《氣流帶動礦物摩擦荷電的流體動力學機理研究》是依託昆明理工大學，由戴惠新擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：氣流帶動礦物摩擦荷電的流體動力學機理研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：戴惠新
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氣流帶動礦物摩擦荷電是一種高效的摩擦荷電方式。礦物在摩擦荷電器內的運動方式是使礦物充份地帶上較多電荷的重要影響因素，項目結合雲南磷礦實際，開展摩擦荷電過程的流體動力學機理研究，對形成國內此方面新的研究方向，開發磷礦電選技術基礎原型，推動我國摩擦電選研究、套用的進步具有重要的理論和實際意義。研究在分析礦粒在氣流帶動下的運動模式及受力的基礎上，建立礦粒摩擦過程的動力學方程，建立摩擦荷電器內的氣、固混合模型，研究數學求解方法，利用虛擬設計技術對摩擦荷電器的裝置進行三維實體CAD設計，利用FLUENT.CFD軟體進行流場計算機模擬數字仿真計算，研究虛擬設計、最佳化設計、計算機輔助分析的新方法，設計並製作2～3種高效氣流式摩擦荷電器，用雲南典型磷礦結合現代高速攝影及荷電測量技術進行礦粒運動規律及荷電試驗，修證模型及設計參數，製作最佳荷電器，進行雲南磷礦實際礦物分選試驗，探索最佳分選方案和參數。
結題摘要
使礦粒充分荷電是摩擦電選的前提，氣流帶動礦物摩擦荷電作為一種高效的摩擦荷電方式在摩擦電選中有較好的套用前景，項目結合雲南磷礦實際，開展摩擦荷電過程的流體動力學機理研究，對開發磷礦電選新技術，推動我國摩擦電選研究、套用的進步具有重要的理論和實際意義。項目通過對礦粒在氣流帶動下摩擦荷電的運動模式、受力及影響因素分析，建立了礦粒摩擦過程的動力學方程，構建了新型的氣流型摩擦荷電器模型，採用數值模擬的方法，對衝擊型、旋流器型、文丘里型、圓弧管型、三通管型等管型，折線方管式、直線隔板式、波紋狀隔板式、網式、斜板式等箱型氣流摩擦荷電器結構進行了研究，掌握了其中氣固二相流運動規律。衝擊型、斜板式、鋸齒波隔板式、正弦波隔板式作為有利於加強礦粒摩擦碰撞的新型結構，製作出了這四種結構氣流摩擦荷電器的透明模型，採用高速攝像對顆粒在氣流帶動下的運動規律研究表明，其運動規律與數值模擬結果吻合，鋸齒波、正弦波隔板式箱型摩擦荷電器內顆粒運動規律類似，發生摩擦碰撞較強的區域主要集中在摩擦板相隔的中部區域，在波谷處都易沉積礦；斜板式箱型氣流摩擦荷電器內整個顆粒群的分散性較好，摩擦碰撞較強；衝擊型摩擦荷電器內顆粒與摩擦擋板發生碰撞，然後呈現爆炸式向四周擴散運動，顆粒運動紊亂性強，摩擦碰撞強烈。通過參數的進一步最佳化，試製了衝擊型、斜板式箱型、鋸齒波隔板式箱型三種新型氣流摩擦荷電器，採用磷灰石、石英進行摩擦帶電試驗，結果表明三種荷電器均有較好摩擦帶電效果，其中以衝擊型氣流摩擦荷電器的荷質比最高，表明加強顆粒的摩擦碰撞有利於摩擦荷電，以此為基礎開發岀了新型衝擊型氣流摩擦荷電器及衝擊式摩擦電選機，選取雲南海口中低品位磷礦進行的摩擦電選試驗表明，對品位（P2O5）為22.16%原礦，磨至-200目85.2%，通過一粗二精一掃分選，可得到產率為53.61%，品位為29.24%，回收率為71.45%的磷精礦，取得了較好的指標，為中低品磷礦的清潔開發利用提供了新的技術方法及理論依據。
