第五周falcon分选

2.Falcon离心分选机综述 2.Falcon离心分选机综述
Falcon在美国和加拿大等国已广泛地应用于 在美国和加拿大等国已广泛地应用于 选矿工业和选煤工业。 选矿工业和选煤工业。 国内利用Falcon离心机器进行了细粒煤脱硫 离心机器进行了细粒煤脱硫 国内利用 分选实验研究。 分选实验研究。
Falcon回收-0.074mm级废弃电路板中金属富集体研究
流线图分布
出口速度分布
壁面速度分布
Z0.04、Z0.075、Z0.09、 Z0.04、Z0.075、Z0.09、Z 0.1 速度向量图对比
各个面上的速度分布
0.1平面 0.1平面X轴方向速度 平面X
0.075平面 0.075平面X轴向速度 平面X
0.04平面轴向速度 0.04平面轴向速度
流态化 冲 水
离心力 旋转
来复圈局部放大图
● ● ● ●
渗透分选 镀层分选 置换分选 淘析分选
Falcon离心机入料粒度要求 Falcon离心机入料粒度要求
1.金属和非金属充分解离 金属和非金属充分解离 2. 入料粒度尽量大 入料粒度尽量大(<2mm)
废弃电路板破碎粒度与解离度关系图
Falcon离心机中的细粒分选 Falcon离心机中的细粒分选
分选产物的浮沉实验结果
占产物产率 非金属 金属 % % 2 3 57.77 0.46 27.65 0.65 8.32 1.26 1.94 2.34 1.05 2.87 0.67 3.04 0.31 3.56 0.15 4.05 2.14 81.77 100 100 占入料产率 非金属 金属 % % 4 5 34.86 0.18 16.69 0.26 5.02 0.50 1.17 0.93 0.63 1.14 0.40 1.21 0.19 1.41 0.09 1.61 1.29 32.42 60.35 39.65 计算入 料 % 6 35.05 16.94 5.52 2.10 1.77 1.61 1.60 1.70 33.71 100.00 平均密 度 g/cm3 7 1.85 1.95 2.05 2.15 2.25 2.35 2.45 重产品 分配率 % 8 0.52 1.52 9.05 44.21 64.23 74.88 88.30 94.66 96.17
2)数值模拟表明， 2)数值模拟表明，给矿流膜呈螺旋带向上推 数值模拟表明 进的过程中,流态由弱紊流过渡到明显的紊流。 进的过程中,流态由弱紊流过渡到明显的紊流。 在主流带和副流带的交接面处形成强大的剪 切力，促使了床层的松散和重矿物的沉积。 切力，促使了床层的松散和重矿物的沉积。
3)在离心力作用下， 3)在离心力作用下，颗粒的沉降速度增加要 在离心力作用下 比矿浆的轴向流速增加幅度更大， 比矿浆的轴向流速增加幅度更大，所以重矿 物可以经过很短的距离便进入底层被回收。 物可以经过很短的距离便进入底层被回收。 而紊流脉动速度的增长比颗粒的离心沉降速 度增长幅度小， 度增长幅度小，使得离心选矿机有更低的回 收粒度下限。 收粒度下限。
错配物曲线
6.结论 6.结论
1)提出了运用离心复合力场对 0.5mm级废弃 1)提出了运用离心复合力场对-0.5mm级废弃 提出了运用离心复合力场对电路板中金属富集体进行宽粒级高效回收的 简化工艺流程。解决了-0.5mm粒级电路板中 简化工艺流程。解决了-0.5mm粒级电路板中 金属回收难的问题， 金属回收难的问题，为工业化生产提供了可 靠的理论依据和技术支持。 靠的理论依据和技术支持。
微细粒矿物分选时，粘滞阻力增加， 微细粒矿物分选时，粘滞阻力增加，轻重矿 物的沉降速度差减小， 物的沉降速度差减小，所以在一般的重力场 中进行微细粒的分选，效率非常低， 中进行微细粒的分选，效率非常低，必须引 入离心复合力场来强化分选过程。 入离心复合力场来强化分选过程。
3.Falcon离心复合力场分选机理研究 3.Falcon离心复合力场分选机理研究
d p ρS +
3
π
6
d p ( ρ S − ρ )ω 2
3
b = 3πµ ⋅ d P
c=
π
6
π
12
dp ρ
3
2）轴向（Z轴）动力学方程 轴向（
α ⋅ u 0 − β −α t β α 2 h0 − α u 0 − β h= e + t+ 2 α α α2
α=
36µ d P (2 ρ S + ρ )
密度 g/cm3 1 -1.8 1.8-1.9 1.9-2.0 2.0-2.1 2.1-2.2 2.2-2.3 2.3-2.4 2.4-2.5 2.6 合计
金属富集体分配曲线
错配物量计算表
入料产率 非金属 金属 % % 9 10 平均密度 g/cm3 11 金属体中非金属 % 12 60.34 34.86 16.69 5.02 1.17 0.63 0.40 0.19 0.09 1.29 60.35 0.18 0.26 0.50 0.93 1.14 1.21 1.41 1.61 32.42 39.65 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 25.48 8.79 3.77 2.60 1.97 1.57 1.38 1.29 0.00 错配物 非金属体中金属 % 13 0.00 0.18 0.44 0.94 1.87 3.01 4.22 5.63 7.24 39.66 总量 % 14 60.3 4 25.6 6 9.23 4.71 4.47 4.98 5.79 7.01 8.53 39.6 6
