喷射式浮选机流体动力学及模化研究

摘要

出现于19世纪末的浮游分选技术，发展十分迅速，在矿物加工领域已经成为最主要的分选方法之一。随着采煤机械化程度不断地提高，选煤厂原料煤中粉煤灰的含量也越来越多，因此，浮选作业也就变得越来越重要。为了提高选煤厂的煤泥处理量，降低功耗，提高经济效益，增强企业竞争力，要求对浮选机性能的提高进行研究。另外，随着选煤厂的大型化，浮选机的大型化也是一种必然的趋势。
　　 充气搅拌式浮选机是较早出现的浮选机，国内外学者对其做出了较为深入的研究。而FJC系列煤用喷射式浮选机是刚刚兴起的浮选设备，国内外还尚未对其展开深入的研究，目前，对于它的放大设计只是靠经验的方法，尚无系统理论。本文通过喷射式浮选机与机械搅拌式浮选机及浮选柱之间的比较，得出结论：喷射式浮选机的工作性能以及工作效率都比较高，是很有发展前景的浮选设备。研究喷射式浮选机槽内流体的运动状态，对浮选机大型化及其结构的合理改进有着重要的指导意义。
　　 本文首先分析了喷射式浮选机的工作原理，根据喷射式浮选机槽内流体动力学特性，提出了FJC20型浮选机模型的设计原则，并从结构和动力学两个方面研究了喷射式浮选机的缩小方法，确定了结构参数的缩小因子为槽体尺寸与模型尺寸的比值：0.1。其次，以选矿专业理论为基础，运用流体动力学、相似模拟理论对浮选槽内流体运动进行分析，设计模型机内流体运动的参数。最后，利用先进的PIV测试技术对模型机内流体的运动进行测量，得出流体运动的各项参数，从而科学地总结出喷射式浮选机槽箱内流体力学机理及模型化相似准则。通过基础理论的研究，完善喷射式浮选机的分选工艺及优化设备结构，为合理设计浮选机，选择泵的参数及指导喷射式浮选机的操作提供了参考依据。
　　 通过理论和试验研究，本文给出FJC系列煤用喷射式浮选机槽内流体运动的规律。