摘要：黑龙江某铜钼混合精矿矿物成分复杂,矿样中-30μm粒级含量占45.56%,微细颗粒含量高,该精矿因成分复杂且微细粒含量高导致精矿浓缩池的絮凝沉降作业面临着沉降慢、溢流浊度高的巨大难题。为探究该精矿的絮凝沉降性能及相关机理,首先,对该样品进行单因素絮凝沉降试验,以沉降高度和上清液浊度为指标考察絮凝剂分子量、絮凝剂浓度、絮凝剂单耗量、矿浆浓度和矿浆pH值对其絮凝沉降效果的影响;其次,利用傅里叶红外光谱对沉降产物进行分析,探究矿物颗粒与絮凝剂之间的配位模式和作用方式;最后,借助分子动力学模拟结果分析样品中各矿物与絮凝剂分子和水分子之间的作用关系。物理结果表明,该样品在阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)分子量1000万、配制浓度1.60‰、单耗量25g/t、矿浆浓度25%和矿浆pH=11时絮凝沉降效果最优;红外谱图分析结果表明,APAM与矿物表面发生了氢键吸附和化学吸附;分子动力学结果表明,4种主要矿物与APAM的絮凝吸附均为自发过程,且APAM分子在4种矿物表面均紧密分布,而水分子主要分布在黄铜矿和辉钼矿表面。本文研究结果可为微细粒铜钼混合精矿的絮凝沉降工艺及新型絮凝剂分子的设计开发提供科学依据。

摘要：复合锥旋流器的分离性能通常优于单锥旋流器,但锥段组合方式对旋流分离过程的影响机制尚未明晰,导致复合锥的结构优化设计仍主要基于生产经验。针对实验室ϕ150 mm水力旋流器,采用RSM湍流模型和TFM多相流模型系统考察了双锥结构中不同锥段锥角大小(10°、15°、20°和30°)及组合顺序对旋流器流场特性和分离性能的影响,并与常规单锥旋流器进行了对比。结果表明,双锥结构锥角大小的影响与单锥锥角影响规律基本一致,分离性能介于组成双锥结构的2种单锥结构之间,但沉砂分配曲线受小锥锥角影响更为明显。不同锥段具有各自独特的作用,其中大锥主要通过影响压降和切向速度来控制旋流器的离心强度和分离精度,而小锥主要通过影响沉砂口附近物料堆积状态和轴向速度分布来控制分离粒度、水分流比和沉砂颗粒产率。在相同工况条件下,通过合理匹配不同锥段,可显著改善旋流器分离性能,其中DC-Ⅰ结构(30°+10°)的分离粒度最小(d_(50)=15.34μm),而DC-Ⅳ结构(10°+30°)的分离精度最高(α=7.34)且能耗最低(P=67.09 kPa)。研究结果可为双锥旋流器结构设计与优化提供理论指导。