大型浮选机浮选流体动力学特性探讨及设计原则研究

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FXM-8型浮选机的研究

FXM-8型浮选机的研究
,
,

定子 盖板
,
供分 2 选槽 体 直

`
在 分 选 槽 体 上 方两 侧 各 装 一
刮 取 精煤 泡沫

中部 煤浆 循 环 之 用
内圈循 环 孔 共 2 0 个
排 回 转 刮板
电 机带 动
,
,
采用 1 9 4
,
.
K
w
供 分 选 槽 体上 部 煤 浆 循环 之 用
,

用 行 星 摆 线 减 速 器 减速
况 实 现 无扰 动 切换
当 手 动操 作 时

,
可直接
扳 动 操 作器 的 手 柄

,
,
控 制伺 服 电 机 正 转 或 反
使 闸 板 开大 或关 小
电 容 沽面 计 前配 放大 器
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3
叶轮A

定子 盖版
一 290

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手动 闸 门
探吸

3
倒 锥筒


叶 轮 和 定子 组 成
,

叶轮 ( 图 同 高度

) 分 A
B
型 两种
,
由一个 与 水
6
,
入 叶 轮上 下 叶 片 中
在 倾斜 叶 轮 的 强 烈 搅
,
的 斜 圆盘 隔 开
,
上 下层 均 有
,
个不


辗 压 和扩 散作 用 下

气 泡 被 粉碎 并 被 甩

大型浮选机自动控制系统的探讨

大型浮选机自动控制系统的探讨

大型浮选机自动控制系统的探讨摘要:为了探讨大型浮选机自动控制系统,达到降低生产成本,提高经济效益,文中介绍了浮选机的工作原理和浮选机的设计原则,探讨了浮选机自动控制装置设计,使选矿设备正在向大型化、高效化、自动化程度高的方向发展。

有利于系统运行稳定、可靠,且操作和维护方便、简单。

关键词:大型浮选机;自动控制;经济效益引言浮选机是浮游选矿机的简称。

指完成浮选过程的机械设备。

浮选机的功能主要是用于有色或黑色金属的选别,还可用于非金属如:煤莹石、滑石的选别。

浮选机的品种较多,有全截面气升式微泡浮选机,气体析出式浮选机,机械搅拌式浮选机,自吸式浮选机,充气式浮选机等多种类型,目前最常用的是机械搅拌式浮选机。

1 浮选机的工作原理浮选机主要用于选别铜、锌、铅、镍、金等有色金属,也可以用于黑色金属和非金属的粗选和精选。

浮选机的机械部分是由电动机三角代传动带动叶轮旋转,产生离心作用形成负压,一方面吸入充足的空气与矿浆混合,一方面搅拌矿浆与药物混合,同时细化泡沫,使矿物粘合泡沫之上,将加入药剂处理后的矿浆,通过搅拌充气,使其中某些矿粒选择性地固着于气泡之上;浮至矿浆表面被刮出形成泡沫产品,调节闸板高度,控制液面,使有用泡沫被刮板刮出,以达到分离矿物的目的。

矿泥和药剂充分混合后进入浮选机的第一室的槽底下,叶轮旋转后,在轮腔中形成负压,使得槽底下和槽中的矿浆分别由叶轮的下吸口和上吸口进入混合区,也使空气可以沿着导气套筒进入混合区,矿浆、空气和药剂在这里混合。

在叶轮离心力的作用下,混合后的矿浆进入矿化区,空气形成气泡并被粉碎,与矿粒充分接触,形成矿化气泡,在定子和紊流板的作用下,均匀地分布于槽体截面,并且向上移动进入分离区,富集形成泡沫层,利用刮泡机进行排出,形成精矿泡沫。

分选转环慢速旋转,当分选室进入到浮场区时,此时入选矿料经矿浆分配器分别给到不同分选点,弱磁性矿粒被吸在齿板上并随分选环转动。

非磁性矿粒在重力与矿浆流的作用下经过齿板的缝隙,排入分选环下部的尾矿槽中。

680m3机械搅拌式浮选机动力学分析

680m3机械搅拌式浮选机动力学分析

680m³机械搅拌式浮选机动力学分析一、概述机械搅拌式浮选机是矿物加工领域的关键设备,其工作原理是通过搅拌器产生的搅拌力,使矿浆与气泡充分混合,实现有用矿物的有效分离。

