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1、19FDS分選機(jī)對(duì)細(xì)煤顆粒分選效果的預(yù)測(cè)AvimanyuDas,BiswajitSarkar,SuryaPratapMehrotra印度詹謝普爾國家冶金實(shí)驗(yàn)室MNP部門831007摘要：已經(jīng)建立FDS分離原理的數(shù)學(xué)描述，分離性能是用一個(gè)簡單的滑移速度模型來描述的。懸浮液密度和床空隙度采用平均的方法融入實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ彤a(chǎn)生影響。該模型可以描述分離性能與合理的準(zhǔn)確性。不管懸浮液的流態(tài)，分選機(jī)對(duì)分離性能的模擬就是使用的這個(gè)模型。據(jù)觀察,床壓力和脈動(dòng)水對(duì)分離性能有較大影響。該模型也顯示出，為了良好的富集效應(yīng)，需要一個(gè)床層上的壓力，在這個(gè)壓力下，粒度影響將主導(dǎo)分選過程的顆粒分
2、級(jí)。過高的床壓將導(dǎo)致高密度顆粒在溢流口流出錯(cuò)配物含量增加。我們也對(duì)入料的粒度分布做了探討，我們得出結(jié)論，當(dāng)顆粒粒度平均時(shí)粒度的影響減小，從而得到很好的富集效果。這個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果十分吻合。關(guān)鍵詞：FDS分選機(jī)；模型；滑移速度；模擬；重選1、介紹顆粒是基于液體流化后他們的密度和大小分離的，這里干擾沉降起著決定性作用，這引起了研究者的興趣。顆粒通過沉降分離不僅僅局限于選礦行業(yè)，也可以應(yīng)用到其他行業(yè)，比如化學(xué)和生物行業(yè)。原材料的不均勻性使得這個(gè)問題更復(fù)雜和有趣，流體粒子和粒子與粒子之間的交互作用在沉降系統(tǒng)中起著重要作用，這使得依賴事實(shí)驗(yàn)證變得更困難。盡管預(yù)
3、測(cè)粒子在這樣的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)是非常復(fù)雜的，由于強(qiáng)烈的流體，粒子和粒子與粒子之間的相互作用，一個(gè)簡單的穩(wěn)態(tài)力平衡可能是一個(gè)很好的起點(diǎn)。作用在沉降顆粒的力主要是浮力，阻力和重力。這些力的綜合作用決定了顆粒的最終沉降速度。粒子運(yùn)動(dòng)在受阻后沉降條件將受到相鄰顆粒的進(jìn)一步影響。重力取決于粒子質(zhì)量,浮力取決于有效的壓力。有效的壓力取決于流化固體或者懸浮液的有效密度。后者可能是通過一個(gè)有效的壓力模型來計(jì)算。最復(fù)雜的部分在確定預(yù)測(cè)阻力，阻力是固液粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)顆粒顆粒間相互作用，懸浮液特性以及顆粒與容器內(nèi)壁的相互作用。顆粒受到的總的阻力大小是一個(gè)與流體特性有關(guān)，固體在流床上的摩擦，顆
4、粒直徑與容器直徑的比例有關(guān)的函數(shù)。(Richardson和Zaki,1954)FDS是一個(gè)搖床，基于不同的礦物可以用不同的特定的密度來分選。大小和密度對(duì)分離過程都有實(shí)質(zhì)性的的影響。FDS分選機(jī)簡單高效的分選特性贏得了選礦行業(yè)和學(xué)院研究人員的大量關(guān)注。FDS分選機(jī)上部是一個(gè)方形截面的槽，下部是個(gè)錐形（圖1），入料礦漿從頂部的集中給料口給入。給料漏斗延伸到倉體以下約是其邊長的三分之一。脈動(dòng)水流經(jīng)由跳汰倉底部均勻布置的橫跨整個(gè)截面的多根多孔水管給入，當(dāng)物料從給料口給入后，輕的、細(xì)顆粒的物料就被跳汰水的上升流帶到頂部成為溢流，重的和大顆粒的物料就穿過重懸浮液沉降到底
5、部，并從排料口排出。床體形成了類似于典型的干擾沉降分離機(jī)，床層物料會(huì)在給入的跳汰水的上升流的作用下回到跳汰水層，這張床相當(dāng)于人工制造重介條件。分選機(jī)裝備有壓力傳感器，安放在方形水箱的底部，還有一個(gè)裝在錐形倉底部的電磁控制閥。壓力傳感器的信號(hào)通過PID控制器傳遞到底流控制閥，控制部件幫助跳汰水層維持固定的高度，和底流的平穩(wěn)排出。分選效果取決于壓力設(shè)定，脈動(dòng)水流速和給料特性。1919一個(gè)詳細(xì)的文學(xué)評(píng)論顯示這一領(lǐng)域的大量的工作已經(jīng)完成，但是對(duì)分選過程完整的理解和對(duì)分選的數(shù)學(xué)理論解釋的工作仍然沒有完成。Richardson和Zaki(1954)提出了一個(gè)實(shí)驗(yàn)論證滑的
6、移速度模型來描述粒子運(yùn)動(dòng)沉降和液體流態(tài)化過程,滑移速度被定義為一個(gè)與空隙率和粒子最終沉降速度有關(guān)的函數(shù)。VanDerWielenetal.(1996)提出了一種穩(wěn)態(tài)力平衡模型來估計(jì)分類速度的流化粒子。他們還提出,有效的阿基米德浮力應(yīng)該用體積密度計(jì)算而不是單獨(dú)的液體密度。他們的結(jié)論是整體的摩擦可以被分解成固-液部分和固-固部分。在上面的過渡層（層流向湍流）和湍流層，據(jù)觀察，顆粒與顆粒間的摩擦力和懸浮的顆粒量與重介流化顆粒的滑移速度的乘積成正比。對(duì)于固定流化床，滑移速度等于分級(jí)速度。Galvinetal.(1999a)考慮到終端沉降速度和密度差，提出了滑移速度的
7、經(jīng)驗(yàn)公式。按照他們的要求的模型適用于不同的密度的顆粒中的均質(zhì)懸浮液。描述?液體的流化床中分離粒子的主要工作已經(jīng)完成。(Epstein,2005;Asif,2004,2002,1998;Rasuletal.,2002,2000)。然而，大多數(shù)這些研究僅限于二元或三元混合物，改變大小或密度。公認(rèn)的事實(shí)是，在蒂特床分選機(jī)中?密度和大小都起著重要的作用。(Galvinetal.,1999b;Sarkaretal.,2008a)。雖然通過質(zhì)量轉(zhuǎn)換的方法，應(yīng)用菲克擴(kuò)散模型，可能預(yù)測(cè)分選機(jī)的分選效果，它的應(yīng)用嚴(yán)重受限制，因?yàn)闊o法獲得可靠的擴(kuò)散值(Epstein,2005)
8、。二元的顆粒分離機(jī)制包涵按密度分選和按按粒度分選，這
