摘要：浮选机是浮选过程中的核心设备,浮选机设计是否合理、浮选机工作参数是否最佳,是决定精矿指标的关键因素之一。气泡作为浮选的核心因素,对浮选具有重要影响。当前针对浮选机的研究主要集中在气泡和颗粒的浮选动力学特性、内流场数值模拟以及气泡的输运、结构的优化设计和放大设计等方面,对于浮选机内气泡分布和相互作用微观机理的研究还不够深入。以KYF-0.2 m3型浮选机作为研究对象,建立单气泡分析模型,采用VOF方法对浮选机内气泡在流场和叶轮作用下的破碎过程进行了模拟,并分析了不同气泡初始位置对气泡破碎行为的影响。通过分析发现,流场扰动是气泡发生破碎的主要原因,气泡在叶轮区域和定子区域都会发生破碎,但主要破碎区域发生在定子附近。在初始时刻气泡会随叶轮的转动在离心力和流体流动的作用下沿着叶轮壁面向外侧运动,在叶轮区域气泡会发生初步的破碎。当气泡运动到叶轮和定子交接的区域,由于定子的作用以及流场的扰动作用,气泡会脱离叶轮的壁面在定子区域发生充分的破碎。气泡初始位置越靠近叶轮盖板受叶轮的影响越大,气泡分布越均匀,气泡的破碎效果也越好,越远离叶轮盖板气泡受流体流动的影响越大,受叶轮的影响较小,气泡的分布越不均匀,破碎效果也较差。

摘要：煤泥脱水是煤炭洗选行业的焦点问题之一,采用自主设计的新型加压脱水效果智能监测试验装置,研究了辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)2种表面活性剂对煤泥加压脱水效果,通过压滤脱水试验、平均质量比阻测量、毛细吸水时间(CST)测量、润湿热测量、压缩脱水指数测量和CT测试分析了表面活性剂对煤泥脱水效果的影响机理。压滤脱水试验、平均质量比阻测量、CST测量结果表明:OP-10和TX-10均能提高煤泥加压脱水效果,OP-10最佳药剂量为200 g/t,此时滤饼平均质量比阻为5.21×10^(6)m/kg,CST降低率最大14.25%,过滤速度相比原煤泥提高88.45%,水分为16.7%。TX-10最佳药剂量为400 g/t,此时滤饼平均质量比阻为9.31×10^(6)m/kg,CST降低率最大13.36%,过滤速度相比原煤泥提高76.57%,水分为18.2%。润湿热测量结果表明OP-10的润湿热为1.196 J/g,TX-10的润湿热为4.11 J/g,TX-10的亲水性高于OP-10,相对OP-10难脱水,因此OP-10表面活性剂的压滤脱水效果好。通过滤饼压力−形变关系分析得到了滤饼成型过程的3个阶段,发现压缩脱水阶段与脱水效果密切相关,进一步定义了压缩脱水指数CDI,CDI越低,滤饼可压缩性越高,相同压力下滤饼厚度降低幅度越大,水分越低,最佳浓度下的OP-10和TX-10作用下的压缩脱水指数分别为147.18和155.35。通过CT扫描技术,对原样和加入OP-10压滤成型的滤饼进行微观结构分析,发现原样的有效孔隙率11.96%,连通性差,孤立孔比例大,加入浓度200 g/t的OP-10时,滤饼有效孔隙率为20.43%,连通性好,迂曲度显著下降为1.9,滤饼的渗透率逐渐增大,平均质量比阻就越小,因此可以提高脱水效果。

