煤泥浮选气浮气泡尺寸分布规律及其影响因素研究

为了强化加压溶气气浮法浮选效果,研究了加压溶气气浮法中气泡尺寸的分布,通过实验室自制的基于图像法的气浮气泡尺寸测量装置,对气浮气泡尺寸进行了测量,对比了Nukiyana-Tanasawa分布、对数正态分布和正态分布在不同溶气压强及仲辛醇浓度下对气泡尺寸分布的拟合效果,并研究了溶气压强和起泡剂浓度对气浮气泡尺寸分布的影响。结果表明:加压溶气气浮法所产生的气泡尺寸分布符合正态分布规律;溶气压强对气浮气泡尺寸影响较大,随着溶气压强的增大,气浮气泡的Sauter直径逐渐减小,气泡尺寸分布密集峰逐渐向小尺寸方向转移;随着仲辛醇浓度的增加,气泡尺寸的分布更加集中,分布范围减小,Sauter直径也逐渐减小。     

基于CFD数值模拟的射流微泡浮选机气泡发生器的设计

为研究气泡发生器结构对其物理参数的影响，以ZWF6500型射流微泡浮选机气泡发生器为研究对象，通过CFD数值模拟，研究了气泡发生器空气入口数量、喷嘴直径、喉管直径以及喉管位置等结构参数对气含率、矿浆射入量、充气量以及充气速率等物理参数的影响。结果表明：空气入口数量、气含率无明显影响，但是在一定的入料压力下，单个进气口有一个极限的进气量；在一定的入料压力下，矿浆射入量只受喷嘴直径的影响，而且喷嘴直径越大，则矿浆射入量越大；气泡发生器喷喉比对气含率的大小至关重要，气含率随喷喉比的增大而增加，且在增加到一定程度后，气含率达到极限，不再随着喷喉比的增加而增加，甚至会出现气含率下降；喉管位置的影响主要体现在充气量，随着喉管位置的升高充气量和气含率呈现先上升后下降的趋势，即有一个最佳的喉管位置使得气含率最大。该研究为气泡发生器结构优化提供了基础数据。     

氯化钠强化煤泥浮选过程的机理探讨

煤泥浮选是选煤厂提质增效的重要环节,以无机盐离子为基本要素的溶液化学环境对煤泥.浮选过程具有重要影响。文章以溶液体系中常见的无机盐一NaCl为调控因素,研究了NaCl对无烟煤煤泥浮选过程的影响。采用气泡尺寸检测、气泡破裂时间检测、聚焦光束反射测量等技术手段研究了NaCl对浮选体系气泡尺寸和颗粒聚集行为的影响。结果表明:NaCl可以显著降低气-液两相体系的气泡尺寸,0.4mol/L的NaCl对气泡尺寸的降低作用与9 mg/L的仲辛醇相当;NaCl促进了矿浆体系中的颗粒聚集,0.6mol/L NaCl溶液的加入使矿浆中颗粒的平均弦长由28.5μm增大至40μm;NaCl对气泡尺寸和颗粒聚集行为的调控作用对煤泥浮选过程具有显著的促进作用,在氯化钠浓度为0.6 mol/L条件下,浮选精煤可燃体回收率可从26.32%提高至74.04%.     

一种新型浮选柱发泡器生成气泡特性研究

在自行设计的浮选柱模拟系统中,对一种新型浮选柱微泡-逆流接触式浮选柱气泡发生器的发泡特性进行系统研究;以发泡器产生的气泡为研究对象,通过高速摄像记录仪获取气泡图像,采用图像处理软件对气泡直径及速度进行提取、统计,考察气泡发生器在不同充气条件下气泡密度及气泡尺寸分布特征,探索生成气泡的尺寸和速度之间的对应关系。研究结果表明,随充气量增大,气泡平均直径增大,气泡尺寸分布由变宽,微气泡数量减少;在充气量Q=4 L/min时,气泡尺寸分布比较均匀且产生充足的微气泡;气泡上升速度主要取决于充气量和气泡尺寸,通过试验数据分析,提出了该浮选柱气泡发生器生成气泡上升速度与尺寸之间的指数关系式。     

