مطالعات آزمایشگاهی و عددی اثر پارامترهای هیدرودینامیکی بر عملکرد فلوتاسیون ستونی با استفاده از خوراک صنعتی

فلوتاسیون ستونی بعنوان یک روش با عملکرد بالاتر متالوژیکی در مقایسه با سلولهای مکانیکی معمولی برای فرآوری مواد معدنی انتخاب مناسب تری می باشد. در این مطالعه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، شبیه سازی سه بعدی ناپایدار و بصورت دوفازی (پالپ و گاز) همراه با اندازه گیری های 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. شبیه سازی 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 می دهد افزایش غلظت پالپ باعث کاهش ثابت نرخ فلوتاسیون می شود. همچنین تاثیر سرعت ظاهری گاز بر روی ماندگی گاز و شار سطحی حباب نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. مقایسه نتایج شبیه سازی و داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که اثر توزیع اندازه حباب بر روی ثابت نرخ فلوتاسیون پیش بینی شده ناچیز است.

کلیدواژه ها:

دینامیک سیالات محاسباتی ، سلول فلوتاسیون ستونی ، روش اولرین-اولرین ، ثابت نرخ فلوتاسیون ، مدل موازنه جمعیت