摘要：为了提高微细粒矿物的矿化效果,设计了一种含有振荡腔的新型气泡发生器,并将引入气液两相流可以在较低音速下流速实现超音速流动的理念。通过理论计算得出:在工作压强为0.1MPa,气液体积比为1∶1的条件下,气液两相流混合体达到超音速流动的临界流速为20 m/s。运用Fluent软件对新型气泡发生器进行气液两相流数值模拟,得到了其内部流体的速度和体积分布规律。模拟结果显示,液相最高速度为20.7m/s,气相最高速度为24.2m/s,但是只有在气含率达到50%左右时,才能在扩散管末端产生激波振荡现象。这说明气液两相流超音速流动不仅和速度有关,也和两者之间的比例有关。超音速流动的过程中会伴有激波的产生,可以形成能量较高的湍流,使气相和液相充分混合,提高矿化效果。

摘要：详细阐述了常用微细粒矿物浮选捕收剂的分类以及组合捕收剂的应用,对单一捕收剂和组合捕收剂在矿物表面的作用机理进行了系统的归纳总结.微细粒矿物浮选捕收剂可大致分为硫化矿捕收剂和氧化矿捕收剂,依据其主要成分可进一步分为阳离子型捕收剂、阴离子型捕收剂、非离子型捕收剂、生物捕收剂和纳米粒子捕收剂,作用机理主要包括静电相互作用、螯合作用、氢键作用、化学键合以及金属离子配位调控分子组装等.组合捕收剂对微细粒矿物的浮选效果往往优于单一捕收剂,不同捕收剂间的协同作用主要包括共吸附、电荷补偿、功能互补以及改变临界胶束浓度等.未来应加强基于计算化学和人工智能的新型捕收剂药剂分子结构设计、纳米粒子捕收剂的研发以及新型绿色环保捕收剂的开发与利用.

摘要：针对喀拉通克铜镍矿选厂Φ5.5 m×1.8 m半自磨机存在运转率低,筒体衬板使用寿命短的问题,采用离散元法(DEM)对不同筒体衬板结构参数(提升条面角、高度与宽度)的工作状态进行了数值模拟试验,并从碰撞能量的角度量化不同衬板结构参数下的磨矿效果,并基于正交试验确定最佳的提升条参数组合。研究结果表明,提升条各因素对衬板碰撞能量的影响由强到弱依次为:面角>高度>宽度,最佳提升条参数组合为面角60°、高度190 mm和宽度140 mm。筒体衬板形状优化后,使得筒体衬板使用寿命延长了51 d,磨机运转率提高了16.36个百分点,磨机台效提高了15.55 t/h,磨机单位电耗降低了6.07 kW·h/t。工业应用试验结果与离散元仿真试验结果相吻合,验证了离散元法在优化筒体衬板形状的可靠性。

摘要：随着机械化采煤的大范围推广,原煤中细粒煤泥含量越来越高,经加压过滤机脱水后水分仍很高。采用自主研制的新型加压脱水试验装置,结合正交试验、极差分析和方差分析等方法,研究了压力、入料质量浓度以及粒级组成对煤泥水脱水的影响,并进一步分析了滤饼的压缩成型特性。结果表明:粒级组成对煤泥脱水速率影响最大,入料质量浓度影响次之,压力影响最小,通过滤饼压力-形变关系分析得到了滤饼成型过程的3个阶段,发现压缩脱水阶段与脱水效果密切相关,进一步定义了压缩脱水指数Compression Dehydration Index(C_(DI)),C_(DI)越低,滤饼可压缩性越高,相同压力下滤饼厚度降低幅度越大,水分越低。最优设计参数:压力为0.6 MPa、入料质量浓度为200 g/L和粒级组成0.045~0.125 mm,进入压缩脱水阶段仅需34.5 s,滤饼水分为15.12%,滤饼厚度最低为2.924 mm,滤饼可压缩性强,C_(DI)最小仅为3.59。

摘要：水力旋流器入料口的最优尺寸尚无明确评价标准.基于数值试验方法,考察了入料口直径对流场特性和分离性能的影响,提出了一种基于内部稳定流场的入料口直径设计方法.结果表明,入料口直径的下限可根据能量消耗确定,当入料口直径低于下限时,流体碰撞加剧促使部分压力能转化为内能,外侧自由涡区域呈现出类似强制涡的特性.入料口直径的上限可根据流场稳定性确定,当入料口直径超过上限时,进入的液流将直接撞击在溢流管壁上,导致流场稳定性变差,粗颗粒在沉砂中的分配率减少,分离精度降低.最终确定了入料口直径的最优取值范围为0.18 D≤D i≤0.26 D.

