离心分选技术已广泛地应用于金、银、钨、锡等金属矿物分选和回收中,但目前国内外关于离心分选研究主要放在工业应用上,应用基础远远滞后于工程实践,早期的关于离心分选研究一般侧重于工艺现象的解释,理论方面多采用简单的模型描述分选过程,只能与实际分选结果定性一致。此外,现有离心分选设备还不能实现真正意义上的连续排料,使其难以应用于粗煤泥分选。本文以粗煤泥为研究对象,自主研发离心复合力场粗煤泥分选设备,运用矿物加工学、流体力学等多学科理论基础,采用理论分析、数值模拟、试验研究和数值分析等多种研究方法,阐明了不同操作参数下各物料属性在离心复合力场中的迁移规律和分选行为;建立了离心复合力场颗粒运动动力学方程,揭示了颗粒在离心复合力场中的分离机理;确定了离心复合力场中流膜平均厚度及对分选效果的影响规律,阐明了离心复合力场中液流和颗粒运动规律以及湍流特性;研发了离心复合力场粗煤泥连续分选系统,考察了操作参数等对粗煤泥分选效果的影响。本文的主要研究内容和结论为:（1）采用0.25-0.5 mm、0.5-0.63 mm、0.63-0.8 mm和0.8-1.0 mm四个窄粒级入料,考察了转速和反冲水压力对离心复合力场颗粒分选行为的影响规律:各窄粒级颗粒群在溢流产物中密度分配率随着粒度级增大而降低,并且各密度分配率随转速增大而减小,随反冲水压力增大;通过转速和反冲水压力的相互配合,可以显著调控细粒级（0.25-0.50mm）和中间粒级（0.5-0.63mm和0.63-0.8mm）物料在产物中的分配,而对0.8-1.0mm粗粒级颗粒分配率的调控作用不明显。（2）研究了转筒内物料粒度、密度及灰分的空间分布,结果表明:颗粒群在转筒内迁移过程中呈现出梯级迁移的特点,即物料按粒度和密度大小沿转筒底部依次向上迁移。并且在分选区,反冲水孔下部主要是较高密度且较粗的颗粒,反冲水孔上部主要是低密度颗粒。（3）基于窄粒级颗粒分选特性的差异性,试验研究了0.25-0.5 mm、0.5-0.63 mm、0.63-0.8 mm和0.8-1.0mm四个窄粒级颗粒群的分选特性,结合转速和反冲水压力对分选密度和分选效果综合评定结果表明:在一定转速下,随着反冲水压力增大,分选密度升高,Ep值也增大;在相同反冲水压力下,随着转速增大,分选密度降低,Ep值也降低。同时试验研究了粒度组成对0.25-1.0mm颗粒分选过程的影响,结果表明,分选条件一定的情况下,颗粒群的分选密度由物料的粒度组成决定:细粒级含量越多,分选密度越高,粗粒级含量越多,分选密度越低。（4）通过颗粒受力分析和量级比较,建立了颗粒在离心复合力场中径向运动的动力学微分方程,采用数值分析法结合离心复合力场中颗粒运动动力学分析,揭示了离心复合力场颗粒分离机制:离心力加速了颗粒的径向沉降,放大了不同密度颗粒间沉降速度差异,并在径向反冲水的作用下,进一步提高了轻重颗粒的径向运动差异,从而强化了轻重颗粒的分离效应。（5）结合理论分析和试验研究,对离心复合力场颗粒分选过程进行了研究,发现颗粒分选过程由以下三个阶段构成,并揭示了各阶段颗粒运动控制机制:第Ⅰ阶段:当床层未形成时,几乎没有发生分选作用,只有少数低密度级物料因受离心力较小,优先从分选转筒内分离出来,此过程主要受离心沉降控制;第Ⅱ阶段:即床层形成阶段,转筒内颗粒床层增厚,颗粒受离心力作用,流膜底层颗粒浓度增大,使颗粒群受到层间斥力增大,层间斥力和惯性离心力之间的相互作用使床层松散和分层,在这一阶段,颗粒由离心沉降控制转变为松散和分层驱动;第Ⅲ阶段:也即分选阶段,转筒内床层完全形成,分选区内颗粒群受离心力和反冲水作用强化分选过程,使床层再次松散,夹杂在底层的低密度颗粒重新进入分选区进行分选,从而强化分选过程。（6）采用试验研究方法测定了分选转筒内流膜平均厚度,构建了流膜厚度与转速和给水量之间的定量关系;并采用数值模拟方法研究了转筒内流膜的形成过程,结果表明转筒内流膜平均厚度的数值模拟结果与实验结果一致,间接验证了模型的可靠性。（7）运用CFD-DEM耦合方法对离心复合力场中液流和颗粒运动进行了模拟,通过CFD技术求解流场,再使用DEM方法计算颗粒系统运动受力情况,二者以一定的模型进行质量、动量和能量等传递进行耦合计算。分析了液流结构、液流速度分布、湍流特性、颗粒运动轨迹、颗粒分布特征及颗粒运动速度,结果表明:颗粒运动与流体具有较好的跟随性;转筒内液流运动速度大小为:切向速度>轴向速度>径向速度;在分选区,由于径向的反冲水作用,液流的切向速度减小,轴向速度和径向速度均增大。（8）对离心复合力场中湍流特性研究表明:与分层区相比,分选区由于径向的反冲水的作用,流入分选转筒内反冲水的流速增大,时均流速增大,转筒内液流的湍流动能和湍流耗散率提高,形成显著的湍流速度梯度,使颗粒受到的向心“浮力”增大;同时,反冲水的脉动,使颗粒群再次松散,使发生错配的颗粒进行二次分选,从而强化颗粒分选效应。（9）研制了离心复合力场连续分选机,构建了离心复合力场连续分选系统,对0.25-1.0mm和0.25-2.0mm两种粗煤泥进行了分选试验,分别建立了精煤产率、精煤灰分、分选密度和Ep值与操作参数之间的关系式,考察了离心力、反冲水压力和给料量操作参数对两种粗煤泥分选结果的影响:给料量对分选效果影响不显著,离心力和反冲水压力的相互作用是影响两种粗煤泥分选效果的主要因素,反冲水一定的情况下,增大离心力,分选密度降低,可能偏差降低;离心力一定的情况下,增大反冲水压力,分选密度升高,可能偏差增大。（10）参数优化试验结果表明:0.25-1.0mm的粗煤泥在离心力为40G、反冲水压力为0.08Mpa时获得产率为66.16%、灰分为6.72%的精煤,Ep值为0.13。0.25-2.0mm的粗煤泥在离心力为25G、反冲水压力为0.06Mpa时获得产率为58.52%、灰分为5.43%的精煤,Ep值为0.15。