《規整填料膠磷礦浮選柱傳遞特性的基礎研究》是依託武漢工程大學，由丁一剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：規整填料膠磷礦浮選柱傳遞特性的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：丁一剛
- 依託單位：武漢工程大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國的礦產資源嚴重短缺、富礦開採過度，隨著國際礦產資源價格上漲，貧雜難選資源急待開發。傳統的浮選裝置占地面積大、浮選作業流程長，消耗能量大，單槽作業浮選指標還有待進一步提高。隨著柱式浮選研究的深入，柱式浮選克服了以上的缺點，並在煤礦、鐵礦、銅鐵等領域的套用越來越廣。本課題基於新型規整填料柱式浮選提高中低品位膠磷礦富集效率的實驗研究，根據膠磷礦的組成結構和化學性質，在藥劑制度一定的情況下，建立柱內捕集區浮選動力學方程。通過對柱內捕集區浮選過程的分析，研究顆粒和氣泡間相際接觸行為，探索其內在的傳質機理，並將浮選動力學與傳質過程相關聯。在此基礎上，建立柱內捕集區回收率與擴散參數的關係，確立捕集區浮選體系的流體流動模型，為規整填料柱式浮選柱的工程放大及套用奠定紮實的基礎。
結題摘要
磷礦是不可再生資源，我國磷礦資源儲量位居世界第二，約占世界磷礦資源儲量的30%，且87%以上是中低品位磷礦。 隨著柱式浮選研究的深入，柱式浮選克服了常規浮選機選礦成本高的缺點，並在煤礦、鐵礦、銅鐵等領域的套用越來越廣。課題開發了中低品位磷礦規整填料柱式浮選裝置，完成了磷礦浮選柱內捕集區混合特性、充填浮選柱捕集區氣含率、浮選動力學、正反浮選工藝及規整填料浮選柱的工程放大研究。 建立了柱內固體顆粒停留時間分布測試的方法，採用磷礦特徵粒徑顆粒作為示蹤劑，對柱內固體顆粒停留時間分布進行了系統的研究，獲得了規整填料浮選柱內顆粒停留時間分布的影響規律，並對操作參數、結構參數與流體流動混合參數進行了關聯。 採用氣液兩相體系，通過動態通氣法測定液相體積傳質係數kLa值。研究了表觀氣體流速和捕集區液面高徑比等操作因素對規整填料浮選柱捕集區傳質特性的影響。同時，獲得了液相體積傳質係數kLa與操作參數的關係。 通過分析目的顆粒在氣液固三相體系中的傳遞規律，認為浮選過程總的巨觀速率RF受擴散傳質速率的控制，推導了浮選動力學與傳質係數的關聯式，發現了浮選動力學常數與體積傳質係數之間的比例關係。 採用液位上升法來測量規整填料浮選柱捕集區氣含率，結合神經網路構建的BP算法，系統的研究了氣體流量、起泡劑用量、床層的高徑比等對規整填料浮選柱捕集區氣含率的影響規律。以氣體流量、起泡劑用量、床層的高徑比三個因素作為人工神經網路的輸入參量建立了神經網路模型，模擬計算值與實驗測量值相吻合，其相對誤差小於±5%。 建立了規整填料浮選柱浮選動力學的測試方法，採用礦漿在浮選柱和攪拌槽之間以一定的流速進行循環，模擬柱內捕集區氣泡與礦漿的逆流接觸，採用非線性最最佳化參數估計的方法，對一級浮選動力學等5種模型進行了分析和模擬，並對實驗值和模型值的相對誤差進行了分析。認為一級浮選動力學較適用於填料浮選柱，相對誤差5.28%。 針對中低品位磷礦規整填料柱式浮選，系統研究了正、反浮選工藝表觀氣體流速、表觀洗水流速和捕集區高度與柱徑比對所得磷精礦品位和回收率影響，認為正浮選柱內的操作在稍小的負偏流、反浮選操作在稍小的正偏流有利於提高磷礦選礦的浮選效率。 根據規整填料浮選柱的混合特性、浮選動力學以及浮選結果，提出了浮選柱浮選的停留時間、速率常數、回收率和結構參數放大的設計依據。
