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大型浮选机的放大方法

尽管国内外在浮选设备大型化研究方面花费了很大精力也做出了很大的贡献,但浮选机容积增大的速度比研究进展要快得多,浮选机的设计和按比例放大仍是以经验公式为基础,还没有具体、统一、精确的大型浮选机放大方法;此外大型浮选机放大的研究重点也多将全部或绝大部分注意力放在提高单体设备的分选性能方面,而未能兼顾浮选设备的应用场合、设备之间的配置方式及设备的控制策略宏观层面。

我国创立了以浮选机内平均叶轮搅拌雷诺数相等、基于逐步回归和相似放大为核心的趋势外推浮选设备放大理论和方法。与自吸机械搅拌式浮选机通过叶轮旋转搅拌矿浆形成负压抽吸空气来实现充气不同,充气机械搅拌式浮选机所需的气体主要是由外力(鼓风机)强制给入,充气量大小可调,因此在放大时无需考虑充气能力的放大,充气量大小可调,因此在放大时无需考虑充气能力的放大。就设备本身而言,除机械结构参数外,影响浮选过程的主要因素是动力学因素:决定紊流强度、颗粒悬浮、空气分散、气泡-颗粒碰撞的因素(如搅拌强度等)、影响气泡尺寸和数量、液面的稳定性因素(如充气速率)等。因此在放大机械搅拌式浮选机时,可按以下步骤进行:

1、实现机械结构相似,即浮选机关键部件的几何相似;

2、实现浮选槽中的悬浮相似;

3、实现浮选机流体动力学相似。

在确定放大步骤后关键在于寻找各个步骤的放大因子及放大规则。

通过对浮选机的工艺特性研究,从结构和动力学两个方面提出了充气机械搅拌式浮选机的放大方法,包括:

a、槽体放大,以槽体载面积S与叶轮直径D的比值为放大因子,其放大规则为S/D=aVb;

b、叶轮放大,包括叶轮形状放大和悬浮相似放大。叶轮形状放大的放大因子为叶轮直径,放大规则为D=CVd;悬浮相似放大,当浮选机容积较小时,整个系列的浮选机叶轮设计可以通过浮选槽内悬浮准数相等的原则设计,当浮选机容积较大时,以悬浮准数J为放大因子,其放大规则为J=eVf;

c、槽内流体动力学相似,以S/D倍的叶轮线速度v为放大因子,其放大规则为vS/D=gVh。

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