本文将针对680m³机械搅拌式浮选机进行动力学分析,探讨其在不同工况下的运行特性及影响因素。

二、浮选机搅拌动力学原理1. 搅拌器结构与功能680m³机械搅拌式浮选机的搅拌器主要由叶轮、定子组成。

叶轮是搅拌动力的来源,其转速、直径等参数直接影响搅拌效果。

定子则起到稳流、导向作用,使矿浆在浮选槽内形成有序流动。

2. 搅拌动力学方程$$ \frac{\partial \rho u}{\partial t} + \nabla \cdot(\rho u u) = \nabla p + \mu \nabla^2 u + \rho g $$式中:ρ为矿浆密度,u为速度矢量,t为时间,p为压力,μ为动力粘度,g为重力加速度。

三、搅拌动力学影响因素1. 叶轮转速叶轮转速是影响搅拌效果的关键因素。

在一定范围内,提高叶轮转速可以增强搅拌力度,使矿浆与气泡混合更加充分。

但过高的转速会导致能耗增加、设备磨损加剧。

2. 叶轮直径叶轮直径决定了搅拌器的功率消耗和矿浆循环量。

适当增大叶轮直径,可以提高矿浆循环速度,增强搅拌效果。

然而,叶轮直径过大,会导致矿浆流动紊乱,降低浮选效果。

3. 槽体结构槽体结构对矿浆流动状态和气泡分布具有显著影响。

合理的槽体结构应保证矿浆在槽内充分混合,减少短路现象,提高浮选效率。

四、结论1. 叶轮转速、直径和槽体结构是影响浮选机搅拌效果的主要因素;2. 适当调整叶轮参数和优化槽体结构,可以提高浮选机的分离效率;3. 在实际生产过程中,应根据矿石性质和工艺要求,合理选择和调整浮选机参数,以实现高效、稳定的浮选效果。

五、动力学分析在实际操作中的应用1. 操作参数优化在实际操作中,动力学分析帮助我们更好地理解浮选机的工作原理,从而指导操作人员对关键参数进行优化。

大型机械搅拌式浮选机槽内固体悬浮的研究

大型机械搅拌式浮选机槽内固体悬浮的研究
本文主要通过确定叶轮临界转速,通过浮选槽
内不同层面的粒级分布、固体浓度及不同粒级的金 属量分布来分析固体悬浮。从试验数据可以看出, 浮选机的叶轮转速、直径及离底高度选择的非常合 理,槽体结构也符合流体动力学的要求,达到了工 业应用的要求。
1临界转速的确定
浮选机所处理的矿浆中所含的矿粒大小并不是 相同的,其大小一般呈正态分布,因此在确定叶轮 转速时应保证矿浆中的大颗粒矿物能达到完全离底 悬浮,此时小于这个尺寸的颗粒一般均能达到离底 悬浮或均匀悬浮,也就是说叶轮转速必须大于矿浆 中大颗粒达到完全离底悬浮状态所需的。临界转速 Ⅳ通常被用作判断固体悬浮效果的准则。
—100+74
15.48 17.15 16.73 20.09 16.47 15.32 12.63 17.62
—74+55
3.“4.46 4.8l 3.62 2.18 4.23 3.00 3.06
-55+44
1.32 2.06 1.5l 0.91 0.80 0.99 1.50 1.47
—44+38
8.75 10.41 9.57 tO.29 7.63 7.83 8.35 8.37

表3 转速108r/min不同深度、不同粒级固体质量分布
Table 3 Solids distribution in the cell at 1 08r/min%
2工业试验及结果
本次工业试验是在2台JJF一200m,上进行的。 由于工业试验用2台JJF一200m3浮选机放置在工业 生产流程中进行考察,所以在试验过程中改变试验 条件非常困难,会给现场操作及生产带来诸多不 便,因此本次试验在现场药剂制度及磨矿细度条件 下,进行了1 13r/min和108r/rain的两个转速试验。
九。雁“以,p/ms,C/D,T/D)但是这种关系在不同