浮选气泡测量及其影响因素分析

针对浮选槽中含气率高、气泡重叠、变形,以及不断发生气泡兼并与破裂的情况,建立了一套浮选气泡测量系统,详细介绍了其原理及测量方法,并在2L XDF机械搅拌式浮选机上,分析了起泡剂用量和充气量对气泡粒度的影响规律。结果表明:使用该系统能够成功测量浮选槽中的气泡直径;气泡最小直径在充气量0.1m3/h,起泡剂用量12.5μL/L条件下测得,为0.32mm;气泡直径受充气量和起泡剂用量的综合影响,仲辛醇作为起泡剂的临界用量为12.5μL/L。     

射流加压溶气系统溶气效率影响因素分析

应用气浮法处理煤矿井下排水 ,采用射流加压溶气系统对溶气效率的影响因素进行分析研究。研究结果表明进水流量、压力降、停留时间、布水装置、循环流量、温度等都会影响溶气效率 ,而压力大小的改变对溶气效率无显著影响。并得出射流加压溶气系统试验最佳运行参数 :Q =0 4 0m3/h ;ΔP =0 0 5MPa ;溶气压力 0 2 0～ 0 30MPa。     

复合添加VC/Cr3C2晶粒长大抑制剂对WC-12%Co超细晶硬质合金性能的影响

采用真空／压力烧结工艺制备样品。研究复合添加晶粒长大抑制剂及烧结温度对WC-12％Co超细硬质合金微观结构及性能的影响。结果表明．当晶粒抑制剂含量为0．5％VC／0．2％Cr3C2．1430℃；和4MPa烧结制备的WC-12％Co超细硬质合金的抗弯强度达3786MPa。硬度为91．7HR。WC平均晶粒尺寸为0．6μm。富集在WC品粒（0001）面上的V阻止WC晶面迁移．固溶在粘结相中的Crsca减缓WC颗粒在粘结相中溶饵析出和再结晶长大过程．二者综合作用使WC晶粒细化。     

掘进机外喷雾负压二次降尘装置的研制与应用

为了有效喷雾沉降综掘工作面掘进机截割产尘,数值模拟确定了喷雾负压二次吸风装置吸风及内部风流场的运移规律,研制了可形成完全覆盖截割产尘的水雾幕及对截割臂周围粉尘有效吸入净化的新型掘进机外喷雾负压二次降尘装置,并对其性能进行了测定实验,结果表明:喷雾压力由2 MPa增大至8 MPa过程中,选用喷嘴在4 MPa压力时,喷雾场雾化角及距喷口1.5 m处雾滴群的索特平均直径D32分别为87.6°及56.295μm,综合雾化性能最优,新型装置的气液比先增大后减小,4 MPa时达到最大值1.269,因此,选定4 MPa为最佳喷雾压力;新型装置的现场试验结果表明:相对于原有方式,对全尘和呼尘的平均降尘率分别提高了19.4%和20.1%,其中,负压二次降尘分别提高了6.0%和6.5%。     

“旋流”对浮选柱气含率及气泡尺寸的影响

为研究"旋流"对浮选柱气含率及气泡尺寸的影响,通过改变中矿循环量及进气量等操作参数,以空气-水两相体系为对象,利用体积法和摄像法,对径向进气、切向进气及切向倒锥加强旋流结构进气等3种结构的浮选柱内的平均气含率及气泡尺寸的分布情况进行了试验。结果表明:无论是否采用旋流结构,浮选柱内的平均气含率均随表观气速的增大而增大,随循环压力的增大而增大,随中矿循环量的减小而增加。旋流结构的存在会使浮选柱对操作条件的变化更敏感,压力等操作条件的变化会引起气含率的显著波动。与无旋结构相比,有旋结构的变工况适应性较差;"旋流"作用显著影响浮选柱内气泡尺寸的分布:一方面能增加浮选柱内微小气泡(0.1~2 mm)的数量,微小气泡占比较无旋结构平均高出约20个百分点;另一方面也会造成气泡聚并,生成大尺度的帽状气泡,聚并效应随充气量的增大而增强。大气泡的脉动、破碎会加剧静态分选区的湍流程度,不利于粗颗粒矿物的静态分选。     

圆孔障碍物对压力重叠影响的实验研究北大核心

为了研究圆孔障碍物对压力重叠的影响,利用爆炸测试系统,对不同的圆孔障碍物进行实验,获得了不同的甲烷空气爆炸传播过程。对爆炸过程分析表明:圆板孔尺寸与压力上升速率成指数关系;当圆板中间孔直径为16 mm时,爆炸压力最大为1.129 MPa,当圆板中间孔直径为160 mm时,爆炸压力最小为0.290 MPa:当圆板中间孔直径小于70%的管道内径,便会发生压力重叠。     

