超细粒群在离心流化场内的流膜复合运动规律及松散分选理论研究

Being b ased on green mines’ concept of cleaner production and sustainable development, the centrifugal gravity technology has the advantage in the aspects of fine grain processing, environmental protection, increased capacity and production cost control and so on, which has become a hot research topic. This project conduct the basic and applied research on the centrifugal separation technology of superfine particles. Its characteristics and innovation are to study on the loose separation theory of superfine particles based on flow diaphragm’s rule of complex movement. First of all, study on the motion of water medium and superfine particles, extract the transition process of laminar boundary layer, transition region and turbulent area, enrich the rule of complex movement in centrifugal flow field. Research on the superfine particles’ loose separation problem layered by specific gravity, particle size and shape, rich coordinating role of internal flow parameters and external conditions, determine the measure of particles’ loose layer in centrifugal flow field.Study on the basic theory and key technology of Bagnold’s application to perfect shear dispersion pressure theory and the calculation method of Bagnold's force under the actual application conditions，and it can provide theoretical basis for basic machine data set of centrifugal separation equipment . The project will enrich the centrifugal gravity technology theory and application system of superfine particles.

基于绿色矿山清洁生产和矿业可持续发展理念，在微细粒选矿、环境保护等方面具有优势的离心力场分选技术已成为研究热点。本项目开展超细粒群离心选矿技术的基础与应用研究，其特色与创新点在于以流膜复合运动规律为基础，研究超细粒群的松散分选理论。首先研究水介质和超细粒群在离心流化场内的流膜复合运动规律，揭示流膜结构中层流边层区、过渡区、紊流区的转变特性过程，丰富离心流化场内的流膜复合运动规律；研究超细粒群按比重、粒度及形状分层的松散分选问题，丰富内部流动参数与外部条件的协调作用，确定在离心流化场内矿粒松散分层的衡量标准；研究拜格诺应用基础理论和剪切分散压关键技术，完善实际应用条件下的剪切分散压理论和拜格诺力计算方法，为离心选矿设备基础机械数据设置提供理论依据 。项目的研究将进一步完善超细粒群离心分选技术的理论与应用体系。

围绕总体研究目标在文献调研工作基础上，开展了超细粒群在离心流化场内的流膜复合运动规律及松散分选理论机制研究，进一步拓展了超细粒群的流膜复合运动规律、松散、分层机理和剪切分散机理，在微细粒选矿、环境保护、微细颗粒在线浓缩设备和工艺等方面取得了突破，实现了离心力强化微细颗粒连续浓缩。首先研究了水介质和超细粒群在离心流化场内的流膜复合运动规律，揭示流膜结构中层流边层区、过渡区、紊流区的转变特性过程，研究了超细粒群按比重、粒度及形状分层的问题，确定在离心流化场内矿粒松散分层的衡量标准，完善实际应用条件下的剪切分散压理论和拜格诺力计算方法。建立了超细粒群离心分选技术和工艺，得出离心机流膜运动的流态是紊流运动，在选别矿物过程中轴向运动起主导作用，切向运动起重要作用，并推导层流与紊流流膜的轴向速度分布规律，另外，超细粒群在离心流化场内的流膜复合运动规律研究不仅有助于粒群的复合运动过程研究，还对松散分层因素和拜格诺剪切理论的应用基础研究有帮助。拜格诺剪切理论的应用基础研究是离心流化场内松散分选理论研究的关键，当流体受剪切力的作用时，其中固体颗粒除受同方向的剪切力外，还将受方向与剪切平面相垂直的分散压力的作用，从而使得料层松散或悬浮。水介质在离心流化场内的流膜复合运动规律研究，查明给水方式、流量、转速、分选锥结构参数（分选锥直径、长度及半锥角）对流膜厚度变化规律和厚度分布规律的影响，确定可行的现代测试技术，分析流膜厚度理论计算数据和实测数据。超细粒群在离心流化场内的流膜复合运动规律研究，超细粒群在离心流化场内的松散分选理论研究。以及流膜磁选工艺研究方面开展了深入的探讨。根据在强的分散压作用下，按分散压随颗粒直径的平方变化，粗粒向着液表漂移，磁性粒被吸附，细粒向着底部运动，矿浆受到了较强的剪切作用，能产生较强的分散压，从而提高分选效果。