JJF-130大型机械搅拌式浮选机研究与设计

JJF-130大型机械搅拌式浮选机研究与设计

ABS TRACT :Hi fiin y,e e g a i g,l r e,ahi e e fa t ma in o h lt t n d v c sa o gh e fce c n r ysvn ag gh d gr eo u o t ft e fo ai e ie th me o o
KEY ORDS:f t to a hie;e l;i elr t t r nd sra e t W l a in m c n o el mp l ;sa o ;i u ti1ts e
在 矿物加 工领域 浮选 机是选 别矿物 原料最 重要 的选 别设 备之 一 。随着 矿产 资 源 日趋 贫乏 、 复杂 以 及科 学技术 的迅 猛发 展 和 国际 市场 的激烈 竞 争 , 选 厂 的规模 日益 扩大 , 效 节能 、 型化 、 高 大 自动 化程 度
沈政 昌 , 卢世 杰 , 陈 东 , 丽 君 , 杨 史帅 星
( 京矿冶研 究 总院 , 京 1 0 4 ) 北 北 0 0 4
摘 要 :本文叙述了大型浮选机的发展, 高效节能 、 大型化 、 自动化程度高的浮选设备已成为国 内外发
展 趋 势 。 分 析 了 JF一10大 型 自吸 式 浮 选机 研 制 过 程 中要 解 决 的 关 键 技 术 , 细 阐述 了 在 设 计 过 程 中 J 3 详
go o d,t e c nto c u a y m e tt et c oo c lr q ie e t h o r la c r c e h e hn lgia e ur m n s,t lt to e f r a c ft em a h n sb t hefo a in p ro m n eo h c i ei e — tr t a h to h o e g lt to a hi . e h n t a ft e f r i n fo a in m c ne

