本文關(guān)鍵詞： 顆粒 三維運動軌跡 相互作用 顆粒停留時間　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：由于旋流流場復(fù)雜多變,微觀過程難以觀察,對于旋流流場氣泡礦化的微觀機(jī)理研究基本都建立在定性理論基礎(chǔ)之上,而研究氣泡與顆粒在旋流流場中的運動特征對于分析旋流礦化特征具有一定意義。利用浮選柱旋流試驗平臺和兩臺垂直布置的高速動態(tài)攝像機(jī),構(gòu)建高速動態(tài)測試系統(tǒng),并采用該系統(tǒng)記錄浮選柱旋流流場中單氣泡、單顆粒的運動過程。利用ProAnalyst高速運動分析軟件,對浮選柱三維系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)坐標(biāo)系的定義,并通過對所采集的視頻進(jìn)行軌跡追蹤,獲得其三維坐標(biāo),從而對單氣泡、單顆粒的運動特征以及氣泡與顆粒相互作用的礦化特征進(jìn)行研究。對單氣泡、單顆粒進(jìn)行旋流運動特征測試,獲得了其不同條件下穩(wěn)定的三維運動軌跡,結(jié)果表明:運動過程中,氣泡更靠近浮選柱旋流裝置中心軸,而顆粒更靠近邊壁;隨著循環(huán)流量的增大,單氣泡的軸向升浮速度減小,運動總速度增大,最大運動半徑增大;隨著氣泡尺寸的增大,單氣泡的軸向升浮速度減小,運動總速度減小,最大運動半徑增大;隨著循環(huán)流量的增大、顆粒尺寸與密度的減小,單顆粒的最大軸向升浮高度增大,軸向升浮速度增大,旋流流場中的顆粒停留時間增大。根據(jù)單氣泡、單顆粒的旋流運動特征,從旋流流場中顆粒停留時間的角度對氣泡礦化特征進(jìn)行分析,結(jié)果表明:大循環(huán)流量、小尺寸和小密度顆粒以及小尺寸氣泡有利于旋流礦化的發(fā)生;在旋流錐段上方加設(shè)篩板裝置可以使氣泡充分彌散在浮選柱中心軸至邊壁整個橫截面上,極大地增大旋流流場中氣泡礦化的概率。通過高速動態(tài)顯微測試系統(tǒng)跟蹤浮選柱旋流流場中氣泡與顆粒間的碰撞、粘附過程,可以直觀地觀測到氣泡礦化的過程,結(jié)果表明:顆粒在接近氣泡時,會趨向于氣泡的運動方式,最終突破水化膜,與氣泡發(fā)生碰撞、粘附;發(fā)生礦化的氣泡與顆粒在運動過程中基本呈同向運動,并切向相遇、碰撞、粘附,這種礦化方式屬于剪切礦化。顆粒粘附到氣泡上之后,隨氣泡的運動在氣泡表面滑動,并尋找氣泡最尾端以求穩(wěn)定。
[Abstract]:Because the swirl flow field is complex and changeable, the microscopic process is difficult to observe, and the microscopic mechanism of bubble mineralization in swirl flow field is basically based on qualitative theory. The study of the motion characteristics of bubbles and particles in the swirl flow field is of certain significance for the analysis of the characteristics of swirl mineralization. The floatation column swirl test platform and two high-speed dynamic cameras with vertical arrangement are used. A high speed dynamic measuring system was constructed, and the motion process of single bubble and single particle in the cyclone flow field of flotation column was recorded by the system. ProAnalyst software was used to analyze the high speed motion. The three dimensional system of flotation column is defined in the corresponding coordinate system, and the single bubble is obtained by tracking the track of the collected video. The motion characteristics of single particles and the mineralization characteristics of the interaction between bubbles and particles were studied. The characteristics of swirl motion of single bubble and single particle were measured and the stable three-dimensional motion trajectory was obtained under different conditions. The results show that the bubbles are closer to the central axis of the flotation column swirl device and the particles are closer to the side wall during the moving process. With the increase of circulating flow rate, the axial buoyancy velocity of single bubble decreases, the total velocity of movement increases, and the maximum moving radius increases. With the increase of bubble size, the axial buoyancy velocity of single bubble decreases, the total velocity of movement decreases, and the maximum moving radius increases. With the increase of circulating flow rate, the particle size and density decrease, the maximum axial floating height of single particle increases, the axial floating velocity increases, and the residence time of particles in the swirl flow field increases. From the point of view of residence time of particles in the swirl flow field, the characteristics of bubble mineralization are analyzed. The results show that: large circulation flow rate. Small size, small density particles and small size bubbles are conducive to the occurrence of swirl mineralization. By adding sieve plate over the swirl cone section, the bubble can be dispersed in the whole cross section from the center axis to the side wall of the flotation column. The probability of bubble mineralization in the swirl flow field is greatly increased. The collision and adhesion process between bubbles and particles in the swirling flow field of flotation column is tracked by a high speed dynamic microscopic testing system. The process of bubble mineralization can be observed intuitively. The results show that when the particle is close to the bubble, it will tend to move the bubble, finally break through the hydration film, collide with and adhere to the bubble; The mineralized bubbles and particles basically move in the same direction in the process of movement, and tangential encounter, collision, adhesion, this type of mineralization belongs to shear mineralization. The particles adhere to the bubble after. With the movement of the bubble, it glides on the surface of the bubble and finds the most end of the bubble for stability.
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD923

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本文編號：1492813