双充气双排尾重浮联合分选机颗粒分配规律及其调控方法研究

发明了一个原矿射流浮选粗选、分级装置排细泥、水介旋流器重力扫选排粗粒尾矿和精矿充气再浮选的双充气双排尾重浮联合分选机。综合应用计算流体力学(CFD)和数字影像技术，配合常规的压力、流速测试等手段，结合实际选煤（矿）试验结果，对水流、气流（泡）和颗粒在水介质旋流器型分选充气器、分级锥和浮选柱内的运动规律和分选行为进行系统研究，并对设备的结构参数和操作参数进行优化。重点解决分选充气器的分选充气效率、浮选尾矿的高效分级和高灰细泥有效排放、粗粒煤的浮选回收以及浮选-分级-重选三环节间的机构配合等问题，建立颗粒在双充气双排尾重浮联合分选机中运动和分选的数学模型，揭示颗粒在各个环节停留、运移的基本规律，完成分选机理的整体构建，为新型双充气双排尾重浮联合分选机的定型、放大和推广奠定理论和技术基础。.新型重浮一体分选设备的研发，将为煤泥高效分选、磁铁矿提铁降硅提供一条新的技术途径。

构建了双充气双排尾重浮联合分选机（获国家发明专利），它利用射流器和旋流分选充气器实现双充气，利用分级装置和旋流分选充气器分别排出细粒和粗粒高灰尾煤实现双排尾。分选结果表明双充气排尾重浮联合分选机对<1mm煤具有良好的分选效果，可以得到灰分为10.46%的精煤，粗、细粒尾煤灰分分别为54.93%和56.54%。新型双排尾重浮联合分选机的成功构建为细粒煤分选提供了一种有效的新方法。. 优化了重选柱结构，在其基础上发明了旋流充气器（获国家发明专利），研究了操作与结构因素的影响。运用计算流体动力学（CFD）手段，研究了旋流充气器内的流场特点，较好地解释了试验规律和分选机理。在此基础上，研制了射流充气旋流器，研究了气液固三相体系下颗粒的重选规律，申报了重浮混合分选的国家发明专利。.设计了多种尾煤分级装置，通过系统的分级试验，得到了一种依托于浮选柱的外溢流型分级机构，运用CFD手段，较全面地研究了旋流充气器内的流场特点。该装置与新研制的三产品尾煤分选分级旋流器结合被独立地应用于曙光矿选煤厂尾煤的分级回收作业中，取得了良好的技术和经济效益。.通过浮选、重选和分级试验，揭示了颗粒在三个环节的分配规律：在煤泥浮选和重选过程中普遍存在明显的粒度效应。高灰细泥是影响三个环节乃至系统正常运行的关键，开发出一种通过调整矿浆pH和添加分散剂的方法来提高高泥化煤泥的浮选效率的药剂制度，揭示了作用机理。研究出适合不同煤泥的浮选药剂组合，申报了国家发明专利。.基于系统的分配数据，构建了基于广义（偏态）正态分布的分配（级）曲线数学模型体系，模型参数具有明确统计学意义。构建了基于有理函数的分配曲线的正态分布数学模型和Logistic分布模型，这是一类高精度的描述颗粒在重选和浮选过程中基于密度（可浮性）和粒度的多变量的颗粒分配规律通用数学模型。.通过试验研究证实了利用旋流分选磁铁粗精矿的可行性，对于经浮选粗选后的磁铁矿，水介旋流器可将品位从68.84%提高到70.03%，预先分出部分合格的磁铁矿精矿，减少精选的处理量，为磁铁矿提铁降硅提供了一条新的技术途径。