Falcon选矿机的分选机理及其应用

Falcon选矿机是一种新型的离心分选机．为研究其分选机理，以Falcon SB离心分选机为例，建立了球形颗粒在离心分选机分层区和分选区的动力学方程．分析结果表明，在Falcon SB分层区，高强度离心加速度是实现微细颗粒快速沉降的关键因素；分选区内独特的流态化反冲水形成流态化床层，使得微细高密度颗粒穿过床层沉积到来复圈槽中，而低密度颗粒所受的离心力较小，加上难以克服反冲水的作用而进入尾矿，从而实现了不同密度微细颗粒的有效分选．采用Falcon SB40选矿机分选一0．074mm电路板的试验结果表明：在入料浓度为40g／L，给料速度为160L／h，反冲水压力为0．01MPa，滚筒旋转频率为50Hz时，一次分选获得金属富集体的品位为76．89％，回收率82．19％，综合效率80．77％．     

基于离心力场下Falcon分选机内流膜运动特性研究

通过流体力学理论和数值计算方法,研究了Falcon离心分选机内流膜运动特性,建立了反冲水孔与反冲水初始流速的关系模型.利用离心分选流体计算理论,建立了Falcon分选机分层区与分选区的流膜厚度计算模型,并分别利用反冲水作用下矿粒极限脉动高度和流膜表面波理论确定了流膜分选下限的计算方法,并进行实验验证.研究结果表明:分层区流膜厚度与给料速度成正比,与离心机转速、流膜高度位置成反比;分选区流膜厚度与反冲水压成正比,与转速成反比.Falcon离心分选的分选下限受到颗粒极限脉动高度和表面波的双重限制,分选下限与流膜厚度成正比,与分选的矿物密度成反比.     

南桐细粒煤离心重力分选脱硫试验研究

分析了南桐细粒煤的硫分组成及其分布规律,通过对其煤岩特性研究,得出南桐细粒煤中黄铁矿嵌布特性及其物理法脱硫的可行性,通过在Falcon离心重力场中的分选脱硫试验,研究了微细粒级煤在离心重力场中的分选行为,以及不同窄粒度级的脱硫效果.结果表明:对>0.045mm煤炭,Falcon离心分选机可以有效分选脱硫,而由于微细粒在分选过程中随水流进入溢流量加大,Falcon离心机对<0.045 mm微细粒级煤炭的分选效果较差.     

细粒煤强化离心场下密度分离模型研究

提出了Falcon分选区内存在分离壁面的假设,并通过颗粒的受力分析证实了分离壁面的存在.以分离壁面为依托,推导出了Falcon理论分选密度公式,建立了Falcon密度差选模型.通过Falcon分选汶南细粒煤对模型进行了修正,得到了模型计算产率同实际产率间的修正系数.试验结果表明:反冲水压对修正系数的影响较大,反冲水压为0.02 MPa时,可选修正系数为1.05;反冲水压为0.01与0.03 MPa时,可选修正系数为1.10.     

细粒煤在Falcon分选机中的运动特性及其脱硫研究

简述了Falcon离心重力分选机的特点及工作原理,通过细颗粒在Falcon离心重力场中的受力分析和沉降末速的计算,得出了颗粒沉降时间与离心加速度的关系,结果表明：颗粒的离心加速度越大、固体颗粒与介质的密度差越大、颗粒直径越大,则沉降时间越短.通过对转筒内流膜运动特性分析,研究了处于转筒内不同流膜微层中的颗粒切向速度的变化规律,结果表明：流膜内各微层的切向流速沿径向递增.分析对比了Falcon离心分选和浮选分步释放试验脱硫效果,结果表明了细粒煤在离心重力场中的全硫脱除率要比基于颗粒表面性质分选的浮选过程平均高5%左右.     

旋转旋流离心机转鼓内流场分析

旋转旋流离心机把旋转离心力场和旋流离心力场有机结合起来，分离强度大大增加，分离效果显著改善，是固液分离的理想设备。本文以流体动力学基本方程为基础，在“塞流”流态下，对旋转旋流离心机转鼓内流体流动的速度场和压力场进行了分析计算，推导出了转鼓内流体的速度和压力的计算公式，它们是计算离心机处理量和分离粒度的理论基础，同时也是离心机强度计算的理论依据。并对旋转旋流离心力场的变化规律进行了初步的探讨，得到了一些有用的结论。     

