旋流段入料方式对浮选柱流场影响研究

"浮选柱旋流段入料方式对流场的影响" 本文主要探讨了浮选柱中旋流段入料方式对流场的影响，以及循环流量如何改变这种影响。浮选柱是一种在矿物处理中广泛应用的设备，主要用于通过气泡与矿粒的相互作用实现矿物的分离和浮选。在本文的研究中，研究人员采用了计算流体力学（CFD）方法，利用RSM（Reynolds Stress Model）湍流模型对实验室规模的旋流-静态微泡浮选柱进行了单相流的数值模拟。 首先，通过PIV（Particle Image Velocimetry）实验验证了数值模拟结果的准确性，确保了后续研究的可靠性。研究发现，随着循环流量的增加，旋流倒锥段和柱浮选段内部的轴向速度和切向速度均有所提升，这表明流体运动更加剧烈，可能有助于提高浮选效率。然而，当循环量固定时，改变旋流段入料角度会对流场产生显著影响。随着入射角度的增大，旋流倒锥段内的轴向速度形态从"W"形转变为"U"形，而切向速度则呈现下降趋势。同时，柱浮选段内的轴向速度和切向速度都减小，特别是在入射角为90°时，切向速度几乎降至零，这表明流体运动方式发生了变化。 旋流倒锥段内的湍流耗散率随着入射角度的增大而增大，这意味着更多的能量被用于湍流运动，可能有助于矿物粒子的混合。在较低的入射角下，适当增加角度可以提高微细粒矿物和粗粒级矿物的浮选概率，其中入射角为60°时效果最佳。然而，当入射角进一步增大，原本的旋流矿化方式会转变为管流矿化方式，这不利于按粒度差和密度差进行有效分选，从而降低了浮选柱的分选效率。 浮选柱旋流段的入料方式对其内部流场有着显著影响，合理调整入射角度和循环流量对于优化浮选过程至关重要。选择合适的入料方式可以改善矿物的浮选性能，提高矿物分离的精确性和整体浮选效率。对于实际应用来说，这意味着可以通过调整设备操作参数来优化矿物处理过程，减少能源消耗，提高资源利用率，对于矿产资源的清洁利用和环保具有重要意义。