螺旋溜槽分选流场中矿粒运动轨迹研究

刘祚时，赵南琪，刘惠中，2，李华梁

螺旋溜槽分选流场中矿粒运动轨迹研究

刘祚时1，赵南琪1，刘惠中1，2，李华梁1

（1.江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000；2.北京矿冶研究总院，北京100160）

为研究矿粒在螺旋溜槽分选流场中的运动轨迹，以BL600螺旋溜槽作为基础，利用FLUENT软件、离散相颗粒模型（DPM），建立了螺旋溜槽分选CFD模型，分析了分选效果与矿物颗粒比重及粒度的关系，阐明了螺旋溜槽分选流场中矿物颗粒运动轨迹规律。仿真结果与已有的螺旋溜槽在分选矿物颗粒运动轨迹研究相吻合，揭示了螺旋溜槽设备重选分选原理，证明了此CFD模型的可靠性，此模型的建立也为今后螺旋溜槽结构的改进优化提供了新的方法。

螺旋溜槽；CFD模型；分选过程；颗粒运动轨迹

螺旋溜槽应用广泛，分选能力优秀，主要得益于其较为独特的分选流场，研究分选时矿物颗粒在其分选流场中的运动轨迹显得尤为重要［1-2］。但因其分选流场较为复杂，且矿物颗粒在流场中的受力极为繁杂，对其直接进行理论计算分析，显得较为困难。随着CFD技术的发展，采用流体力学FLUENT分析软件对该问题进行模拟分析成为可能［3］。

作为流膜类重选设备的典型代表，螺旋溜槽在分选过程中，水流不仅具有绕轴的螺旋运动（切向流速），而且在过水断面内还存在着断面环流（径向流速）。这两种运动的合成，就构成了螺旋槽内流体所特有的三维空间的“复合螺旋线”运动［4］。同时在流膜中不同粒度、不同比重矿粒随机的成群运动，导致矿粒的受力变得更加复杂，如颗粒间相互碰撞及摩擦产生的力等，且矿粒在流膜中的沉降方式为干涉沉降，这些因素进一步影响了对分选机理和强化分选效果的深入研究［5-6］。……