3
b = 3πµ ⋅ d P
π
6
d p ρS +
3
π
12
dp ρ
3
2）轴向（Z轴）动力学方程 轴向（
u pz = 4aC P + b 2 CP
2
1 2 4aC P + b − (u 0 + b + 4aC P + b )e
2 − 4 aC P + b 2 c t
−
b + 4aC P + b 2 2C P
分层区受力
流态化反冲水
u
1)惯性力 惯性力 2)重力 重力 3)离心力 离心力 4)重力场中的浮力 重力场中的浮力 5)离心力场中的浮力 离心力场中的浮力 6)阻力 阻力
du p 1 3 FI = − π ⋅ d P ρ S 6 dt
f g = mg = (π / 6)d 3 ρ S g p
FC =
a=
π
6
d p ρ S rω +
3 2
π
6
d p ( ρ S − ρ ) g + 3πµ ⋅ d P u fz
3
b = 3πµ ⋅ d P
c=
π
6
d p (ρ S +
3
ρ
2
)
分层区和分选区切向速度分布
分层区和分选区径向位移分布
分层区和分选区轴向位移分布
4.Falcon离心复合力场数值模拟 4.Falcon离心复合力场数值模拟
分选指标优化表
Number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 反冲水 Mp 0.04 0.04 0.04 0.05 0.05 0.05 0.05 0.06 0.04 0.05 0.04 0.05 0.06 0.04 0.06 转速 Hz 30 30 29 32 28 35 40 25 35 40 35 30 30 40 50 浓度 g/l 30 20 20 30 50 25 25 30 25 35 25 20 25 30 30 品位 ％ 87.07 86.59 86.87 86.8 86.24 86.78 86.84 90.12 87.66 81.23 79.25 85.66 81.36 84.32 79.25 综合效率 % 95.62 96.32 97.05 91.27 95.44 96.26 96.75 90.23 91.25 89.56 90.55 94.67 92.12 90.14 96.45 Desirabili ty 0.88 0.88 0.88 0.87 0.87 0.87 0.87 0.85 0.85 0.85 0.81 0.81 0.79 0.79 0.78
模型机高度： 模型机高度： 0.1m 上口直径： 0.095m 上口直径： 下口直径： 0.028m 下口直径： 进料口直径： 进料口直径： 0.025m 进口速度： 0.02m/s 进口速度： 出口压力： 0MPa 出口压力： 空气温度： 200 空气温度： 水的密度： 998.2Kg/m3 水的密度： 水的粘度： 0.001 Kg/m•s Kg/m•s 水的粘度： 20℃ 20℃ 空气温度 1.205 Kg/m3 空气密度 Kg/m空气粘度 1.8135*10-5 Kg/m-s
5.离心分选实验研究 5.离心分选实验研究
Falcon离心分选工艺流程 Falcon离心分选工艺流程
反冲水与分选效果关系图
转速与分选效果关系图
浓度与分选效果关系图
正交实验设计表
0.5-0mm废弃电路板分选实验 0.5-0mm废弃电路板分选实验
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 反冲水 Mp 0.04 0.04 0.04 0.05 0.05 0.05 0.06 0.06 0.06 转速 Hz 30 40 50 30 40 50 30 40 50 浓度 g/l 10 20 30 20 30 10 30 10 20 产品 (富集体) 金属 非金属 金属 非金属 金属 非金属 金属 非金属 金属 非金属 金属 非金属 金属 非金属 金属 非金属 金属 非金属 产率 % 33.26 66.74 34.56 65.44 28.13 71.87 35.46 64.54 30.56 69.44 37.55 62.45 32.24 67.76 24.33 75.67 26.35 73.65 品位 % 84.23 1.56 86.46 3.02 88.12 2.77 92.36 3.26 90.11 3.45 83.26 2.12 78.66 2.24 83.13 1.28 75.46 3.22 回收率 % 96.42 93.80 92.57 93.96 92.00 95.94 94.35 95.43 89.34 综合效 率 % 90.12 90.05 90.32 93.16 91.05 89.37 86.15 89.07 82.11