大型机械搅拌式充气浮选机的水力性能优化

大型机械搅拌式充气浮选机的水力性能优化

大型机械搅拌式充气浮选机的水力性能优化概述大型机械搅拌式充气浮选机是一种常用于矿山和冶金行业的浮选设备,用于分离矿石中的有用矿物和杂质。

在提高浮选效果和降低生产成本的同时,优化该设备的水力性能是至关重要的。

本文将探讨大型机械搅拌式充气浮选机的水力性能优化方法。

1. 设计优化大型机械搅拌式充气浮选机的设计是提高水力性能的关键。

首先,合理选择设备的尺寸和几何形状对于实现良好的水力性能至关重要。

适当增大设备的直径和高度可以提高液相速度和气泡分布的均匀性,从而有效提高浮选效果。

其次,仔细设计机身内构件,例如搅拌器和浮选槽,可以改善水力条件和气泡分散,提高白云石的分离效果。

此外,还可以优化喷淋系统设计,确保均匀的液相分布,提高粒子的浮选效率。

2. 流动模拟与优化通过流动模拟技术来优化大型机械搅拌式充气浮选机的水力性能是一种有效的方法。

流动模拟可以通过计算流体动力学(CFD)软件来模拟和分析流体在设备内部的流动情况。

这些模拟结果可以提供有关设备内部流动速度、压力分布和气泡分布的重要信息。

基于这些信息,可以对设备进行改进和优化,例如改变内部搅拌器的形状和位置,调整气泡喷射位置和角度,以改善水力条件和气泡分散效果。

3. 气泡生成与控制气泡在大型机械搅拌式充气浮选机中起着至关重要的作用。

气泡的生成和控制可以显著影响浮选效果和水力性能。

一种改善气泡生成的方法是通过改变喷气孔的形状和尺寸来调整气泡的大小和分布。

此外,可以使用高效的气液混合设备来提高气泡生成效率。

另外,使用适当的气泡控制装置,例如分离器和除泥器,可以有效控制气泡在设备中的停留时间和分布,并提高浮选效果。

4. 应用新型材料应用于大型机械搅拌式充气浮选机的新型材料也可以提高其水力性能。

例如,采用耐磨、耐腐蚀的材料制造设备,可以延长设备的使用寿命,并降低维护成本。

此外,使用具有低表面张力的液体可以提高气泡的稳定性和持久性,从而改善浮选效果。

5. 系统参数优化除了设备本身的优化外,优化大型机械搅拌式充气浮选机的系统参数也是提高水力性能的关键。

浅谈大型浮选机的研制与设计

浅谈大型浮选机的研制与设计

文献标识码 : A
文章编 号 :0 7 8 2 (0 20 —0 6 0 10 — 30 2 1 ) 10 6 — 2
Th e eo m e t a d d sg f l r e s a e fo a i n m a h n e d v lp n n e i n o a g - c l t to c i e l
面稳 定 性 有 一 定 影 响 , 道 面积 过 小 , 出矿 流 所 受 到 的阻 力 通 甩
增 大 , 引 起 吸 气 量 减 小 。通 道 面积 过 大 , 然 吸 气 量 显 著 增 将 虽 加 , 液面不稳 。 但 浮 选 槽 内 的 流 体 动 力学 运 动 比较 复 杂 。 响 的 因 素较 多 . 影 流 体 通 过 定 子 通 道 的 径 向 速 度 难 以依 据 理 论 计 算 来 确 定 。 因
计 为 圆形 。 ( )叶 轮设 计 浮选 机 的 叶轮 设 计 中需 着 重 考 虑 下 列 问 2
题: ①搅拌力要适 中 , 在槽内造成较 大的速度头 , 不应 这是 因
为速 度 头 大会 造 成 分 选 区不 稳 定 、 面 翻 花 , 响 气 泡 矿 化 , 液 影
由鼓 风 机 给人 的低 压 空 气 经 风 道 、 空气 调 节 阀 、 心 主 轴进 入 空 叶轮 腔 的空 气 分 配 器 中 。通 过 分 配 器 周 边 的 孔 进 入 叶 轮 叶 片 间 。 浆 与 空 气 在 叶 轮 叶 片 间 进 行 充 分混 合 后 。 矿 由叶 轮 上 半 部
式 合 理 , 构 简单 , 耗 低 。 结 功
方 的定 子 稳 定 和定 向后 。 散 到 整个 槽子 中 。 化 气 泡 上 升 到 分 矿 槽 子 表 面形 成 泡沫 , 沫 自流 到 泡 沫 槽 中 , 浆 再 返 回叶 轮 区 泡 矿 进行 再 循 环 。另 一 部 分 则 通 过 槽 间壁 上 的 流 通 孔 进 入 下 槽 进

XJM-S8型浮选机数值模拟及湍流特性分析

XJM-S8型浮选机数值模拟及湍流特性分析

XJM-S8型浮选机数值模拟及湍流特性分析刘春艳;李兴海【摘要】利用计算流体力学方法通过数值模拟分析了SJM-S8型浮选机的液流运动状态和湍流运动特征,得出如下结论:SJM-S8型浮选机槽内湍动能、湍流强度、湍流耗散率关于叶轮中心呈对称分布;XJM-S8型浮选机的搅拌区域在槽体下部0.7m以下,在0.7m以上部分是相对平稳的浮选分离区域,搅拌区域的湍流强度约为分离区域的6倍,这表明该浮选机的结构合理,矿浆运动状态符合浮选过程要求.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】4页(P1-4)【关键词】XJM-S8型浮选机;计算流体力学;数值模拟;湍流特性【作者】刘春艳;李兴海【作者单位】煤炭科学研究总院唐山研究院,河北,唐山,063012;孝义市金晖煤焦有限公司,山西,孝义,031300【正文语种】中文【中图分类】TD943XJM-S系列浮选机属于一种自吸空气机械搅拌式浮选机,是在上世纪 60年代我国自行研制XJM-4型浮选机的基础上,通过几代人数十年的不断改进和创新,逐渐发展起来的,是煤炭科学研究总院唐山研究院拥有全部自主知识产权的新一代选煤用浮选机。

