叶轮转速与通气量对宽粒级煤泥浮选影响的研究

以小于1.0mm的粗煤泥为研究对象,利用实验室自制的充气搅拌式浮选机进行单元浮选试验,探讨了叶轮转速和充气量对宽粒级煤泥浮选的影响。研究结果表明,当充气量为400L/h及叶轮转速为1000r/min时,浮选精煤产率和可燃体回收率最大,并可以利用MATLAB数值计算软件拟合出浮选参数的关系。同时从颗粒与气泡碰撞和附着概率的角度分析了叶轮转速和通气量对浮选过程的影响,在一定范围内充气量和转速的增大有助于宽粒级煤泥的浮选,但充气量以及叶轮转速过高时浮选效果变差。最后,采用流体动力学模拟软件FLUENT14.5模拟出该浮选槽的流场,通过对比浮选机内部气相与水相的湍流度云图后发现与试验结果相符合。     

宽粒级煤泥浮选机流体动力学模拟与试验研究

针对常规浮选中粗颗粒与气泡碰撞概率低,且与气泡粘附后也会因矿浆的强烈湍流运动而极易从气泡上脱落的问题,结合粗、细粒矿物浮选特点,设计了一种适合于粗、细粒矿物分选的宽粒级煤泥浮选机。采用FLUENT软件对该浮选机进行了气液两相流场数值模拟研究,通过对浮选机内流体速度、湍流强度和气相浓度的分析,验证了该结构浮选机可为粗粒和细粒矿物浮选提供各自所需的流体力学环境。采用组建的实验室宽粒级煤泥浮选试验系统对章村矿选煤厂0～1mm煤泥进行了浮选试验。结果表明,通过选择合适的浮选工艺条件,采用该浮选机对0～1mm宽粒级煤泥浮选时,浮选精煤数量指数和可燃体回收率分别为96.33%和92.07%。     

浮选机叶轮工作参数对气泡尺寸分布特征的影响

气泡尺寸是衡量浮选动力学过程及其分选效果的重要依据。叶轮工作参数在根本上决定着流体通道大小和流体特性，进而影响气泡弥散和颗粒悬浮。本研究采用高速摄像机对KYF型浮选机内的气泡进行拍摄和尺寸分析，系统考查叶轮直径、叶轮离底间隙、叶轮转速3个因素两两交互对气泡尺寸分布特征的影响。结果表明，增大叶轮直径、缩小叶轮离底间隙、提高叶轮转速均可使气泡尺寸减小，同时也能改善气泡尺寸分布的均匀性；叶轮直径及离底间隙两个结构参数与叶轮转速之间具有显著的协同交互作用，在较低和中等叶轮转速下，叶轮结构参数对气泡尺寸特征的调控作用更为明显，叶轮转速则是在较小的叶轮直径和较大的叶轮离底间隙下影响更为显著；两个叶轮结构参数相比，叶轮直径对气泡尺寸的调控效应比叶轮离底间隙更显著，同时二者也有一定的交互作用，叶轮直径越大，叶轮离底间隙对气泡尺寸均匀性的影响越明显。研究结果可为浮选机内叶轮尺寸的选择和安装操作参数选取提供依据。     

不同粒度煤泥浮选特性的试验研究

进行了粒度上限为1mm煤泥的浮选特性研究,通过窄粒级煤泥浮选动力学试验,考察了叶轮转速与充气量对浮选动力学常数和浮选精煤产率的影响规律。结果表明,对于不同粒度级煤,叶轮转速变化比充气量变化对浮选速率的影响更为显著。在充气量较低时,叶轮转速对浮选速率常数的影响较明显,浮选速率常数随叶轮转速的提高而增大。对于同一粒度级的煤,当充气量保持不变时,浮选精煤产率和浮选速率常数随叶轮转速的提高而增加。     

搅拌叶轮尺寸对双叶轮浮选机性能的影响

通过对常规机械搅拌式浮选机进行改造,将其搅拌系统设计为2个转子(离心叶轮和搅拌叶轮)配1个定子的结构模式,开发了双叶轮浮选机.为了考察搅拌叶轮直径对双叶轮浮选机性能的影响,试验设计了直径为32、34和36 m m的搅拌叶轮,考察了直径对充气性能、悬浮性能和分选性能的影响.试验表明:浮选机的充气、悬浮和分选性能,与搅拌叶轮的结构特征和浮选机的转速有关.随着转速的增加,充气量越来越大,固体颗粒悬浮质量分数越来越小,而分选效率先增大后减小;在实验室现有搅拌叶轮尺寸条件下,叶轮直径为36 mm时,充气、悬浮和分选效果都达到最佳状态.     

