基于浮选-流体动力学耦合的多流态柱式分选过程数值模拟研究

项目名称： 基于浮选-流体动力学耦合的多流态柱式分选过程数值模拟研究

项目编号： No.51404264

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 矿业工程

项目作者： 闫小康

作者单位： 中国矿业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 计算流体动力学（CFD）数值模拟技术是浮选设备内部流动研究的重要手段，目前还不能实现将流动和矿化反应结合起来求解，因此不能全面而准确地模拟矿物分选的流动-分离过程。本课题以旋流-静态微泡浮选柱为研究对象，对其多流态分选过程开展浮选-流体动力学耦合的CFD数值研究，具体内容包括：建立多流态柱式分选过程的气-液-固三相流体动力学模型，模型中考虑流态对相间作用力的影响，并使用群体平衡模型计算气泡的破碎和兼并；基于流体动力学模型，通过研究矿化反应与流场的耦合作用机理，从数学模型和计算方法上实现浮选动力学和流体动力学的耦合，建立可同时求解流动和矿化的计算模型；在FLUENT软件平台上进行模型的求解，并利用PIV多相流测试技术及矿物分选实验对模型进行验证和修正。最终建立可用于该多流态柱式分选流动-分离过程模拟和浮选指标定量预测的数学模型,为设备的优化、放大和性能提升提供理论和技术支撑。

中文关键词： 旋流-静态微泡浮选柱；多相流；计算流体动力学数值模拟；浮选动力学；耦合

英文摘要： Computational Fluid Dynamics (CFD) is an important tool for investigating the inner flow field of flotation equipment. Due to the lacks of coupling with mineralization reaction calculation, the flow and separation process in flotation can not be simulated

英文关键词： Cyclonic-static Microbubble Floatation Column；Multiphase flow；CFD numerical simulation；Flotation kinetics；Coupling