目前,成功应用于选煤厂浮选生产的 XJM-S系列浮选机已经有 4、6、8、12、14、16、20、28m3八种规格近千台,占我国选煤厂浮选设备总量的 70%以上[1]。

通过利用计算流体力学软件对 XJM-S8型(8m3)浮选机的流场进行数值模拟计算和分析,得出了其流场的湍流特性,从而为该类型浮选机优化研究奠定了理论基础。

XJM-S8型浮选机的实体建模由三维 CAD软件 PRO/E生成。

参照叶轮、定子、定子盖板、稳流板、槽体实际尺寸,综合运用 PRO/E中的旋转、拉伸、阵列、切割等命令来完成这些部件的三维立体图,最终得出 XJM-S8型浮选机的三维装配模型透视图,如图 1所示[2]。

建模时,以叶轮中心向下在槽底的投影点为三维坐标原点,以浮选机入料向尾矿排出方向为x轴方向,沿浮选机高度方向为z轴方向,同时垂直于x、z轴的方向为y轴方向。

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选技术经 济指标 , 必须保证 一个 良好的分选环境及流体动力学 状态 。本文从浮选 过程动力学 的角度 出发 ,结合 国内外 就
许 多学者 的研究 观点 ,根据浮选槽 内不同粒级的矿物与气泡 的碰 撞 、黏附 、脱落 过程及影响这些过程 的原因 ,分析 了浮
选 过程 中能量 消耗及 分布情 况 ,结合大型浮选机流体动力学 的特 性 ,分析矿物分 选对大型充气机 械搅 拌式浮选机 的具体 要 求 ,首次提 出了在 大型浮选机设 计 中要尽量扩大运输 区的高度 ,在把矿粒带 到槽 内更高 区域 的同时 ,提高矿粒和气泡 的上升高度 ,同时增 加矿粒与气泡的碰撞机会 ,缩短矿化气泡到槽体表 面的上 升距离 。
机由于槽容积大 ,槽体深 ,表面积大 ,因此如何实 现矿物的均匀搅拌 ,使矿粒在整个浮选槽内有效悬 浮 ,同 时又要 避 免液 面 的过分 扰 动 _ ,如何 防 止 1 引 浮选过程短路 、提高气体分散度并保证气泡与矿浆 均匀 混合 、如何 防止 粗粒 级 矿物 回收率 的下 降 、如 何使泡沫产品及时从槽内排出等 问题 比一般浮选机 更 难 以解 决 。本 文从 浮选 过 程 动 力 学 的 角度 出发 ,
关 键 词 :浮选动力学 ;大型浮选机 ;能耗 ;设计原则
中 图 分 类 号 :T 46 D 5
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :17— 422 1)103— 5 6 199(000—0 30
在 工 艺条件 合 适 的情 况下 ,浮选 技 术经 济 指标 的高低 主要取 决 于浮选 机 的性 能 和操 作 。因此 ,要
矿粒粒度 、气泡大小的影响外 ,还受矿粒与气泡间 相 对 速度 、气 体保 有 量 和矿 物表 面 水化 膜 的厚 度等 因素的影响 [ 。 ]
P = u』 c v () 1
附、脱落过程及影响这些过程的原 因,结合大型浮
选 机流 体 动力学 的特殊要 求 ,分析 矿 物分 选 对大 型 充 气机 械搅 拌式 浮 选机 的具 体要 求 ,提 出大 型浮 选 机 的设 计 原则 。
基金项 目:国家 “ 十一五”科技 支撑计 划重点项 目 (o 7 A B o 2 o B2 0 ) B 2
收 稿 日期 :20 — 9 2 09 0—5 作者简介 :陈东 (9 9 ) 1 7 一 ,男 ,安徽铜陵人 ,工程师 。
粒 才 有可 能 黏 附在气 泡 上 。感 应 时 间 与矿粒 粒 度 的
矿粒—气泡集合体 在浮选槽 中上升 ,形 成矿化 泡 沫。在此过程 中,矿粒一气泡集合体将经历脱落和 再碰 撞 附着 的脱落 一 交换 过 程 。根据 浮 选 动力 学 基 本理 论 ,矿粒 的浮选 过程 可分 为 三个 过 程 [7:矿 6 - - 2
粒 与气泡 的碰撞 、矿 粒 向气 泡上 黏 附和 矿 粒从 气 泡
上 脱落 。
11 矿 粒 与气泡 的碰 撞 .
提高矿物浮选效率 ,就需使浮选机槽 内的流体动力
学状 态满 足各 粒级 矿 物浮 选过 程 的要 求 。大型 浮选
矿 物 与气 泡 的碰 撞 机 理 主要 有 两 种 _ :惯 性 8 ]
机 理 和气 泡表 面力 场 的无 惯性 机 理 。矿 物 与气 泡碰
21 第 1 0 0年 期
有 色金 属 ( 选矿部 分)
・ 3・ 3
大型浮选机浮选流体动力学特性探讨及设计原则研究
陈 东,董干 国,张建一
( 北京矿 冶研 究总 院 ,北京 1 0 4 ) 0 4
摘 要 :在工艺 条件合适 的情况 下 ,浮选技术经济 指标 的高低主要取 决于浮选机 的性能 和操作 。因此 ,要提高浮
关 系 式为 [- ] 11 : 1 4
tk “ = d
() 2
式中: —感 应 时间 ;
2 1 年第 1 00 期
陈东等 : 大型浮选机浮选流体动力学特性探讨及设计原则 研究
- 5・ 3
泡 剪 切 形 成 的 ,塔 加 尔 特 认 为 在 无 旋 转 搅 拌 情 况 下 ,起 泡 剂和 加热 有利 于临界 叶轮 速度 下 空气 的析
根 据 浮 选 槽 内 不 同粒 级 的矿 物 与 气 泡 的碰 撞 、黏
撞 的成 功 机率 就决 定 了整 个 浮选 过 程 中矿 物 回收 的 概 率 。Y o on和 K tel 为 碰撞 概 率 在很 大 程 度上 ut l认 r
取决 于碰撞截面 E ,有些学者认为碰撞概率 除受 9 ]
在矿物浮选过程中,首要条件是矿粒与气泡的
碰撞 和 附着 。实 现矿 粒 与 气 泡 的碰 撞 和 附着 以后 ,
保有量和矿物表面水化膜的厚度等 因素有关 。 12 矿 粒 与气泡 的 黏 附 . 从 碰撞 到 附着 ,所 需 感应 时间 必须 小 于矿 粒与
气 泡 碰撞 时实 际接触 时 间 。只有 在 这种 情况 下 ,矿
I I



