微细粒煤泥浮选分离强化方法及技术研究进展

制约微细粒煤泥高效浮选回收的主要瓶颈问题是微细粒煤泥自身性质导致的颗粒与气泡矿化效率低,但黏土矿物夹杂污染、浮选泡沫性质和捕收剂性能等因素的影响同样不可忽视。为了解微细粒煤泥浮选强化方法及技术研究进展,首先介绍了微细煤泥浮选分离难的原因,其次从增大颗粒表观粒径、减小气泡尺寸、强化流场调节、捕收剂优化、浮选设备改进、浮选工艺创新和矿浆预处理等7方面进行综述,最后深入探讨不同浮选分离强化方法及技术的优劣势。为克服微细粒煤泥自身质量小的影响,絮凝浮选是常见的增大颗粒表观粒径技术,其浮选强化效果显著但药剂选择性及成本问题不可忽视;载体浮选与超声驻波团聚均具备较好的潜力但目前尚处于实验室研究阶段。为提高颗粒与气泡碰撞概率,减小气泡尺寸是有效的手段,其中纳米气泡浮选技术在显著提高微细煤泥回收率的同时能有效降低药剂用量。强化流场调节同样是关注到颗粒与气泡的碰撞、粘附概率的影响,以湍流强化为手段有效促进了浮选指标的提升。捕收剂优化是从降低药剂成本、提高药剂选择性角度出发,其研究点主要有改善传统药剂分散性、引入极性基团、新型药剂设计等。其中药剂乳化、捕收剂替代品、复配型捕收剂及新型纳米粒子捕收剂等均不同程度地呈现了良好的强化效果,但其制备成本及可能对环境造成的影响是其亟待解决的问题。此外,针对微细粒煤泥分离挑战,目的矿物高效矿化和脉石矿物有效抑制是浮选设备优化的核心突破点;多次浮选和分级浮选是解决微细粒分选不彻底的主要工艺创新改进;分级调浆、超声波及高剪切等预处理强化技术有效地改善药剂和矿浆均匀性及药剂和煤粒的碰撞概率,从而强化浮选分离效果。在以上不同浮选分离强化方法及技术中,絮凝浮选、超声驻波团聚、纳米气泡浮选、湍流强度调控及捕收剂分子设计优化等均在实验室研究阶段,向工业化应用发展的过程中还需开展大量基础理论研究及半工业化研究,而寻求成本效益卓越的新型药剂、浮选设备升级赋能、浮选工艺智慧创新及浮选矿浆预处理精细强化或将是现有选煤厂强化微细煤泥浮选分离效果较妥当且切实可行的方案。

前混合水射流喷丸强化喷嘴流场的数值模拟

为研究前混合水射流喷丸强化喷嘴流场流动特性,应用FLUENT软件对喷嘴流场进行数值模拟。根据射流的流动特性,数值模拟中多相流动采用欧拉模型,湍流涡黏模型采用标准k-ε模型,分析了水和弹丸流场轴心速度和轴心动压强的变化规律及不同喷丸压力、收敛角和弹丸浓度对喷嘴流场的影响规律。研究表明:前混合水射流的水流场和弹丸流场轴心速度存在速度滑移,水流场的轴心速度大于弹丸流场的轴心速度,而弹丸流场的轴心动压强明显大于水流场的轴心动压强;且水流场和弹丸流场的轴心速度和轴心动压强均随着喷丸压力的增加而增大、随着喷嘴圆锥收敛角和弹丸浓度的增加而减小,在13°圆锥收敛角时喷嘴的性能最好。

3种强化传热炉管的流动和传热特性的数值模拟研究

利用数值模拟方法对梅花管、MERT管和扭曲片管3种强化传热炉管进行了流动和传热特性的研究。采用RNGk-ε湍流模型求解了动量方程和能量方程,给出了3种强化传热炉管的流动和传热特性,包括速度场、湍动强度场和温度场的分布;计算了3种强化传热炉管的压降、摩擦系数、努塞尔数(Nu)和强化传热综合因子。研究结果表明,梅花管主体为活塞流,MERT管和扭曲片管为旋转流;管内湍动强度在强化传热构件附近相对较大;管内流体温度场比较均匀。由强化传热元件产生的压降和摩擦系数的大小顺序为:MERT管>梅花管>扭曲片管;Nu的大小顺序为:MERT管>梅花管>扭曲片管;强化传热效果的优劣顺序为:扭曲片管>梅花管>MERT管。