电气石混合加工工艺实验

利用球磨机一气流粉碎机复合加工工艺对电气石进行超细粉碎。将电气石原矿破碎至40μm，然后用周期式搅拌球磨机湿法粉碎，料浆干燥后采用扁平式气流粉碎机进行超细加工处理，腔内气源压力以0．7～0．9MPa为宜，进口压力设定为0．5MPa左右，保持此压差值可提高破碎效率。处理后的物料经过测试，平均粒径为0．2μm，最小粒径0．1μm，最大粒径5μm，完全符合纺纱要求。     

玻璃包覆层对钴基玻璃包覆微细丝拉伸强度的影响

研究玻璃层厚度对钴基玻璃包覆微细丝强度的影响.用体积浓度为45%的HF溶液对总直径为φ23.0μm、金属芯的直径为φ7.1μm的钴基玻璃包覆微细丝的玻璃包覆层进行侵蚀,以达到不同厚度的玻璃包覆层.用光学显微镜对处理过的微细丝进行尺寸形貌观察,用纤维强度仪对处理过的微细丝进行单丝拉伸强度试验.钴基玻璃包覆微细丝的拉伸断裂过程为线弹性断裂,最大拉伸强度可达3.4GPa,延伸率为2.49%,韧度为4208MPa·%.钴基玻璃包覆微细丝为高韧性、高强度复合纤维.     

在交叉交变高压下极细物料的粒间破碎

将石灰石和碳化硅之类不同硬度、粒度范围在1～40μm的细物料放在两个不同装置中挤压．用碳化钨砧座以最高2000MPa的压力一次挤压，用4活塞砧座以最高700MPa、方向交变的压力对物料层多次挤压．实验表明，对于石英、硅酸锆、碳化硅和熔炼刚玉这样的硬物料，能量吸收是粒间破碎的主要影响因素，而压力在100～700MPa范围内，甚至高达2000MPa时，对刚玉来说，却不影响破碎结果．但对中硬石灰石来说，如果在较低压力下供给同样的能量，则其破碎细度取决于压力．极细和微细粒的产出量随着给料硬度的增加而急剧减少。在多次挤压料层粉碎条件下生产微细物料的能量消耗远低于通常的粉磨工艺．但这种方法需要2～3μm粒度的分级，这是不易实现的。     

加压溶气气浮在细粒矿物浮选上的应用

气浮法作为一种高效、快速的固液分离技术，目前广泛用于给水的净化、城市污水和工业废水的处理。由于溶气气浮所产生的微气泡有利于细粒的浮选，因此对在水处理上比较成熟的溶气气浮技术在细粒矿物浮选方面的应用研究很有必要。本文阐述了溶气气浮机理，分析了微气泡和絮粒的特点以及影响溶气气浮的因素，着重论述了溶气气浮在细粒矿物浮选上的应用现状和发展前景。     

浮选微泡调控及其作用机制的研究进展

气泡作为浮选过程的载体,其特征对浮选效率有显著影响,气泡特征调控是强化浮选过程的有效手段,近年来,微泡浮选引起广泛的关注。本文从微泡生成、气泡特征调控及矿化机制等方面总结了微泡浮选的研究进展。介绍了射流发泡、微孔介质发泡、溶气发泡、超声发泡和电解发泡的发泡原理及应用。从表面活性剂、电解质和能量输入角度分析了微泡直径的调控机制,并基于气泡形态和上升速度方面探讨了微泡运动特性的调控机制;从颗粒与气泡的碰撞、粘附和脱附过程角度全面分析了微泡与颗粒的作用机理。最后对浮选微泡调控及其作用机制的未来发展趋势进行展望。      

浮选机内气液两相流数值模拟

基于群体平衡理论和CFD数值计算方法,考虑不同尺寸气泡及气泡间聚并与破碎,建立了气液两相流的CFD-PBM耦合模型。应用该模型和Fluent软件对某铝厂的KYFⅡ-40型机械搅拌充气式浮选机内的矿浆-气泡两相流进行数值模拟,获得了其两相流场、气含率和气泡尺寸分布等信息。模拟结果表明,在生产工艺条件下,浮选机内的流体在转子带动下形成上下两个循环流场;气含率保持在0.1左右,壁面附近及循环流场的中心处气含率偏高,并沿气液混合区向气液分离区减少;气液混合区的气泡变化以破碎为主,气泡较小,分离区的气泡变化以聚并为主,且气泡尺寸逐渐增大;气泡尺寸总体上呈多峰分布,其主峰对应的气泡直径位于3~4mm之间,有利于提高浮选生产效率。     