.—一 , ,
泡 朔区
分 离 区
出。高登根据计算发现在叶轮和定子的间隙中存在 巨大 的速 度 梯 度 ( 15 sc) 约 2 0e ,他 认 为 速 度梯 度 是 破碎 气 泡 的主要 原 因 ] 同时他 也 认 为对 于 细 。
气 泡 而 言 ,药 剂 比搅 拌 更 重 要 。后 来 经 高登 及
其 中 :u 一 矿粒 与气 泡 的相 对 速度 ; o一 碰 撞截 面 ; r J 矿 浆 中气 泡 的含量 。 7 、 , _ - 综 上所 述 ,矿粒 与 气泡 的碰撞 ,主要 与 矿粒 的 粒 度 、气泡 尺 寸 、气 泡 和 矿粒 间 的相 对速 度 、气 体
1 浮选过程动 力学综述和 分析
其研究组 的研究表明
运辎 区
,气腔附在 叶轮每个叶片
的尾边 ,形成 低压 区 ,然 后 由于湍 流脱 离 气腔 尾部 而 形成 气 泡 。定子 叶片有 助 于来 自叶轮 叶 片 的气 泡 水 平转 向 。因此 ,定 子 只是 帮 助分 布 空气 ,而不是 将 大气 泡 剪切 成小 气 泡 。
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