矿浆在浮选机内停留时间的数值模拟

矿浆在浮选机内的停留时间分布是Danckverts首先提出的一个用于化学工程领域的概念。对于一个流动系统，其内有某些恒定的流体通过，通常这些流体是大的流体集合体，而流体集合体是由多个流体微元组成，并且每个进入系统的流体集合体都有最初进入系统和最终流出系统的时候。流体集合体在系统内停留的时间就称之为停留时间。而组成流体集合体的各流体微元通过系统时的停留时间分布规律称为流体集合体的停留时间分布。可以通过应用不反应的示踩物实验与理论计算的方法来获得物料在流动系统内的停留时间分布。

在浮选机选矿过程中，当矿浆以稳态流过浮选槽等时，总体上流量应稳定在某一值不变，但由于矿浆的各个徽元体沿着不同的路径通过浮选机，路线长短不同，微元体在浮选机内停留的时间也不同。矿浆特别是待选矿粒在浮选槽中的停留时间分布(RTD)对浮选过程和浮选效果有着直接的影响。如何计算矿浆的停留时间分布是描述矿浆在浮选机中流动特性和浮选动力学参数的内容之一。实践中常采用脉冲示踪法或|阶梯示踪法来测定物料的停留时间分布。各类过程机械中物料停留时间的数值模拟均汲取了上述实验方法的思想。

停留在浮选机的的矿浆时间分布的CFD数值模拟采用二步法。第一种方法是是基于Eulerian-Eulerian方法，即在完成种浮选机内矿浆单相稳态流场数值模拟的基础上，利用求解出的不同转速时浮选机内连续、稳定的流场，在浮选机矿浆入口处加入一个特殊进口初始条件（脉冲浓度伞），监测不同时刻浮选机内该浓度的扩散情况，当脉冲浓度在矿浆出口达到最大时的时间即为矿浆在槽内的近似平均停留时间。由于要模拟的是停留时间，因此监测点取在浮选机矿浆出口处。