用流体切变理论对浮选机关键曲面的研究.pdfVIP

1用流体切变理论对浮选机关键曲面的研究 袁新华 张 威 （湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司，湘潭 411101 ） 摘 要 XJ 型浮选机在瓦斯灰的浮选过程中存在有涡流的问题。通过对浮选机槽体形状的改变能较好地消除涡流， 瓦斯灰浮选产率由 30 %上升至 39 % 。 关键词 流体切变理论 浮选机 研究 Research on Key Surface of Flotation Machine by Fluid Shear Theory Yuan Xinhua Zhang Wei (Hunan Valin Xiang steel, Xiangtan, 411101) Abstract There are scrolls in the XJ flotation machine during the flotation of the flue slime. We change the shape of the flotation machine, so that it can reduce the scrolls. And then the yield of carbon will shift from 30 % to 39 %. Keywords flotation machine, flue slime, scroll 1 引言 泡沫浮选的设计思路是，通过药剂对目标矿物在浮选机内进行识别分离。发泡剂是由亲水的极性基和亲 气的非极性基组成，主要是降低矿浆的表面张力，使矿浆容易形成气泡；捕收剂是由亲固体的极性基和亲气 的非极性基。捕收剂相当于是一个识别元件，能够针对某一类特定的矿物进行吸附。矿浆在浮选机内运动的 形式和关键曲面对流体切变的影响直接影响矿物微颗粒分离和与气泡结合的程度[1] 。因此，浮选机关键曲面 的形状选择直接控制了矿物的收得率。本文运用流体切变理论对浮选机关键曲面进行研究，以期设计最合适 的浮选机关键曲面形状，提高矿物收得率。 我们对高炉瓦斯灰进行铁矿和游离焦炭微颗粒进行浮选，高炉瓦斯灰属典型泥化难分离氧化矿，矿物粒 度小于 0.074mm 的物料占 80%以上。浮选机型号为XJ 型浮选机，即机械搅拌式浮选机，属于带有辐射叶轮 的空气自吸式浮选机。在生产过程中发现存在缺点：空气弥散不佳，泡沫不够稳定，易产生“翻花”现象， 不利于实现液面的自由控制[1]，我们分析浮选机在浮选的过程中，矿浆在浮选机内水平旋转时，在机箱方角 位置产生涡流，物料无法与气泡碰撞，造成目的矿物无法充分上浮，收得率较低。针对这些情况，我们以对 涡流的产生进行研究，改变浮选机关键曲面形状，消除涡流对上浮过程的影响。 2 浮选机槽体俯视曲线的截取 黏性流体沿固体表面运动，流体粘附在在固体表面，固壁上流体速度的切应变使得流体与固壁之间存在 着切应力，作用在固壁上流体的速度的分布有关，即与流体在物面附近的流动状态有关，由于摩擦阻力出现 袁新华，男，工学硕士，高级工程师，长期从事钢铁企业含铁循环物料高效利用研究。 用流体切变理论对浮选机关键曲面的研究 8-575 在边界层内，固壁的形状及速度是流体状态的主要因素。在本文中，由于流体速度一定，主要考虑固壁的形 状对选矿矿浆的影响 [2] 。 未进行改造前的浮选机形状为一个正方体，我们知道，在这种情况下，矿浆易产生涡流，根据圆柱和正 方体的体积之比，可以知道，在涡流区占总体积的 21.5%，并且涡流在形成的过程会消耗矿浆的能量，根据 选矿药剂理论，在涡流区，气泡较少，因此矿浆和气泡碰撞的机会减少，不是有效的选矿区。通过对浮选机 的矿浆运动的观察，假定浮选机的俯视面为一个圆时，能减少涡流的产生 [2] 。 3 浮选机槽体俯视曲线的计算 根据产生涡流的条件，首先设定俯视曲面为一个圆，然后在根据不可压缩流体的伯努利方程，整个势流 区有：