煤泥浮選機(jī)CFD模擬

近年來，隨著機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，原煤中小于1mm粒級含量有逐漸增大的趨勢，而介于粒級1～0. 15mm的粗煤泥是重選方法處理的下限范圍和常規(guī)浮選技術(shù)處理的上限范圍，加之部分選煤廠采用脫泥分選工藝，使得粗煤泥的高效分選成為制約當(dāng)前選煤工藝技術(shù)發(fā)展和選煤廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益提高的瓶頸。因此，研究擴(kuò)大浮選適宜的粒度范圍，特別是提高浮選粒度上限有重要意義。常規(guī)浮選過程中，由于較粗的礦粒比較重，在浮選機(jī)中不易懸浮，與氣泡碰撞概率低且礦粒易從氣泡上脫落，浮選效果較差，這也是粗顆粒浮選研究過程中的難題。

隨著計算流體動力學(xué)（CFD）的發(fā)展，在浮選研究領(lǐng)域，浮選機(jī)內(nèi)部流場分析和預(yù)測得到了廣泛應(yīng)用。針對常規(guī)浮選機(jī)對粗顆粒浮選過程中出現(xiàn)的問題，設(shè)計了一種新型寬粒級煤泥浮選機(jī)，以實(shí)現(xiàn)上限1mm煤泥的寬粒級浮選。

寬粒級煤泥浮選機(jī)分選原理

寬粒級煤泥浮選機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要部件是由外筒體、內(nèi)筒體、葉輪機(jī)構(gòu)、定子、格柵板、循環(huán)通道、礦漿分配箱等組成。

浮選機(jī)工作時，電動機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，來自鼓風(fēng)機(jī)的壓縮空氣通過充氣管給入葉輪旋轉(zhuǎn)區(qū)，與礦漿充氣混合后，從葉輪周邊甩出，與定子擋板強(qiáng)烈碰撞后，穿過定子擋板進(jìn)入浮選機(jī)格柵板下部細(xì)粒礦化區(qū)，此時內(nèi)筒中細(xì)粒礦化區(qū)內(nèi)的礦漿中含有大量氣泡，礦漿和氣泡以一定的速度上升通過格柵板，與礦漿分配箱流出的礦漿相遇，形成流態(tài)化懸浮層，在上升水流和上升氣泡流的共同作用下，礦化泡沫上升到液面形成泡沫層，因氣泡負(fù)載能力不足而脫落的顆粒，在葉輪抽吸和壓差力的作用下，可經(jīng)內(nèi)筒和外筒之間的礦漿循環(huán)區(qū)再次進(jìn)入葉輪攪拌區(qū)實(shí)現(xiàn)二次礦化，尾礦則由浮選機(jī)底部的排放口排出。

該浮選機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：

① 采用格柵板穩(wěn)流技術(shù)，將細(xì)粒浮選強(qiáng)紊流區(qū)與粗粒浮選弱紊流區(qū)分離，為細(xì)粒與粗粒浮選提供不同的流體力學(xué)環(huán)境；

② 浮選機(jī)內(nèi)礦漿運(yùn)動形式強(qiáng)化了礦漿循環(huán)，采用假底技術(shù)，增強(qiáng)了底部循環(huán)，消除了粗粒在槽底的沉積，同時也為礦化顆粒從氣泡上脫落后再次浮選提供了條件；

③ 入料礦漿采用中心入料，直接送至格柵板上方的高氣含率流態(tài)化區(qū)域內(nèi)，縮短了粗顆粒上浮的路程，加快了浮選速度，提高了分選效果。

FLUENT計算相關(guān)步驟

1.計算模型

湍流模型選擇Realizable k-ε模型

旋流域流場計算采用多重參考系法（MRF）

多相流模型選取EULERIAN模型

2.邊界條件

設(shè)置速度入口和壓力出口的速度值和壓力值。

設(shè)置轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。

3.初始化

設(shè)置初始?xì)庖合喾植肌?/span>

4.后處理

查看多相流的分布和流速分布

算例示意

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