淘析流化床分选柱设计结构流场数值模拟

吴宏斌

(阳煤煤业(集团)有限责任公司，山西 阳泉 045000)

浮选利用矿物表面对气泡吸附性的差异,采用合适的气-液两相流实现不同矿物的分离，重选利用矿物密度的差异,借助合适的密度场(重液、上升密度流)实现不同矿物的分离。这两种分选方法已经广泛应用于矿物分选领域。淘析流化床分选柱旨在利用浮选对目的矿物的高选择性，从而拉开目标矿物与矸石的密度差异，人为干预提高矿物的可选性，实现矿物在重选环境(上升密度流)中的高精度分选。

FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，可用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。FLUENT软件的结构由前处理、求解器及后处理3大模块组成。软件的核心部分是Navier-Stockes方程组的求解模块。FLUENT软件包含丰富而先进的物理模型，使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流[1].

本文利用计算流体力学软件FLUENT对淘析流化床分选柱进行了液相、气-液两相的数值模拟，以验证淘析流化床分选柱结构设计的预期构想，为下一步搭建试验平台进行实验室试验提供一定的理论依据。

1 淘析流化床分选柱设计构想及模拟方法

1.1 淘析流化床分选柱设计构想

淘析流化床分选柱主要由入料管、循环导流管、气泡流入口、稳流板、水流入口等组成，其设计结构见图1.其设计构想主要是通过水流入口经过稳流板提供稳定的上升密度流，气泡流[2]进入经过循环导流管导流使得导流管内上升密度流形成一个加速，从而循环导流管内部与外部形成压力差，使得上升密度流在循环导流管内完成气-液两相充分分散融合提供稳定的上升流的同时，循环导流管内外形成一个循环流。……