微泡发生器工作性能的研究

论文摘要

目前,世界经济飞速发展,然而在世界范围内的矿产资源却日趋减少,于是导致了人们对矿产资源的提取问题也越来越重视。微泡浮选技术作为矿选行业的一项重要提取技术也越来越得到人们的青睐。微泡发生器作为微泡浮选技术的核心部件,我们对其工作性能的研究也是必不可少的。本论文首先介绍了世界上使用较多的、较为典型的浮选柱,阐述了其各自的工作原理以及各自的优势和劣势,叙述了国内外对微泡浮选的研究现状和几种典型的微泡发生器,阐释了混流式微泡发生器的工作机理,并且在流体力学的基础上,推导了微泡发生器的充气方程和基本性能方程,研究了在微泡浮选中微泡的形成机理以及微泡与矿粒的相互作用,运用流体动力学软件FLUENT对微泡发生器内的流场进行仿真,通过对微泡发生器内的紊动能、速度、气相分布的分析,总结出较好浮选性能的微泡发生器的结构参数。常用微泡发生器扩散管的材料一般为钢质材料,本论文用一种防腐材料ABS材料来代替钢质材料,以便提高浮选性能、降低实验成本、缩短实验周期；设计微泡发生器并针对设计的微泡发生器进行清水实验和带矿实验,分析实验数据,为改善微泡发生器结构参数和操作参数奠定基础。本论文的课题来源于国家自然科学基金项目,通过对微泡浮选现场实验的分析,总结了影响微泡发生器性能的因素,设计了具有较佳浮选性能的混流式发泡器,对指导工业浮选行业的研究具有一定的理论意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 浮选柱研究现状概述
• 1.2 浮选柱的特点以及发展趋势
• 1.3 典型微泡发生器的介绍
• 1.3.1 外部微泡发生器
• 1.3.2 内部微泡发生器
• 1.4 微泡发生器的发泡方式
• 1.5 论文选题意义及主要研究内容
• 第二章 混流式微泡发生器的研究
• 2.1 微泡发生器的基本结构
• 2.1.1 喷嘴
• 2.1.2 喉管
• 2.1.3 扩散管
• 2.2 混流式微泡发生器工作原理
• 2.3 混流式微泡发生器的理论基础
• 2.3.1 微泡发生器内流场研究的理论基础
• 2.3.2 基本性能方程
• 2.3.3 充气性能方程
• 2.4 本章小节
• 第三章 微泡发生器内部的矿化机理研究
• 3.1 微泡生成机理
• 3.1.1 射流形成微泡
• 3.1.2 溶解气体析出微泡机理
• 3.2 微泡的运动行为
• 3.3 微泡的运动过程
• 3.4 微泡与颗粒之间的作用
• 3.4.1 单个微泡与矿粒的碰撞与吸附
• 3.4.2 微泡的矿化机理研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 混流式微泡发生器的仿真分析
• 4.1 CFD概述
• 4.2 FLUENT软件的简介
• 4.2.1 多相流模型的选择
• 4.2.2 多相流模型控制方程
• 4.2.3 湍流模型
• 4.2.4 相间交换系数
• 4.2.5 边界条件的设置
• 4.3 计算仿真分析
• 4.3.1 喷嘴形状对微泡发发生器流场的影响
• 4.3.2 球形半径对微泡发生器流场的影响
• 4.3.3 扩散管角度对微泡发生器性能的影响
• 4.3.4 背压对微泡发生器性能的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 微泡发生器的性能的实验研究
• 5.1 微泡发生器材料的选择
• 5.2 实验装置及原理
• 5.3 微泡发生器实验对比
• 5.3.1 不同类型发泡器的性能对比实验
• 5.3.2 材料替换实验
• 5.3.3 构造对比
• 5.3.4 浮选实验设备
• 5.3.5 清水对比试验
• 5.3.6 带矿对比试验
• 5.3.7 结论与改进
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 不足和展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文