旋流流化床離心分選細粒赤鐵礦的特性和機理研究

《旋流流化床離心分選細粒赤鐵礦的特性和機理研究》是依託昆明理工大學，由謝海雲擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：旋流流化床離心分選細粒赤鐵礦的特性和機理研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：謝海雲
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

我國鐵礦資源豐富，但全國總鐵礦儲量的1/5 以上為細粒難選的弱磁性赤鐵礦，需要深度精選才能得到高品質鐵精礦，因此，通過深入的基礎理論研究，形成高效的分選新技術方法，對提高這類資源的利用率具有重要的理論和實際意義。採用基於流化床離心分選和旋流器原理開發的旋流流化床離心分選法深選細粒赤鐵礦，研究內容包括：1、分選特性，包括操作因子篩選、鐵礦物在精礦和尾礦中的行為走向、分選過程的旋流器特徵如分離切割粒度及礦粒群由旋流分級向離心分選特徵轉變的臨界操作條件與調控方法；2、分選機理，包括礦漿自旋建立離心力場的原理、離心強化厚流膜分選流化床的構建與調控、流化床內重礦物的干涉沉降動力學及離心力場中大量重礦物的排放關鍵技術。項目研究的目標是通過旋流流化床離心分選法的特性及機理研究，為其技術最佳化及產業化奠定必要的理論基礎和提供理論指導。

結題摘要

我國鐵礦資源豐富，但全國總鐵礦儲量的20%以上為難選赤鐵礦，亟待選礦高效開發利用。為將流化床離心分選技術套用於細粒赤鐵礦，基於流化床離心分選和旋流器原理開發了旋流流化床連續離心分選法。採用自主研製的旋流離心分選機為試驗設備，進行了旋流流化床離心分選特性和機理研究。採用單因素條件和多變數正交試驗篩選了操作因子，得到旋流連續分選的主要操作因子分別為給礦濃度、給礦壓力、沉砂口壓力、溢流口壓力、溢流管深度、溢流管直徑、沉砂管直徑、分選錐環數等因素。通過產品品位、回收率、粒級組成等指標分析鐵礦物在精礦和尾礦中的富集狀態和行為走向，計算了分離粒度d50 等指標，分析了流化床離心分選的旋流分級特徵，探明了赤鐵礦分選過程的調控方法及分選指標的變化規律。根據流體力學理論確定了礦漿壓力與離心強度關係，查明了礦漿自旋、流化床結構、離心強度和流態化水壓力三者協同構建離心強化厚流膜流化床的原理，表明當設備結構參數一定時，流體壓力與流速、流量及等效離心強度均成正比關係，流體壓力對構建離心力場起關鍵作用，決定旋流連續離心分選效能的主要參數有給礦壓力、流態化水壓力、給料粒度和密度等。運用流體力學、數理統計等理論，進行流化床離心分選的干涉沉降動力學分析、流化床內礦粒的受力及相互作用機制，查明礦物顆粒在流化孔中分選主要受離心力、向心浮力和流體阻力作用。通過自由沉降和干涉沉降分選因素分析，建立了流化床離心分選的干涉沉降動力學模型，分析了各因素對分選指標的影響機理。採用計算流體力學數值模擬方法，探明了旋流流化床離心分選的流場特徵。分選腔中流體速度分布的計算結果表明，設備分選柱內流體的切向、軸向和徑向速度分布合理，流場穩定，其旋流產生的流態對離心力場的構建起了決定作用。本項目研究結果為旋流流化床離心分選技術套用於大量難選赤鐵礦的分選提供了一定研究基礎，並為其將來技術最佳化或產業化提供了一定指導。