选矿过程模拟与优化第六章浮选.pptVIP

第六章　浮选数学模型第一节　概述 1．浮选数模的研究现状 大家都知道，浮选是细粒煤最主要的分选方法之一，要提高浮选效果重要手段就是实现浮选过程自动化，而要实现浮选过程的自动化，并进行实时控制，就必须研究浮选数学模型。 然而浮选是一个复杂的物理化学过程，影响浮选效果的因素较多，诸如原煤的矿物组成、粒度组成、原煤的可浮性好坏、浮选药剂制度、浮选机的工作情况、浮选过程操作情况等等，所以要想较好地模拟浮选过程确实比较困难。 即使如此，许多学者都已从不同角度对浮选过程数学模型进行了研究。 在这些研究变化中，比较实用和有前途的还是浮选动力学模型。 在浮选数模研究工作中，煤泥浮选数学模型起步较晚，而金属矿物的浮选数模研究起步较早，。 由于浮选过程的复杂性，虽然许多学者进行了多手研究，也取得了一些成果，但这些模型多数是属于学院式的模型，模型的局限性较大，模型中存在着一些难以求得的参数，所以，到目前为止，尚没有一个通用的浮选数学模型。 2．浮选数学模型的分类 浮选模型的形式往往取决于它的用途和研究人员所采取的方法，一般可分为以下几种： (1)概率模型 概率模型是把浮选过程中的主要影响因素用事件出现的概率形式来表示。比较有代表性的就是舒曼和凯索尔公式。 a.舒曼公式： 粒度为x的颗粒浮选速度为： Rχ＝Pc·Pa·C(x)·V·S 式中： C(x)—矿浆中粒度为x的颗粒浓度； V—浮选槽容积； Pc—气泡与颗粒碰撞概率；　 Pn—气泡与颗粒附着概率； S—泡沫稳定性系数; 其中:S＝Pe· Pf 　Pe表示矿粒和气泡聚合体上开到泡沫层底部不脱落概率; 　Pf表示矿粒在泡沫层中随水下泄的概率。 ; 结论：舒曼的概率模型中包括着一些难以求得的参数，它只是分析了浮选槽内矿浆和泡沫内的作用机理。 b.凯索尔公式： 形式： 式中： WO — 浮选第一槽的有用矿物重量; W — N槽后在矿浆中剩余的有用矿物重量; P — 有用矿物的浮选概率; 　 N — 浮选的槽数; 该公式可用在连续浮选槽中，其中有用矿物的浮选概率P实际上是舒曼公式中所有概率Pc,Pa,Pe,Pf的乘积。 上式可变换为：W＝WO（1－P）N 如果具有浮选机的逐槽分选结果，就可利用上式估算浮选物料的成功率。 2．经验模型 经验模型是根据变量之间的统计关系建立的，它并不考虑过程的作用机理。 该种模型优点是建立模型所费人力较小，时间较短，实用上，往往也能得到比较满意的结果。缺点是局限性大，只能用在特定条件下。 3．总体平衡模型 4．动力学模型 浮选动力学模型是研究浮选泡沫产品随时间变化的规律，表示这种变化的量主要有矿物质量，回收率和产率。 浮选动力学模型是根据浮选动力学理论建立起来的，它最早是从化学反应动力学中引用来的，它把浮选过程中矿粒与气泡碰撞附着比拟为化学反应中的分子碰撞。从类似于分子动力学观点来研究浮选过程模型。 从上述四种模型实用性来看，浮选动力学模型和经验模型实用性较强，所以本章我们主要介绍这二种模型，重点是动力学模型。 第二节　单相浮选动力学模型 一、什么是单相浮选动力学模型 所谓单相模型就是把浮选槽内的物料看作一个整体，忽略其中矿浆与泡沫层之间的差异。60年代以后才出现了二相或多相模型。二相模型是把浮选槽内的矿浆和泡沫划分为不同的二个相，分别建立独立的模型。多相模型则把浮选槽分为更多的相，然后从理论上建立各相的模型。 目前，具有实用价值的还是单相浮选动力学模型，利用它可以模拟单槽浮选或多槽连续浮选。 （一）、浮选速度公式 1．分批浮选的浮选速度公式 a、分批浮选特点： 分批浮选是分批地排出浮选精矿。在分批浮选中，矿浆内欲浮矿物浓度是变化的，浮选是一个非稳定的过程。 b、模型的建立： 单相浮选动力学模型是根据浮选速度的理论建立的。 在单槽分批浮选中，可以认为：浮选速度与浮选槽内欲浮矿物的浓度成正比，即： 　　　　　　　　　（一级浮选速度公式） 式中：C—槽内欲浮矿物的浓度; 　K—浮选速度常数; t —为浮选时间; 物理意义：在浮选槽内的矿浆中，欲浮矿物的浓度下降速率与同一时间内该矿物在矿浆中的浓度成正比。 一级浮选速度公式实际上是从一级化学反应动力学引用来的，它只是把浮选过程中的矿粒与气泡碰撞附着比拟为化学反应中的分子碰撞。但