主动脉动气流分选动力学模型及其数值模拟

主动脉动气流分选是一种新的干法分选方法,尤其适合于电子废弃物的处理与资源化利用过程．通过研究不同流型下颗粒运动的阻力系数差异,考虑主动脉动气流流场中颗粒运动所受到的附加质量力作用,研究并得出了斯托克斯和牛顿2种流体的颗粒在主动脉动气流场运动的动力学方程．对不同直径,不同密度,但空气动力学性质相似的等沉球形颗粒,进行动力学方程的计算机数值模拟,研究在紊流条件下的颗粒运动特性,优化动力学模型参数．模拟结果表明,优化后的动力学模型数值模拟结果与示踪颗粒实验室测试结果吻合．     

电子废弃物脉动气流分选的实验研究

金属与非金属材料的分离是电子废弃物资源化的关键环节．探讨了脉动气流分选机理,利用高速摄像机和颗粒高速动态分析系统,研究了在1．0和2．0Hz频率下,脉动气流分选机中物料颗粒的分选过程．结果表明,颗粒的位移、速度、加速度呈现明显的周期性变化,并且周期与脉动气流的周期一致．物料颗粒通过不断累积脉动气流的加速度效应实现按密度分离．采用脉动气流分选机对2．0～0．5mm粒级的废弃电路板破碎物料进行了分选实验,并利用Design—Expert6．0软件进行了正交实验设计和分析,得出了分选效率与不同操作变量之间的二次方模型,结果表明气流速度和脉动频率以及两者的交互作用对分选效率具有显著影响,操作条件优化后,分选效率达到89．97％．     

润湿剂对PS和ABS的浮选分离效果及其作用机制

针对聚苯乙烯(polystyrene,PS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile butadiene styrene,ABS)混合物分选困难问题,利用自制浮选设备探讨了润湿剂对PS和ABS(包括原生料、再生料和电子废弃物拆解料)可浮性的影响及其作用机制.结果表明,润湿剂对PS和ABS原生料的可浮性影响很小,但对其再生料和电子废弃物拆解料的上浮率影响较大,不同润湿剂的作用效果存在明显差异,这与再生料、电子废弃物拆解料颗粒表面的主要官能团有关,红外光谱分析结果对此提供佐证;在溶气罐压力为0.22 MPa、浮选液流量为10 L/min的实验条件下,质量浓度为40 mg/L的单宁酸可以有效分离PS和ABS再生料;质量浓度为30 mg/L的十二烷基硫酸钠可以有效分离PS和ABS电子废弃物拆解料.     

离心力场下电动振动台及动圈纠偏系统动特性的研究

高线加速度下热与夺动复合环境试验通常以离心机为主体，在机臂上安装温度箱、振动台实现复合环境，由于离心力和作用，振动台动圈无法产生振动，导致支圈烧坏，针对这个问题，笔者首先利用刚体动力学方法，对离心力场作用下振动台进行建摸，分析动圈产生偏离的原因和离心力场对振动台固有特性的影响，提出气囊位移反馈动圈纠偏系统的设计方案，并对气囊动态特性进行分析，最后对振动台模型进行修正，分析表明，当固定气囊一个气室的气压，气囊的刚度随离心机转速的升高而增大，系统幅频特性曲线右移。     

采用Design-Expert设计进行优化Falcon分选试验

采用Design—Expert6．0软件对Falcon离心重力分选脱硫试验进行了方案设计和试验结果分析;讨论了脱硫试验效果的评价方法,给出了综合脱硫效率与试验影响因素之间的定量关系模型,给出了综合脱硫效率的残差分布以及不同操作变量之间的综合脱硫效率等值线和三维关系;利用Design—Expert6．0对Falcon分选试验条件进行了优化,获得了最佳综合脱硫效率的操作指标．     

圆形离心浮选机的研制

圆形离心浮选机是集离心力场和重力场作用于一体的有效用于细煤泥浮选的新型煤泥浮选设备。它使切向给入的矿浆在浮选机内形成旋流,旋转的矿浆产生的离心力场强化了重力场中煤泥的浮选,加快了煤泥的浮选速度,提高了分选精度,该机具有分选效果好,浮选速度快、气泡直径小,结果简单、容易操作等优点。     

细粒煤重介质离心分选脱硫试验研究

在重介质条件下利用Falcon离心重力分选系统,研究了-500μm不同窄粒级南桐细粒煤的脱硫降灰效果.采用可燃体回收率、脱灰率、脱硫率、脱硫效率4个指标,对比分析了Falcon重介离心分选和常规浮选对南桐细粒高硫煤各粒级的分选效果,结果表明:对于-500μm细粒级煤,脱灰率低于常规浮选,而其余3个指标均高于浮选.125μm是分选效果的显著分界粒度,500～125μm粒级煤的脱硫率、脱灰率高于浮选,而可燃体回收率低于浮选.-125μm粒级煤的脱硫率、脱灰率低于浮选,而可燃体回收率高于浮选.     

