机械式浮选机的相似放大设计方法

新型浮选机的研制，一般地说，都是遵循结构部件的几何相似性和液流结构的流体动力学相似原则以及确保降低投资和生产费用的大容积浮选机的思路进行的。从20世纪90年代起，大容积浮选机受到特别重视，到目前为止，生产的浮选槽容积已扩大到300~500m3。然而在很多情况下，生产公司在扩大叶轮部件的浮选槽的尺寸时，都没有对结构进行调整，而是根据经验采用工程设计的方法解决问题。这给人造成的印象是，浮选机叶轮装置已经相当优化了，在扩大到大容积浮选槽时只需对它们按比例放大就行了。但实际上却行不通，往往都需要根据工业试验结构进行结构调整。

由于浮选过程复杂，影响参数繁多，使得浮选机设计一度停留在经验设计阶段，目前国内外均未形成通用的设计方法。大型浮选机一般都是在原有的已经成功在工业中运用的小型浮选机基础上，根据浮选机的工作原理、结构特点和工艺要求，按比例放大形状参数、动力学等得到的。

形状相似，即保持浮选机的几何形状相似，形状参数包括：槽体相似的叶轮搅拌机构（叶轮和定子）几何相似。一般地，浮选机放大时，槽体形状不一定要求相似，但叶轮一定子相似是浮选槽中流体动力学参数相似的前提。

1、槽体几何相似

根据所需的浮选机容积V，模拟放大槽体时，可以不必机械的按几何方法放大，要充分考虑到大容积浮选槽内的流体运动状态，必要时应改变槽体形状以满足工艺要求一般可按照以下放法放大。

保持叶轮直接与槽体宽度的比值不变；而在确定不同容积浮选槽的深度时，却不能机械地要求其几何相似。沿浮选槽深度从下至上，按流动特性和浮选过程将其划分为4个区域：搅拌混合区；运输区；分离区；泡沫层。这4个区域的总体高度决定了浮选槽的深度。对同一系列、同种用途的工业生产规模浮选机的模拟放大设计，从工艺要求考虑，分离区高度泡沫层厚度为定值，所以分离区和泡沫层高度可简单的按体积比例放大，而混合区和运输区的高度之和可以看成叶轮直径的函数。

2、叶轮直径相似

3、叶轮转速

4、功率数

在大容积浮选机按比例放大时，需要根据已有的小型浮选机数据来估算大容积浮选机的主要操作参数，其中包括叶轮尺寸、叶轮转速、能量消耗等。为了确定浮选机的功率、充气量、叶轮尺寸和转速，还需要进行大量的试验。量纲分析技术和功率数可用于浮选槽设计和按比例放大，但仍然需要通过进行一些试验，以验证安装的功率、充气作用和叶片梢速度比。

对有关浮选机的研究进展进行评述后可以得出，设计工作应沿着制造大窖浮选机和提高设备的单位生产能力、降低能耗、简化结构和实现最佳充气的思路进行。经验表明，提高浮选设备的单位生产能力就能降低单位费用。在世界上容积达到300立方的浮选柱已在工业应用中，目前正在研制槽容积超过500立方的浮选机，以进一步提高生产能力和降低能耗，除此之外还应开展浮选机内多相流体动力学特性的研究，为浮选机工作参数与浮选动力学参数和浮选性能之间架构一个桥梁，以保证在新设计的大容积浮选机中要达到足够的充气量、最佳的矿化条件、平衡的气泡上升区以及防止粗颗粒沉降等。

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