基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟

为了探明螺旋溜槽的流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律,基于CFD理论,采用k-ε湍流模型、VOF多相流模型和离散相耦合等方法,对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟,进而探讨了螺距和给矿流量对它们的影响。结果表明,螺旋溜槽流场中的水相流速呈明显的条带状分布,其速度值沿槽深方向逐渐升高,沿径向从内向外逐渐增大;湍动能在径向上以类似于椭圆环状分布,外缘的紊流度从上至下逐渐升高;在相同的流场条件下,颗粒运动速度极值与密度大小呈负相关;螺距增大后,水层厚度不变,而水相流速和湍动能相应增加,颗粒的运动速度也明显增加,这有利于加速粒群的分带和分选;给矿流量对水层厚度、流速和湍动能的大小均具有明显影响,但对流场分布特征影响较小,而颗粒运动的随机性与该因素呈正相关,即流量增大会导致粒群分带延迟,影响分选。     

TiO2/蒙脱土复合材料光催化降解丁基黄药性能研究

双马瑞雪蒋潇宇李国栋赵思凯沈岩柏(东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819) 摘要浮选废液中残余的黄药会严重危害自然生态及环境,为实现对黄药的高效降解,依据固相扩散原理,采用固相研磨—粉末烧结法成功制备出了TiO2/蒙脱土(MMT)复合材料,通过XRD、FTIR、SEM、紫外-可见光吸收光谱和光致发光光谱等检测手段对材料的结构、形貌和光化学特性进行表征,并在紫外光条件下考察了TiO2负载量、光催化剂用量、丁基黄药初始浓度和黄药种类等因素对其光催化降解性能的影响,根据活性基猝灭试验和模拟废液的实时吸光光谱结果探讨了对丁基黄药的光催化降解机理。结果表明,80%TiO2/MMT具有更高的紫外光吸收性能和较低的光生载流子复合效率,0.2 g/L的光催化剂在光照30 min后对初始浓度为20 mg/L丁基黄药的光催化降解率达到99.52%,且催化剂的重复利用性高,可以有效降解多种黄药。超氧自由基（·O2-）和空穴（h+）是光催化降解丁基黄药的主要活性物质,且光催化降解过程中产生了过黄药这一中间产物。     

草分枝杆菌在黄铁矿和闪锌矿表面的选择性吸附研究

研究了草分枝杆菌在不同的影响因素条件下，在黄铁矿和闪锌矿表面的选择性吸附情况。实验结果表明，草分枝杆菌在黄铁矿和闪锌矿表面可发生明显的选择性吸附，在黄铁矿表面的最大吸附率可达到96．99％。而在闪锌矿表面的吸附率均在20％左右；草分枝杆菌在两种矿物表面的吸附在较短的时间内即可达到平衡；pH值是影响草分枝杆菌在两种矿物表面发生选择性吸附的关键因素，pH大于4．95后，选择性吸附现象明显；矿浆浓度超过6g／L和菌液浓度在0．5～4g／L之间利于选择性吸附；温度对吸附效果影响不大。扫描电镜检测结果表明，Mycobacterium Phlei细胞外膜表面的菌丝是重要的吸附位。     

诺卡氏茵在黄铁矿和闪锌矿表面的选择性吸附

研究了诺卡氏菌在不同影响因素条件下，在黄铁矿和闪锌矿表面的选择性吸附。结果表明：培养120h后诺卡氏菌达到最大生长量；诺卡氏菌在黄铁矿和闪锌矿表面发生明显的选择性吸附，在黄铁矿表面的最大吸附率可达到96．99％，而在闪锌矿表面的吸附率大都在20％以下；诺卡氏菌在两种矿物表面于20min内即可达到吸附平衡；pH值是影响诺卡氏菌在两种矿物表面发生选择性吸附的关键因素，pH在4～10之间时，选择性吸附现象明显；矿浆浓度超过6g／L时有利于发生选择性吸附；细胞悬浊液浓度、搅拌速度和温度对吸附效果影响不大，均可产生选择性吸附。扫描电镜检测结果表明，诺卡氏菌细胞表面的菌丝是重要的吸附部位；红外光谱分析结果表明，诺卡氏菌表面含有-0H、-NH2、C=O、P=O、S=O等活性官能团，它们在吸附过程中起重要作用。     