颗粒在脉动气流场中受力和分选的数值模拟

运用网格模型理论和计算流体力学方法研究了气流脉动频率、脉动速度振幅以及固体体积分数对颗粒绕流阻力系数的影响.结果表明:固体体积分数小于0.1%时,阻力系数与单颗粒无限绕流时基本一致;体积分数大于1%时,阻力系数显著增大;脉动速度振幅增大,阻力系数近似线性增加,而脉动频率对阻力系数影响不大.在此基础上,建立了脉动气流场中颗粒阻力系数的修正关联式.基于湍流模型和离散相模型相耦合的方法,结合阻力系数修正公式与随机轨道模型,数值模拟了变径脉动气流场中6~3mm细粒煤的分选过程,各密度级重产物分配率均方根误差为4.87%.     

汽车保险杠塑料密封胶条混合碎料温热法分选

塑料和橡胶的密度、颜色、绝缘性等物理特性相近,传统分选工艺难以有效分离,开发新型分离塑料和橡胶颗粒的技术,有利于进一步资源化利用。将塑料和橡胶颗粒混合料同时置于滚筒加热装置内,通过缓慢升温,塑料和橡胶表面黏度会发生变化,利用塑料和橡胶颗粒升温过程中颗粒表面黏度变化的差异实现塑料和橡胶颗粒的有效分离。利用ANSYS软件对分选设备核心工作部分建模,模拟分析其热场和传热系数。结果表明,设备整体升温和导热相对均匀,有利于塑料和橡胶颗粒在单位空间和时间内获得较均衡的热量,有利于保证塑料和橡胶颗粒表面黏度变化幅度趋于一致。分选实验研究表明,汽车保险杠塑料和汽车窗密封橡胶条在162℃条件下, 5～6 mm粒径,70 min混料加热时间, 67.93%的塑料可实现抱团筛分,添加了辅助桥接剂PP塑料后,在相同分选条件下, 94.37%的塑料可以实现团聚和分离。添加汽车窗密封橡胶的混合料分选的研究结果表明, 70.5%塑料颗粒可从混合料中分离出来;当混合料的粒径为7～8 mm时, 78.67%塑料颗粒可从混合料中分离出来。     

化工设备中有关流体旋转运动的分析

本文对离心泵、旋风分离器及离心机等化工设备中的流体旋转运动问题按非惯性系中牛顿第二定律进行了统一阐述和分析,明确了所谓“惯性离心力”的定义和概念。     

废弃电路板选择性破碎基础研究

废弃电路板的资源化是电子废弃物资源化研究的重点和难点.介绍了电路板的组成、各种成分的力学性质、界面特性,进行了电路板冲击特性试验,探讨了其解离机理.提出了用剪切破碎机和锤式破碎机实现电路板的粗碎和选择性破碎.结果表明：当筛网为5 mm,锤式破碎机的线速度为13 m/s,转速为2 600 r/min时,细粒级产率小,小于0.074 mm物料占7.88%;各粒级金属品位随着粒度的减小而降低,72.77%的金属主要分布在0.5～2 mm粒级.研究结果为后续的干法分选工艺提供了条件.     

离心力卸料离心机堵塞原因分析及其防止装置

本文分析了离心力卸料离心机堵塞原因,并介绍了国内外主要的防止堵塞装置,从而提出一种结构简单。操作使用方便的防止堵塞装置——锥形卸料圈,经过实际验证,效果很好.     

离心机用0Cr18Ni9不锈钢腐蚀失效分析

螺旋卸料沉降式离心机具有连续进料、螺旋推进、高速运转等特点.卧式螺旋卸料沉降式离心机已经在农业、化工、轻工等部门广泛应用.作为离心式分离设备,其高速旋转的转鼓能产生极大的离心力,以完成各种物料的液-固及液-液分离.作为核心部件的转鼓必须满足3个条件：耐腐蚀、高强度及低能耗.只有三者兼备,才能保证离心机的使用性和安全性.同时,为保证焊接区域的整体性和使用的稳定性,应使用合理的焊材和焊接工艺.     

新型液固流化床粗煤泥分选与数值模拟

试验研究了一种变径和内置倾斜板的新型液固流化床的粗煤泥分选特性.与传统液固流化床相比,新型液固流化床强化了颗粒按密度分离.当要求精煤灰分为8.00%时,精煤产率相比传统液固流化床超出4个百分点,可能偏差(E_p)值降低约80 mg/cm~3.对新型分选机内部流场和颗粒受力进行了数值模拟,分析了新型液固流化床的强化分选机制.分选机直筒段和变径段流态为紊流,倾斜板间流态呈层流;颗粒在倾斜板间受垂直板面方向的升力作用,越靠近板面升力越大;变径段和倾斜板共同强化了颗粒分层,是新型液固流化床分选效果提高的根本原因.