مطالعات آزمایشگاهی و عددی اثر پارامترهای هیدرودینامیکی بر عملکرد فلوتاسیون ستونی با استفاده از خوراک صنعتی
نویسندگان
1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
3 مجتمع مس سرچشمه
4 بخش شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه چالمرز، گوتنبرگ، سوئد
doi
10.22103/jsse.2021.2926چکیده
فلوتاسیون ستونی بعنوان یک روش با عملکرد بالاتر متالوژیکی در مقایسه با سلولهای مکانیکی معمولی برای فرآوری مواد معدنی انتخاب مناسب تری میباشد. در این مطالعه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، شبیهسازی سه بعدی ناپایدار و بصورت دوفازی (پالپ و گاز) همراه با اندازهگیریهای آزمایشگاهی برای محاسبه ثابت نرخ فلوتاسیون (K) در یک سلول فلوتاسیون ستونی آزمایشگاهی با خوراک صنعتی مجتمع مس سرچشمه انجام شد. برای بررسی اثر اندازه حباب بر روی ثابت نرخ فلوتاسیون از مدل موازنه جمعیت (PBM) استفاده گردید. شبیهسازی ها براساس روش اولرین-اولرین و مدل توربالنت k-ε انجام شده است. برای اعمال مقادیر موضعی جریان در مدل سینیتیکی ثابت نرخ فلوتاسیون، از توابع مختلفی نوشته شده توسط کاربر (UDFs) استفاده شده است. نتایج شبیه سازی با مقایسه با داده های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد. تاثیر نیروهای سطحی (لیفت و جرم مجازی) بر تخمین ثابت نرخ فلوتاسیون ارزیابی شده است. اثر دانسیته پالپ بر روی ثابت نرخ فلوتاسیون مورد مطالعه قرار گرفته است که نتایج بدست آمده نشان میدهد افزایش غلظت پالپ باعث کاهش ثابت نرخ فلوتاسیون میشود. همچنین تاثیر سرعت ظاهری گاز بر روی ماندگی گاز و شار سطحی حباب نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. مقایسه نتایج شبیهسازی و دادههای آزمایشگاهی نشان میدهد که اثر توزیع اندازه حباب بر روی ثابت نرخ فلوتاسیون پیشبینی شده ناچیز است.
