解了旋流闪速浮选机内部流体的速度分布，从而明确了流体和气泡的运动状态。在此基础上，经过合理的倚化和抽象，应用平衡轨道理论，得出了旋流闪速浮选对目的矿物的分离粒度与结构参数和操作参数之间的函数关系。从理论上初步明确了旋流闪速浮选机在磨矿分级回路中起作用的原因；并用上述理论分析了影响旋流闪速浮选机的主要因素。三、旋流浮选的研究现状中国矿业大学的周晓华对旋流-静态微泡浮选柱的旋流场进行了数值模拟，指出各横截面的切向速度分布大

7、体相同，均呈对称分布；速度分布分为外涡流区与内涡流区两个区域，且各截面的最大切向速度半径相近。沿柱高方向，轴向速度逐渐减小并趋于平稳，整体表现为下降流。由于边壁效应，边壁处速度波动较大。径向速度相对于切向速度和轴向速度而言要小的多，其分布也较复杂。整体看来，随着液流径向位置从柱壁趋向轴向，其径向速度逐渐增大，在柱轴心附近变化较大。还建立了矿化气泡和脉石颗粒在浮选柱旋流段的动力学方程；得出了矿化气泡在旋流区内的停留时间。指出：旋流力场的应用能使浮选速率得到大幅度提高，浮选粒度下限会大幅度下降，