红花杂质混合物料各成分差异特性较小,导致在红花的分离清选过程中存在着含杂率和损失率高且难以分离的问题,直接影响着红花清选装置的清选工作效率。本论文在分析国内外清选装置研究进展的基础上,结合红花花丝的物理力学特性,通过数值模拟和试验研究相结合的方法,设计一种气力式红花清选装置。主要在以下几个方面进行了研究:（1）对红花花丝及其杂质物料物理力学特性进行分析。测定了红花花丝的尺寸和不同悬浮阶段的悬浮速度,并测定研究了摩擦系数、碰撞恢复系数以及堆积角参数等,应用坐标填充法建立了花丝混合物料中不同成分的离散元模型,结合堆积角仿真研究,进行离散元参数标定,以干红花花丝堆积角试验的堆积角为响应值,离散元仿真软件的各项参数为自变量。依次进行了PlackettBurman（PB）试验、最陡爬坡试验、Central Composite试验,对红花花丝的离散元仿真参数进行试验优化,得到堆积角的显著影响因素:花丝-花丝静摩擦系数为0.21,花丝-花丝滚动摩擦系数为0.12,将离散元仿真试验结果与红花花丝堆积物理试验进行对比验证,相对误差为1.15%。验证了花丝混合物料中不同成分离散元参数模型的准确性与可靠性。（2）对气力式红花清选装置进行总体结构设计,主要包括清选机构和上料机构。研究清选装置的工作原理,分析气流场作用下花丝与杂质的分离过程,分析颗粒的受力变化,建立花丝及其杂质颗粒在分离室内受到气流场作用下的运动模型,找出影响花丝颗粒运动轨迹的因素。根据已有研究和理论计算,对电机、风机和减速器进行选型。通过对关键部件进行设计选型,确定了气流倾角和除尘口角度以及气流速度的重要工作参数;（3）采用数值模拟试验方法对单因素参数进行仿真试验研究,发现了混合物料中小石子,黏结花丝团和红花花丝在气力式分离清选过程中的迁移规律及其运动特性,采用CFD-DEM耦合方法对气力式红花清选装置中红花花丝与其他物料的分离清选过程进行了数值模拟研究,获得了分离清选过程中花丝与其他物料在清选腔室内平均速度的变化曲线和运动轨迹,研究了花丝杂质混合物料各组分在清选腔室内随时间的运动轨迹与平均速度变化趋势。（4）搭建试验台进行清选性能试验。以气流倾角和除尘口角度以及气流速度自变量,花丝含杂率和清选损失率为响应值,分别建立了各因素与含杂率和清选损失率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析,获得了气力式红花花丝分离清选装置最优工作参数:结果表明,当气流速度7m/s、气流倾角0°、除尘口角度25°时,清选效果最好,清选含杂率0.69%、损失率2.75%。通过控制上料装置电机速率控制喂入量工作环境,按照气固两相流数值模拟工况安排进行清选性能验证试验,从试验结果和粒度分布可以看出,含杂率0.72%,即比预测值低0.03个百分点。损失率为2.75%,即比预测值低0.09个百分点。比较实验结果表明,两者相对较接近。