气雾化法制备3D打印用钴铬合金粉末工艺的研究

采用真空熔炼气雾化工艺制备3D打印用钴铬合金粉末,通过调整雾化工艺参数,研究了漏嘴直径、熔炼温度及雾化压力对粉末形貌、粒度分布、松装密度及流动性等特性的影响.结果表明:在熔炼温度为1670℃、雾化压力为5 MPa、漏嘴直径为5 mm的条件下,制备的合金粉末性能优异,平均粒径(D50)为30.70μm,松装密度为4.30g/cm~3,氧含量为0.032%,流动性为22.40s/(50g),可满足3D打印用钴铬金属粉末的性能要求.     

在不同起泡剂存在时水中含气率与气泡尺寸的关系

可以根据将气体喷入水柱中所产生的含气率与起泡剂浓度关系对起泡剂进行分类.气泡尺寸通过影响气泡上升速度进而影响水中的含气率:水中含气率升高导致气泡上升速率增加和气泡尺寸减小.本文研究了这种对应关系并措述了测定气泡尺寸的方法.使用MIBC作为起泡剂,研究了两个浓度范围内水中含气率与起泡剂浓度之间的对应关系:低浓度范围内,含气率变化不大;高浓度范围内,含气率稳定升高.第一种情况下,气泡尺寸并没有减小足以降低气泡上升速度的程度.第二种情况下,含气率升高与小气泡数量稳定增加有关,但是采用Sauter平均直径并没有观测到小气泡的增加.最后,在相同的含气率下研究了不同起泡剂产生的气泡尺寸.气泡尺寸变化很大.这表明起泡剂种类(化学)影响单个气泡或气泡群上升速度.     

双余弦自吸气淹没喷嘴气泡粒径分布规律

根据引射吸气方式设计了一种双余弦自吸气喷嘴,为解析该喷嘴在不同操作因素下的气泡粒径分布特征规律。选择甲基异丁基甲醇(MIBC)作为起泡剂,利用图像分析法测量了不同起泡剂浓度、入流压力、喷嘴距、不同深度下的气泡粒径分布,分析了不同入流压力下喷嘴的吸气能力。结果表明:随起泡剂浓度的增大,气泡Sauter直径逐渐减小,当浓度达到临界兼并浓度0.112 mmol/L时,气泡粒径稳定于某个常数值,且入流压力越大,常数值越小,气泡粒径分布范围越窄,小气泡含量增大,如入流压力P=0.14 MPa时,气泡Sauter直径为0.32 mm,中间粒径气泡含量为40.73%;气泡直径随入流压力的增大逐渐减小,随喷嘴距增大逐渐减小,随不同深度增加线性增大,且药剂浓度达到临界兼并浓度时,减小(增加)趋势均变缓慢;吸气量随入流压力增大线性增大,且喷嘴距越大吸气量越大。     

往复挤压对Mg-5Sn-1Si-0.8Y镁合金组织和性能的影响

为研究不同道次的往复挤压对Mg-5Sn-1Si-0.8Y镁合金组织和性能的影响,向Mg-5Sn-1Si合金中添加0.8%Y(质量分数)后,将铸锭挤压成棒材,随后在340℃下进行4、6和8道次的往复挤压,并使用DEFORM-3D对挤压过程进行模拟。结果表明,添加Y元素后,共晶Mg_2Si明显细化,由复杂的汉字状转变为短棒状。经挤压破碎后,共晶Mg_2Si粒化效果明显,但球化效果不及Mg_2Sn。在往复挤压过程中,受动态和静态再结晶影响,晶粒逐渐细化,平均晶粒尺寸由正挤压态的40.16μm减小到8道次往复挤压的7.68μm,延伸率增幅明显,由6.88%增加至10.6%,但受织构弱化影响,抗拉强度由197MPa下降至182MPa。断口形貌表明,随挤压道次增加,韧窝变得小而多,材料韧性明显增加。往复挤压过程中的不均匀变形使得晶粒大小不一,影响材料力学性能。