电流强化对铝电解槽电、磁、流场的影响

在一定的技术条件下通过电流强化可以提高电解槽铝产量和电流效率,降低单位产品的成本。本文以国内最具代表性的郑州龙祥铝业有限公司 154kA侧部四点进电铝电解槽为研究对象,具体分析了电流强化对铝电解槽电、磁、流场的影响。结果表明:当槽型结构与母线配置不变时,电流强化不影响铝电解槽铝液电、磁、流场总体分布规律,但改变铝液层电流密度、铝液磁感应强度和铝液流速大小;阴、阳极电流、铝液层电位差、铝液层电流密度均与系列电流强度具有相同的增加率;铝液层磁感应强度随系列电流强度的增加而线性增加;铝液最大流速、铝液平均流速均随系列电流强度的增加而增大。

ZnSO4-FeSO4溶液体系高剪切强化针铁矿法除铁宏观动力学研究

将有机高分子乳化分散等领域常见的剪切机引入湿法冶金领域针铁矿除铁过程,以ZnSO4-FeSO4溶液体系沉铁过程为研究对象,开展高剪切强化针铁矿法除铁过程的宏观动力学研究。采用单因素试验法考察沉铁过程温度、pH、流场强化方式、剪切速率、氧气浓度对沉铁速率的影响。结果表明:温度、pH、流场强化方式、剪切速率、氧气浓度对沉铁速率影响显著。在此基础上开展的动力学研究结果表明,针铁矿法沉铁受传质过程控制,高剪切强化针铁矿法沉铁符合一级反应特征,Fe2+氧化沉铁的本征反应级数为二级,反应表观活化能约为27.85 kJ/mol。

基于Fluent的新型过程强化装置的流场分析

研究一种适用于多种工艺过程的过程强化装置,利用该装置可在不提高过程中流体的进出口流速的情况下,对过程产生强化作用.应用CFD方法,对装置内流体的流场进行了详细的分析.运用Fluent软件,对该装置内的流场进行了数值模拟.根据数值模拟的结果比较了未加强化装置和加上强化装置后的流体流场分布,分析了过程强化装置对于其内部流体流场的影响,通过研究得出了该装置在过程强化中的作用.

电场强化旋流分离装置的内部流场分析

提出一种运用高压电场强化提高旋流分离效率的装置,实现工业废油资源化工艺环节中的高效破乳脱水处理;强化装置内部的流场分布情况直接影响了装置的分离效率,但比较复杂,目前尚不明确;通过建立电场强化旋流分离装置模型,联合电场控制方程和乳化油液滴粒径控制方程,分别对5种不同强化电压条件下的装置内部流场进行了数值模拟;计算结果表明,当强化电压为11 kV时,装置内部混合流体切向速度的最大增幅为15%,轴向速度最大降幅为20%,底流管段的压力梯度得到明显增大,有效提高了装置分离效率,试验结果表明:建立的装置数值模型,能够合理揭示电场强化旋流离心分离装置内部复杂流场的分布规律。

某型船船体尾部振动设计考虑

本文针对同类型船尾部振动设计中所出现的问题进行了相应的分析 ,并提出了具体的解决办法。实践证明 ,此方法较好地解决了该问题 。

钛合金齿轮LPES法表面强化的电场与流场

针对TC4钛合金齿轮复杂曲面液相等离子体电解渗透(LPES)表面强化放电困难的问题,基于仿真分析和实验验证的方法,建立了齿轮表面强化系统仿真模型,进行了强化系统电场和流场仿真,确定了齿轮复杂表面放电机理,研究了电极系统参数和入口流速对强化层形成的影响。结果表明:齿轮复杂表面放电困难的根本原因在于电场的分布不均。采用啮合形阳极时的电场和强化层均匀性较好。电极距离过小容易造成强化系统的短路,过大时会降低强化层的均匀性和厚度。合理的系统电解液流速对放电的稳定性和强化层的形成均具有重要的意义。相较于未处理时的基体,强化后的齿轮表面耐磨性有了明显提升。