超重力油浮过程的研究

论文摘要

浮选一般是指气浮选,本论文提出用油滴作为载体进行浮选,即油浮。并把超重力场（旋流场）引入油浮。通过对连续相、浮选质、浮选剂的扩展,拓展了浮选过程。考虑了浮选剂-浮选质集合体向下运动,提出了“沉选”这一新名词。根据浮选过程的原理,将浮选进行了分类。通过对浮选剂-浮选质集合体不同形成情形的理论分析,建立了浮选与沉选模型（模型Ⅰ、模型Ⅱ和模型Ⅲ）。根据浮选剂-浮选质集合体的沉浮,分析了浮选和沉选条件,得出了各种工况下浮选剂的要求。分析了疏水作用力是固体颗粒和油滴非碰撞聚集直接作用的关键因素。建立并分析了油滴与固体颗粒的径向、切向碰撞聚集模型。分析了离心力强度、剪切应力、湍动度对油滴-固体颗粒集合体破坏作用,以及阐述了超重力油浮的有效油浮粒径上限和下限。通过超重力场油浮试验,探讨操作参数和物性参数对超重力油浮过程的影响。主要包括以下几个方面结论:影响超重力油浮效率最显著的因素是焦粉和油滴的粒径比、进料流量和焦粉和油滴的浓度比。当焦粉和油滴粒径比（dp/do）<1的范围内变化时,油浮效率没有显著的变化。但根据理论分析和试验研究,可以作出这样的推断,油浮过程应是小油滴包裹在焦粉周围的情形,即模型Ⅱ。在本试验条件下,有效油浮粒度下限约为120um,即焦粉和油滴的粒径比应大于14。而有效油浮粒径上限较大,大于300um。随着进料流量或者含油浓度增大,超重力油浮效率逐渐增大,但随着进料流量或者含油浓度的进一步增大,超重力油浮效率又逐渐减小。存在一个最佳进料流量或者入口雷诺数及最佳焦粉和油滴的浓度比。随着溢流分率的增大,超重力油浮浮选效率先逐渐增大而后出现下降的趋势,存在一个最佳溢流分率。随着溢流分率的增大,超重力油浮浓缩倍数逐渐减小。超重力油浮效率随着油的密度的增大而下降,随着进料温度的增大而上升。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 浮选及超重力
• 1.1.1 浮选
• 1.1.2 超重力技术
• 1.1.3 旋流器内的旋流场
• 1.2 超重力浮选及其研究现状
• 1.3 超重力油浮
• 1.4 课题的目的和意义
• 1.5 论文结构
• 第二章 浮选理论分析
• 2.1 前言
• 2.2 浮选的拓展与分类
• 2.3 浮选与沉选模型分析
• 2.3.1 浮选与沉选模型Ⅰ
• 2.3.2 浮选与沉选模型Ⅱ
• 2.3.3 浮选和沉选模型Ⅲ
• 2.3.4 浮选和沉选的条件分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 试验设计和分析方法
• 3.1 前言
• 3.2 试验目的
• 3.3 物料的准备
• 3.3.1 焦粉的准备及其物性参数的测定
• 3.3.2 试验用油的物性参数测定
• 3.4 试验装置设计及测量控制技术
• 3.4.1 试验装置流程图
• 3.4.2 控制技术与参数测量
• 3.5 取样方法
• 3.6 试验分析方法
• 3.6.1 粒度分析
• 3.6.2 浊度分析
• 3.6.3 焦粉溶液浓度分析
• 3.7 超重力油浮过程中的油浮效率评定
• 3.7.1 超重力油浮过程中的油浮浮选效率评定
• 3.7.2 超重力油浮过程中的油浮浓缩倍数评定
• 3.8 超重力油浮过程中的粒级效率曲线
• 3.9 本章小结
• 第四章 超重力油浮过程中颗粒的聚集与破碎
• 4.1 前言
• 4.2 油滴和固体颗粒的界面及界面张力
• 4.2.1 界面与界面现象
• 4.2.2 表面张力
• 4.2.3 固-油界面与界面张力
• 4.3 超重力油浮中颗粒的聚集和破碎行为
• 4.3.1 超重力油浮中颗粒的聚集行为
• 4.3.2 超重力油浮过程中颗粒的破碎行为
• 4.3.3 超重力油浮过程中颗粒的聚集和破碎行为的试验研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 超重力油浮的有效油浮粒径范围
• 5.1 前言
• 5.2 有效油浮粒径下限
• 5.3 有效油浮粒径上限
• 5.4 有效油浮粒径范围的试验研究
• 5.5 本章小结
• 第六章 其他操作参数和物性参数对超重力油浮过程的影响
• 6.1 前言
• 6.2 溢流分率对超重力油浮过程的影响
• 6.3 其他物性参数对超重力油浮过程的影响
• 6.3.1 焦粉和油滴浓度比对超重力油浮效率的影响
• 6.3.2 油的密度对超重力油浮效率的影响
• 6.3.3 温度对超重力油浮效率的影响
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 攻读硕士学位期间所发表的论文清单