CFD技術(shù)應(yīng)用于螺旋選礦機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究.pdf

1、隨著礦產(chǎn)資源的逐漸貧化與枯竭，有用礦物的嵌布粒度越來越細(xì)，分選越來越難。為了獲得足夠高品質(zhì)的選礦產(chǎn)品滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)以提高分選效率是當(dāng)今選礦設(shè)備的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向。
　　螺旋選礦機(jī)作為一種重力選礦設(shè)備，自發(fā)明以來，因諸多優(yōu)點(diǎn)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用。特別是近年來，通過對螺旋槽結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，研制開發(fā)出了許多型號的螺旋選礦機(jī)。但這些優(yōu)化設(shè)計(jì)方法基本都是建立在試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯康幕A(chǔ)上，缺乏機(jī)理性研究。本文將計(jì)算流體力學(xué)（CF

2、D）應(yīng)用到螺旋選礦機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，以提高螺旋選礦機(jī)分選效率為目的，主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）以北京礦冶研究總院研制的BL600螺旋溜槽（螺旋選礦機(jī)的一種）為基礎(chǔ)，借助 FLUENT軟件，利用多相流流場及離散相顆粒軌道模型，建立了螺旋溜槽分選流場CFD模型。并對其分選過程進(jìn)行模擬仿真，通過將仿真結(jié)果與已有的螺旋溜槽分選機(jī)理及礦物顆粒運(yùn)動軌跡研究結(jié)果進(jìn)行對比分析，證明了建立的 CFD模型的可靠性。為螺旋槽結(jié)構(gòu)的改進(jìn)優(yōu)化提供了一個數(shù)

3、值模擬的研究平臺。
　?。?）為提高螺旋溜槽的分選效率，本文提出在螺旋槽槽面增加一定結(jié)構(gòu)形式的溝槽的優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)了多種刻槽結(jié)構(gòu)方案，并建立相應(yīng)的CFD模型。借助FLUENT軟件進(jìn)行正交模擬試驗(yàn)。同時針對模擬試驗(yàn)結(jié)果提出顆粒進(jìn)入螺旋槽內(nèi)緣最短時間為最優(yōu)方案的評價(jià)機(jī)制。通過分析評價(jià)，最終獲得了最優(yōu)的螺旋槽刻槽結(jié)構(gòu)方案。
　?。?）依據(jù)正交模擬試驗(yàn)獲得的最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案，以標(biāo)準(zhǔn)型BL600螺旋溜槽為基礎(chǔ)，制作了一頭最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案樣機(jī)。

4、為了驗(yàn)證優(yōu)化樣機(jī)的可信性，在實(shí)驗(yàn)室將制作好的本研究樣機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)型BL600螺旋溜槽各取一個頭安裝于同一臺BL600螺旋溜槽支架上，建立重選試驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行硫鐵礦分選對比試驗(yàn)研究。對比試驗(yàn)結(jié)果表明，本研究樣機(jī)的分選性能明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)型螺旋溜槽，也驗(yàn)證了本文提出的“CFD模型-正交模擬試驗(yàn)-最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案”的螺旋溜槽（螺旋選礦機(jī)）結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究方法的可行性和可信性。
　　本文將CFD技術(shù)應(yīng)用于螺旋溜槽流場建模中。首次利用CFD技術(shù)與正交模擬試驗(yàn)