浮选机多相流动的研究目的和主要工作

浮选机内的浮选过程包含气固液三相流动、气泡破碎与生长、矿粒与气泡的粘附、脱附等多个物理过程，各过程之间相互影响，相互耦合；同时由于槽体庞大，矿浆可视性较差，很难通过测试或实验的方法对其内部各种参数进行研究。运用数值模拟技术对浮选机内三相流动的特性进行分析是全新的一种研究思路，国内外尚未见到运用CFD技术对浮选过程中的多相流动进行深入研究的文献或相关报导。本文利用多相流动理论和CFD数值计算方法，对机械搅拌式浮选机内水、矿粒和气泡的流动进行数值模拟，研究浮选过程中气固液三相流动的特性，通过内流场的计算，分析影响浮选机充气量、矿浆含气量以及矿化概率等浮选动力学参数的主要因素，对浮选机内沉浆和短路等现象作出合理解释。为机械搅拌式浮选机的优化设计、运行以及进一步的技术改造提供理论依据和技术指导。主要研究内容包括：

1)通过对充气机械搅拌式浮选机内部结构和内部流动的分析，对浮选机和矿物浮选过程进行合理的简化与假设；

2)将浮选过程简化为气固液三相流动，建立合适的气固液三相流动的数学模型和数值模拟方法；

3)通过XFD-12型机械搅拌式浮选机内部流动的计算结果和PDA实验测试结果的比较与分析，验证浮选过程多相流动数学模型的可靠性；

4)利用数学模型和数值方法对JFC-150型充气机械搅拌式浮选机内的气固液三相流动进行数值计算，分析叶轮转速和充气压力对浮选机内气固液三相流动特性的影响；

5)利用数值计算结果分析叶轮转速和充气压力对浮选机浮选动力学参数的影响，讨论浮选机内气固液三相流动力学参数与浮选动力学参数之间的关系；

6)通过对充气机械搅拌式浮选机内部流动的分析，建立浮选机内矿浆停留时间分布的数学模型和数值模拟方法，讨论与分析叶轮转速和对浮选机内矿浆停留时间的影响；

7)通过对内流场的分析与反复仿真试验，提出JFC-150浮选机结构参数的改进方案，为实现浮选机的节能降耗、提高产品产量与质量提供理论指导。