某难浮煤泥浮选试验研究

对某难浮煤泥进行浮选脱灰试验,结果表明:在药剂制度相同、精煤灰分基本相当的条件下,通过浮选柱与浮选机一粗一精开路流程对比,浮选柱浮选精煤产率高出浮选机5.49%。浮选柱对该煤泥的浮选效果优于浮选机。     

自吸气浮选机设计参数对浮选流体动力学性能的影响

为考察自吸气浮选机设计参数对浮选行为的影响,设计了0.2 m3自吸气浮选机,在清水条件下考察浮选机叶轮转数、浸没深度、插入深度对浮选机吸气量和功耗的影响。结果表明:自吸气浮选机吸气量随叶轮转速的增加而增加,增加幅度逐渐变小,功耗随叶轮转速的增加逐渐增加;随着叶轮浸没深度的增加,吸气量逐渐减小,功耗逐渐增加;插入深度对吸气量的影响不大,低转速条件下,随着插入深度的增加,功耗变化不明显,转速达到556 r/min后,随着插入深度的增加,功耗小幅降低。试验结果可以为自吸气浮选机的参数设计提供参考。     

煤泥调浆湍流强化作用机理与新型涡流强化调浆过程

调浆过程为煤泥浮选提供良好的界面条件,是实现其高效分选的必要条件,其本质是一个多相流动过程,流体作用贯穿其中。聚焦煤泥调浆过程中的“湍流效应”,搭建了实验室型搅拌装置,利用数值模拟分析其湍流特征参量,研究了不同流场条件下颗粒分散特性和颗粒表面疏水性变化规律,并通过浮选试验进行验证,以此构建了基于湍流能量密度适配的新型涡流强化煤泥调浆过程,并分析其流场特性。研究结果表明：搅拌装置内存在流向相反的循环区,有利于颗粒分散,叶轮区流体流速和湍动能耗散率高于其他区域,叶轮叶片后存在尾涡,其发展状况与湍动能耗散率分布一致,叶轮区最小涡尺度最低,增强颗粒与药剂的相互作用,随着叶轮转速增大,流体流速和湍动能耗散率增大,最小涡尺度减小;颗粒分散浓度方差随着叶轮转速的增大而减小,低转速时搅拌装置底部颗粒浓度较高,分散效果差,包覆角随着叶轮转速的增大而增大,相同条件下,叶轮区颗粒包覆角最大,在试验范围内,叶轮转速增大,浮选产率增大;基于上述调浆过程中的湍流效应分析,构建了集成管流、错向旋流、撞击流等不同流场环境的煤泥调浆过程,并设计了MRM-800×3 600 mm型煤泥混合调质器,数值模拟表明该装置内湍流...     

基于CFD方法的KYF型浮选机叶轮后倾角度的影响研究

应用CFD方法研究了KYF浮选机不同后倾角度(0°、15°、30°、45°、60°、75°)叶轮在五种不同叶轮转速条件下的浮选机流场结构、叶轮循环量、功耗等关键参数。研究发现随着叶轮后倾角度的增加,浮选机流场结构具有相似性;后倾叶轮比径向叶轮(后倾0°)循环量平均大5%,不同后倾角度叶轮循环量相差不大;后倾角度的增加,功耗先减小后增大,后倾60°叶轮的功耗最小。叶轮转速的增加会导致叶轮循环量、功耗的明显增大,流场结构基本不变。     

