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旋流-静态微泡浮选柱是一种高效的细粒矿物浮选设备,其管流段的高紊流环境是难浮细粒矿物与气泡发生碰撞并粘附的主要场所;随着入浮矿物粒度进一步变细,需要增大管流段的紊流强度,目前提高流速增大管内紊流强度方法导致管壁的严重磨损。本文将以管流段的流动环境为研究对象,以提高气泡和颗粒之间碰撞概率及相对速度为目标,在流速不变条件下,利用内置涡流发生器诱发涡强化管流段紊流强度。 本文首先利用CFD多相流欧拉欧拉模型对单排布置、顺排布置、差排布置涡流发生器的管流段内气、液、固三相流动进行数值计算,得到了管流段内湍动能、湍动能耗散、速度和压力分布,并利用Q判据对其中的涡结构进行识别;然后结合P.T.L.Koh提出的浮选过程中气泡-颗粒的碰撞模型,以湍流耗散率为特征参数,对顺排、差排布置中前后两排涡流发生器的间距s进行优化,结果表明,差排布置且间距s=10mm时,ε的值在所有的布置方案中最大,为16.52m2/s3,因此在分选实验中,将采用这种结构的管流段,对强化矿化分选效果进行验证。 基于数值模拟的结果,在确定了涡流发生器的结构和布置方案之后,进行分选实验,分别对对光管、1#管-单排布置、3#管-三排布置、9#管-9排布置的管流段进行分选实验,实验结果表明:四种管流结构下的精煤产率呈现递增趋势,且精煤灰分差异不显著,使可燃体回收率有了明显提高,强化了煤泥浮选效果。