循环量改变对宽粒级煤泥浮选机流场与分选效果的影响研究

摘要

随着选煤工艺的日趋成熟，选煤工业基本形成了块煤重介选，煤泥浮选的工艺格局。由于重介选设备趋于大型化发展方向，导致0.5-1mm细颗粒难以有效分选，同时，浮选对于+0.3mm粗粒煤难以保证其回收率，使得粒度处于1-0.3mm之间的粗煤泥的分选问题亟待解决，因此分选这部分粗煤泥的设备的开发和研究则备受关注。
　　课题组经过前期大量的理论研究与试验验证，设计出了宽粒级煤泥浮选机，将浮选粒度上限扩展至1mm，成功地解决了粗粒煤浮选问题。本论文针对该浮选机的矿浆循环量进行了研究，通过在浮选机内增设不同面积的挡板，以此来减小高位矿浆循环量，采用计算流体动力学软件对增设挡板后浮选机内部流场进行了气液两相数值模拟，根据数值模拟计算结果对各循环量的变化以及循环量改变对浮选过程中各因素的影响进行了分析。为了对实际分选效果进行检验，组建了实验室小型浮选机试验系统，在该系统上进行了小型宽粒级煤泥浮选机浮选试验。试验结果表明:在浮选机内增加挡板后，精煤产率显著提高，挡板面积为循环通道横截面积的67％时，精煤产率增幅最高可达9.98％。粗粒级产率增加幅度相对于细粒级而言更大，其中，0.5-1mm粒级精煤产率增加了12.58％。同时，尾煤灰分增加8.94％。0.125-1mm粒级精煤产率与尾煤灰分分别增加了8.96％、9.82％。由此证明，在宽粒级煤泥浮选机内增设挡板，可以显著提高精煤产率与尾煤灰分，改善浮选效果。随后，为了进一步回收粗粒精煤，对浮选尾煤进行了再选。从尾煤再选的试验结果中可以看出，当挡板面积为循环通道横截面积的67％时，精煤产率相对于不设挡板时增加了6.13％，尾煤灰分增加了6.25％。其中0.5-1mm粗粒精煤产率提高了10.49％，尾煤灰分增加了4.44％。1-0.125mm粒级精煤数量效率与可燃体回收率可达88.99％、88.39％，进一步增强了对粗粒精煤的回收作用，改善了浮选效果。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题的意义

1．2 文献综述

1．2．1 浮选理论研究现状

1．2．2 粗粒浮选设备研究现状

1．2．3 机械搅拌式浮选机中矿浆循环量的研究现状

1．2．4 计算流体力学在浮选中的应用

1．3 论文研究内容及研究方法

第二章 宽粒级煤泥浮选机简介

2．1 宽粒级煤泥浮选机结构

2．1．1 浮选机槽体

2．1．2 叶轮-定子系统的设计

2．1．3 筛板的设计

2．1．4 矿浆分配器设计

2．2 宽粒级煤泥浮选机分选原理

2．3 改变宽粒级煤泥浮选机循环量

2．3．1 改变循环量的原因

2．3．2 改变循环量的方法

第三章 宽粒级煤泥浮选机数值模拟

3．1 计算流体动力学简介

3．2 计算流体动力学软件FLUENT简介

3．2．1 FLUENT程序结构与求解过程

3．2．2 FLUENT中湍流模型

3．3 几何建模及网格划分

3．4 数值计算方法及边界条件设置

3．5 气液两相流场数值模拟结果与分析

3．5．1 截面与区域的定义

3．5．2 循环量的变化

3．5．3 循环量改变对浮选机内矿浆压力的影响

3．5．4 循环量改变对叶轮搅拌功率的影响

3．5．5 循环量变化对浮选过程的影响

3．6 本章小结

第四章 宽粒级煤泥浮选机试验研究

4．1 试验系统

4．2 试验煤泥煤质特性

4．2．1 煤泥粒度分析

4．2．2 煤泥密度分析

4．2．3 浮选试验效果评定方法

4．3 试验结果与分析

4．4 本章小结

第五章 尾煤再选试验研究

5．1 尾煤再选试验条件

5．2 试验结果与分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 论文完成的主要内容及结论

6．2 后续研究及改进方向

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文