摘要：在矿物浮选过程中,金属离子发挥着重要的作用,特别是活化浮选作用。在氧化矿的金属离子活化浮选过程中,金属离子与浮选药剂形成的金属-有机/无机配合物在矿物浮选过程中发挥了极大的作用,并在捕收能力和选择性等方面体现出一定的优势。本文总结了苯甲羟肟酸铅配合物、油酸钙、盐化水玻璃、金属离子改性淀粉等在浮选领域的研究进展,并从金属离子配位调控分子组装的角度,提出金属离子在矿物浮选过程中的新作用机制。金属离子具有良好的模板效应,可以定向调控金属配合物结构实现功能组装,这一功能为新型浮选药剂的设计与开发提供了新的思路。

摘要：为改善榨油机出油率,利用CATIA建立压榨腔三维模型,在EDEM中构建家用榨油机压榨腔的破碎仿真模型,采用多指标三水平三因素的正交试验探究家用榨油机压榨腔压榨花生工作性能与榨杆转速、物料投放量、榨杆螺距三者的关系,利用极差法分析影响因素对各指标的主次顺序,通过矩阵分析得到物料颗粒黏结键断裂比例、理论出油率与三因素的各层结构矩阵以及2个指标值的权矩阵,并计算得到各因素各水平的权重。根据权重大小确定各因素对压榨腔总体工作能力影响主次顺序以及最优工作方案。结果表明:物料黏结键断裂比例的影响因素主次顺序为:榨杆转速>物料投放量>榨杆螺距。随着榨杆转速的增大黏结键断裂比例不断增大;随螺距的增大先减小后增大;随物料投放量的增加不断减小。理论出油率的影响因素主次顺序为:榨杆转速>物料投放量>榨杆螺距,随着转速的增加理论出油率大小逐渐增加,随着投放量的增加不断减小;随着榨杆螺距的增加而逐渐增加。通过矩阵分析,各个因素对正交试验的指标值影响的主次顺序为:A(榨杆转速)>B(物料投放量)>C(榨杆螺距),因素A3、B1、C3的权重最大,故压榨腔最佳方案为A3B1C3,即榨油机压榨腔压榨花生最佳工作参数为:榨杆转速80 r/min,单次投放量100粒,榨杆螺距6.3 mm。经验证试验验证,矩阵分析所得最佳工作参数条件下的花生出油率为45.20%,高于其余9组方案,故仿真所得结果具有合理性,为小型家用榨油机改良,油脂工业生产、榨油机械制造业升级奠定理论基础。

摘要：螺旋溜槽良好的分选性能得益于其独特的流场特性。改变结构参数会对溜槽内流场特性产生较为显著的影响。以数值仿真技术为基础,采用RNG k-ε湍流模型和VOF多相流模型对3种断面曲线的Φ600螺旋溜槽内水流场进行模拟研究,系统考察断面曲线函数对流层铺展、流速分布及流态分布的影响。试验结果表明,当网格数量为849200时,模拟出的二次环流特性基本稳定;除抛物线指数为2的工况外,流层从内向外呈现连续变化特性;切向流速在内缘和中部与抛物线指数呈负相关,而在外缘与指数呈正相关;向内横向流速随指数增大而降低,中部二次环流强度先增强后减弱,外缘二次环流强度相应增强;雷诺数从内向外呈现线性增长趋势,层流的分布范围随指数增大而扩宽,有利于细颗粒在水层中的运动分离。研究结果可为螺旋溜槽断面几何设计提供参考。