不同能量输配的煤泥浮选过程特征

 为了研究不同能量输入条件下的煤泥浮选过程,以唐山矿区高灰难选煤泥为研究对象,将煤泥浮选过程分为调浆和浮选两个阶段,分别进行了调浆和浮选不同转速下的浮选功耗试验。试验结果表明：调浆过程和浮选过程最优的转速均为2400r/min;随着调浆搅拌转速的提高,精煤灰分和可燃体回收率先增加后减小;随着浮选功耗的增加,精煤灰分先增加后减小,精煤可燃体回收率逐渐增加;过低的搅拌强度不利于煤泥的矿化,而过强的搅拌会影响泡沫层的稳定。根据矿物可浮性的变化,对浮选过程中的能量需要进行分配,用最低的功耗获得较好的浮选指标。     

难浮粗颗粒煤泥在浮选柱柱体轴向的脱附规律

粗颗粒煤泥易于脱附是限制粗颗粒煤泥浮选的主要因素,为了探究粗颗粒煤泥在柱体内轴向的脱附规律,运用一种可在浮选柱给料口上方不同轴向位置添加上升水流的自制流化床浮选柱使浮选柱给料口以上的上升水流表观流速大于粗颗粒粒群的最大沉降末速,从而将经气泡携带至给料口以上的粗颗粒带入泡沫产品,减少在给料口以上因粗颗粒脱附而引起的精煤损失。研究结果表明,难浮粗煤粒在柱体轴向的脱附率和柱体轴向高度之间成线性关系,且界面脱附约占总脱附率的40%,从而证明难浮粗颗粒的主要浮选缺陷是脱附概率大,通过在给料口以上添加上升水流或者降低给料口以上柱体高度可有效实现难浮粗颗粒的浮选。     

高灰细泥对煤泥浮选影响的试验研究

针对细粒级含量高的高灰难选煤泥,为考察0.074mm粒级微细粒的浮选选择性情况,对细粒煤泥进行了红外光谱分析、分步释放试验分析及浮选速度分析,并对不同细泥含量的煤泥进行了浮选试验。试验结果表明:细泥在浮选过程中对精煤质量产生了很大影响,细泥含量越大,其可燃体回收率越低,且精煤灰分越高,分析认为细粒煤质量小、尺寸小、捕收剂分散性差是造成细泥选择性差的主要原因。     

煤泥自载体浮选

粒度组成细、高灰细泥含量大的煤泥浮选时,浮选精煤易于超灰且精煤产率低、生产操作困难。针对这些问题,在总结载体浮选理论的基础上,研究了以浮选精煤作为自载体改善煤泥浮选效果的作用和机理。结果表明:用浮选出的精煤作自载体可显著改善煤泥的浮选效果。随自载体量的增加,精煤产率、浮选完善指标、尾煤灰分均提高,浮选精煤灰分降低。乌海煤泥采用该工艺浮选时,确定出最佳自载体用量为入浮煤泥的10%,加入自载体经4次循环后即可达到稳定的浮选效果,浮选精煤产率提高7.11%、灰分降低1.14%,浮选完善指标提高7.25%。EDLVO理论的计算研究表明,精煤本身的疏水性和捕收剂在煤粒表面吸附产生的疏水力,促使细煤粒黏附于粗颗粒载体,细颗粒间也会发生疏水絮凝,改善了浮选环境和浮选效果。     

高灰难选煤泥分级浮选试验研究

针对开滦集团以高灰细粒级为主的难选煤泥,为降低精煤灰分,提高精煤质量和精煤产率,进行了分级浮选试验,以0.125 mm为分级粒度,分别进行了粗粒级和细粒级的分步释放浮选试验和浮选速度试验。试验结果表明,在灰分为11%左右时,分粒级浮选的精煤产率比全粒级浮选的精煤产率高约9个百分点,分粒级浮选的尾煤灰分比全粒级浮选的尾煤灰分高约6.5个百分点,分粒级浮选在精煤产率和尾煤灰分方面均优于全粒级浮选,从而说明了开滦高灰难选煤泥分级浮选的可行性。     

强化重力沉降作用的浮选柱降灰研究

为降低旋流微泡浮选柱(FCMC)处理高灰细泥含量大煤泥的精煤灰分,构建了强化重力沉降作用、沉降物单独回收的沉降-旋流微泡浮选柱(S-FCMC),研究了结构参数对精煤灰分、产率及浮选完善指标的影响,并与最优工艺参数的FCMC进行对比。结果表明:与FCMC相比,最佳结构参数组合的S-FCMC精煤灰分降低1.17%,尾煤灰分提高10.79%,精煤主导粒级(0.045mm粒级)灰分降低2.48%,0.074 mm粒级产率基本相当;沉降物中0.045 mm粒级占本级产率50%,灰分58.16%。S-FCMC通过强化浮选过程中高灰细泥的重力沉降脱除,有效减少高灰细泥对精煤的污染,降灰效果明显。     