草分枝杆菌在硫化矿物表面的选择性吸附规律

研究了草分枝杆菌在黄铁矿、方铅矿、黄铜矿和闪锌矿表面的吸附情况。试验结果表明，草分枝杆菌可以在4种硫化矿物表面发生明显的选择性吸附，在黄铁矿表面吸附情况较好，而在其他3种矿物表面则较差；pH值是影响草分枝杆菌在4种硫化矿物表面发生选择性吸附的关键因素，在pH为4～12之间时选择性吸附现象明显；矿浆浓度在6g／L以上和菌液浓度在0．5—4g／L之间有利于选择性吸附；温度对吸附影响不大；扫描电镜结果显示，草分枝杆菌细胞外膜表面的荚膜是重要的吸附位。研究结果表明，可以在浮选分离中利用草分枝杆菌抑制黄铁矿而优先浮选其余3种硫化矿物。     

水力旋流器内部流场及分选过程的研究进展

论述了水力旋流器内部流场特性研究的发展历程及研究现状。详细介绍了数值试验方法在旋流器模型建立、内部流场特性描述、颗粒在其流场中的分离过程以及旋流器结构参数优化设计等方面的应用。在此基础上,提出了今后的研究方向与重点,即对于轴向零速包络面（LZVV）及空气柱的特性仍需进一步研究;在高浓度矿浆中,颗粒形状及颗粒与颗粒、颗粒与流体、颗粒与器壁之间相互作用对分离效率的影响仍是下一个时期的研究重点。     

半导体式矿业安全用气体传感器的制备及其应用研究进展

CH4、H2S、NOx、SO2、CO、H2等矿业有毒有害气体是造成矿山安全事故的主要原因之一,直接危害员工的身体健康和企业的财产安全,因此对其提前感知和主动预警对矿业安全具有十分重要的意义.气体传感器是一种能够检测目标气体的种类及浓度,并将其以电信号进行输出的器件,其中半导体式气体传感器具有响应快、灵敏度高、性能稳定、...     

铁尾矿多孔基板的制备及其在Co3O4纳米线合成中的应用

以齐大山磁选的铁尾矿为原料,通过添加造孔剂采用模压—烧结法制备得到铁尾矿多孔基板,并探讨所获基板在Co₃O₄纳米材料合成中的应用。在对铁尾矿的粒度及成分分析的基础上,考察了造孔剂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球的添加量对铁尾矿多孔基板的体积密度和显气孔率的影响规律。通过扫描电镜观察可知,铁尾矿中添加10%的PMMA微球时,所获多孔基板的孔隙结构最优。以Co（NO₃）₂·6H₂O为钴源,尿素为碱源,蔗糖为模板剂,采用水热法在铁尾矿多孔基板表面制备得到Co₃O₄纳米线,并探究水热时间对Co₃O₄纳米线形貌的影响规律。分析结果表明,在水热温度160℃反应6 h时所获的Co₃O₄纳米线具有长径比高、形貌均一的特点,适用于作为纳米传感器的潜在原材料。      

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。     

菱镁矿和白云石的表面性质及浮游性的密度泛函理论研究

菱镁矿是一种重要的含镁矿物,是制取金属镁的主要原料,菱镁矿和白云石的分离是使用浮选法富集菱镁矿的关键问题之一。矿物表面润湿性的调节是浮选过程中的核心问题,与矿物的表面性质密切相关,深入了解这两种矿物的表面性质,对研究菱镁矿和白云石的浮选分离具有重要意义。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究菱镁矿和白云石两种矿物解理面的性质及其与两种矿物浮游性之间的关系。结果表明：当矿物晶体破裂后,两种矿物的表面均出现明显的重构现象,白云石表面原子的弛豫现象比菱镁矿更明显;白云石（101）面的表面自由能小于菱镁矿（101）面的表面自由能;两种矿物表面Mg原子的3s轨道和2p轨道电子以及Ca原子的3s轨道电子的轨道能级均跨越费米能级;两种矿物（101）表面均具有较强的离子性。