充填浮選柱捕集區(qū)混合與傳質(zhì)特性研究.pdf

1、充填浮選柱作為一種新型浮選設(shè)備具有操作方便、單位能耗低、不需要刮泡裝置、氣泡發(fā)生器及機(jī)械攪拌裝置等優(yōu)點(diǎn),在分選細(xì)粒物料時(shí)效果尤其明顯,近年來(lái)廣泛應(yīng)用于礦物浮選及污水處理等領(lǐng)域。
　　本文旨在為充填浮選柱設(shè)備及工藝流程的設(shè)計(jì)、放大和操作條件的確定提供量化依據(jù)及理論工具。本研究用充填浮選柱主體為圓柱體,柱高1.5m,直徑104mm,內(nèi)填有350Y型規(guī)整填料。實(shí)驗(yàn)結(jié)合課題組前期磷礦浮選工藝研究所得之結(jié)論,分別對(duì)充填浮選柱捕集區(qū)的混合、氣

2、含率和傳質(zhì)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論機(jī)制探討。
　　在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,采用了顆粒特征粒徑的示蹤響應(yīng)法、液位上升法和動(dòng)態(tài)通氣法分別對(duì)捕集區(qū)顆粒停留時(shí)間分布、氣含率和體積傳質(zhì)系數(shù)等主要參考因素進(jìn)行了測(cè)量分析。針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)的各自特點(diǎn),考察了表觀氣體流速、捕集區(qū)高徑比、表觀液體流速和捕收劑加入量對(duì)上述參數(shù)的影響規(guī)律。
　　(1)對(duì)于停留時(shí)間分布實(shí)驗(yàn),浮選柱捕集區(qū)顆粒平均停留時(shí)間和無(wú)因次方差的大小會(huì)跟隨表觀氣體流速的增大而同向變化,此

3、時(shí)顆粒流動(dòng)更接近于全混流;隨著捕集區(qū)高徑比的增大,礦物顆粒在捕集區(qū)的平均停留時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng),但其無(wú)因次方差卻有所減小,此時(shí)固體顆粒的流動(dòng)更接近平推流模型;實(shí)驗(yàn)還得出了洗水流速對(duì)礦物顆粒停留時(shí)間無(wú)較大影響的結(jié)論。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)后,發(fā)現(xiàn)有下面的關(guān)系式成立:
　　Pe=3.912(Jg/Jw)-0.381(Hc/D)0.753;N=2.286(Jg/Jw)-0.468(Hc/D)0.734。
　　(2)對(duì)于本浮選柱中氣液兩相體系

4、的氣含率實(shí)驗(yàn),當(dāng)壓縮空氣的進(jìn)氣量的增大時(shí),氣含率的大小會(huì)逐漸增大。但當(dāng)氣體加入量超過(guò)450l/h時(shí),氣含率增長(zhǎng)逐漸趨緩;氣含率的大小隨著起泡劑加入量現(xiàn)增加后減小,當(dāng)起泡劑加入量介于200ml/h與300ml/h之間時(shí),氣含率最大;隨著捕集區(qū)高徑比的增大,氣含率減小,但當(dāng)捕集區(qū)高徑比為7.1時(shí),氣含率減小趨近平緩。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的模擬訓(xùn)練和結(jié)果預(yù)測(cè),發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很好的預(yù)測(cè)模擬能力,其相對(duì)誤差小于±5％。
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