离心选矿机分选过程数值模拟及实验研究

发布时间：2019-09-25 02:24

【摘要】：选矿是矿物产品生产过程中最为重要的环节,离心选矿机是一种基于离心原理的强化重力选矿设备,因其具有对环境友好、节能环保、选矿高效等优点,近年来已被广泛应用于国内外各类大型矿山。提高选矿设备的分选效果与效率一直以来都是业内关注的重点,因此开展离心选矿机分选过程中操作参数对选矿效果影响规律的研究,不仅能带来巨大的经济价值,更对推动国内离心选矿技术的发展具有重要意义。本文以STLB20离心选矿实验机为研究对象,以理论分析为基础开展了离心选矿机分选过程的数值模拟和实验研究,在对离心分选过程中矿物颗粒受力分析的基础上,建立矿物颗粒分选过程中在不同方向的动力学方程;采用仿真软件Fluent,对不同操作参数下的矿物颗粒离心分选过程开展数值模拟;通过实验开展操作参数交互作用对选矿效果影响规律的研究。论文主要研究结论如下:(1)在分析离心选矿机分选原理的基础上,通过雷诺数计算得出离心分选过程中矿浆的运动形态为紊流;建立矿物颗粒在分选过程中的动力学方程,从理论分析得到分选锥转速、反冲水流量、给矿流量、给矿浓度为影响矿物颗粒沉降的主要因素,为后续的数值模拟与实验分析奠定理论基础。(2)建立STLB20离心选矿实验机分选锥有限元模型,采用计算流体力学软件Fluent对不同分选锥转速、反冲水流量、给矿流量、给矿浓度下的离心分选过程进行了数值模拟,根据仿真分析结果得到操作参数对精矿质量沉积率的影响规律;同时得到仿真分析下的最佳操作参数组合为分选锥转速710r/min、反冲水流量70L/min、给矿流量0.66m3/h、给矿浓度20%。(3)以STLB20离心选矿机为研究对象,设计四因素五水平铁矿砂分选实验,以精矿富集比和回收率为评价指标,对实验数据进行方差处理,分析了操作参数对富集比和回收率的交互影响作用;优化分析得到各操作参数最佳取值范围,与仿真结果进行对比,验证数值模拟的可靠性。通过本文的研究,可为今后离心选矿机的深入研究提供有益指导,对离心选矿机的分选理论与应用提供有效途径,具有较好的现实指导意义和实用价值。
【图文】：

内锥,分选,平面示意图,格条

第二章离心分选过程颗粒的动力学模型建立内矿浆的流动形态与分区动形态判别诺数 Re 计算公式，对本文研究对象离心选矿机在进行矿物浆的雷诺数 Re 进行计算，以确定矿浆在分选时的流动形态机分选内锥的平面示意图，工作时分选锥绕中轴以顺时针方一般都在靠近锥壁格条中进行，所以将靠近锥壁的格条范围图中虚线与锥壁间范围。

示意图,矿浆,示意图,离心分选

第二章离心分选过程颗粒的动力学模型建立第三章中离心分选数值模拟仿真模型的选择提供依据。运动分区分选过程中，不同比重的矿物颗粒分选行为主要发生在分选槽不断地收到离心力与反冲水的作用，使得不同比重的矿物颗粒在发生替换与富集，，所以将分选槽内处于同一高度的矿浆在水平方面到旋转中轴线方向依次为富集区、分选区，如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD45;TD922

【参考文献】