精锐微泡浮选机强化微细粒浮选的机理与实践

微细矿粒质量小、动能低,与气泡的碰撞概率低,难以和气泡发生矿化反应,制约了微细粒矿产资源的回收。精锐微泡浮选机利用矿浆的高速射流生成负压,被负压吸入的空气与射流矿浆剧烈搅拌形成微小气泡,同时水力空化作用产生纳米泡,大大提高了气泡与矿粒碰撞附着几率。工业应用数据表明,精锐微泡浮选机对微小气泡的矿化和细粒矿物的浮选有特殊的功效。     

低阶煤煤泥油泡浮选技术研究

采用烃类油蒸发制造油气,将油气通入浮选柱气泡发生器的吸气口,生成油泡。对低阶煤煤泥进行油泡柱浮选试验,试验结果表明:油泡对低阶煤煤泥具有强捕收能力与高选择性,分选指标较好。将油泡浮选技术用于工业浮选柱分选,可有效降低浮选捕收剂用量,浮选泡沫层稳定,分选指标好。油泡浮选技术在低阶煤煤泥浮选提质中的应用,为低阶煤煤泥的资源化利用探索出一条新的途径。     

粗煤泥分选新工艺的试验研究

提出了一种新的粗煤泥的分选方法,即首先把粗煤泥粉碎到普通的泡沫浮选能够获得精度分选的粒级,然后采用泡沫浮选进行分选。磨煤试验和显微镜分析表明:粗煤泥经过粉碎后,其中的无机矿物得到了一定程度的解离,有利于提高精煤的产率。粗煤泥经磨碎至d50为82.57μm后,采用普通的泡沫浮选,可使浮选精煤产率达到70.00%以上,而精煤灰分低于11.00%。与目前采用的重选方法处理粗煤泥的工艺相比,该工艺分选效果有了显著的提高。     

临涣选煤厂粗煤泥回收工艺优化的实践应用

临涣选煤厂针对洗选过程中存在的精煤泥旋流器组溢流跑粗、精煤泥弧形筛筛下水跑粗、精煤泥弧形筛脱水效果较差等问题，重点开展精煤泥分级旋流器组入料分配不均匀、筛分错配物影响、弧形筛脱水效果的现场攻关和研究。现场大量试验表明:通过停止精煤泥旋流器组，增加精煤泥弧形筛数量、减小筛缝尺寸，改变精煤泥弧形筛击打，改用高频脱水筛等方式，从源头上解决了精煤泥分级旋流器组跑粗，明显改善了精煤泥弧形筛筛下水跑粗的问题，提高了精煤泥弧形筛分选效果。在降低介泥灰分、减少浮选过程中粗颗粒的含量、缓解浮选回收压力、降低降低浮选油耗、提高浮选精煤灰分、保证精煤产率、节约生产成本方面有实践意义。     

超声波强化褐煤浮选及其作用机制探讨

为强化褐煤浮选,提出了在浮选矿浆中引入超声波的新型浮选方式,结果表明:超声浮选精煤产率比常规浮选精煤产率增加了20.31%,灰分降低了7.94%,其中-0.045 mm粒级产率增加了近2倍。采用筛分、扫描电镜、X射线光电子能谱、诱导时间测定仪等方法研究了超声波对煤泥粒度组成和表面性质的影响,并重点探讨了超声波强化褐煤浮选的回收机理。超声波对煤粒表面的清洗和破碎作用使颗粒表面细泥黏附减少,但并未改变煤粒表面疏水性与亲水性官能团含量。超声波可在浮选矿浆中产生大量微泡,既可吸附于褐煤表面增强其疏水性,又增加煤粒与气泡的碰撞/黏附效率。超声波产生的空化作用在一定程度上可使煤表面的水化膜变薄-不稳定-易破裂,进一步强化了褐煤的浮选回收。