废旧磷酸铁锂电池破碎产物的涡流分选研究

文章以废旧磷酸铁锂电池为研究对象,提出利用涡流分选的方法分离回收废旧磷酸铁锂电池中的铜、铝与正极材料磷酸铁锂。使用COMSOL Multiphysics多物理场耦合分析软件对磁辊表面磁场强度分布进行模拟,并建立了涡流分选的力学模型;分析了磁场强度、颗粒半径、磁辊转速、进料速度等因素对涡流分选效果的影响;最后,设计涡流分选试验验证了模型的准确性,得到了影响废旧磷酸铁锂电池破碎产物涡流分选效果的可控制因素与其他干扰性因素。模拟与试验结果表明,在2~15mm范围内,分选效果与破碎材料直径为正相关关系,当磁辊转速为600~800r/min时分选达到最大效果,而进料速度对分选结果影响不明显。     

聚丙烯酰胺对水介质旋流器分选性能的影响规律研究

为拓宽水介质旋流器有效分选的粒级范围与提高分选效率,向旋流器入料中添加絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM),主要考察了不同用量的PAM对旋流器分选性能的影响。同时,采用激光粒度分析仪在不添加PAM和PAM用量5g/t时分别对旋流器入料、溢流和底流做了粒度组成分析。试验结果表明:水介质旋流器中添加PAM有利于提高+0.074mm粒级的分选效率,尤其是0.25~0.125mm粒级提高幅度较大,可达22%。通过分选产品的粒度组成对比分析可知PAM提高水介质旋流器分选性能的主要原因在于絮凝作用提高了颗粒的表观粒度。     

重介质旋流器内机械阻力分析

重介旋流器分选过程影响因素众多。颗粒在分选过程中主要受到离心力、水流阻力、水流加速度作用力、水流附加加速度作用力及颗粒机械阻力等，其中机械阻力最为复杂。为了应用概率统计规律解决机械阻力问题，分析了颗粒碰撞过程及相对距离、颗粒个数及碰撞方向。为简化分析，以球形颗粒为研究对象，导出了两颗粒在旋流器中的碰撞概率及在不同情况下的碰撞数目，颗粒的移动距离与容积浓度的关系，得出了机械阻力表达式，为理论上分析重介质旋流分选过程提供了一种思路。     

HMC工艺对选煤厂洗水闭路循环的影响

高效重介质旋流器分选(HMC)是煤炭深度降灰脱硫新技术.探讨采用HMC工艺后,磁选尾矿对介质再生、煤泥水沉降特性和絮凝剂选择的影响.研究表明磁尾与伴生粘土矿物的协同效应会改变粘土矿物和煤颗粒双电层的电动电位,对介质回收、煤泥水沉降产生负面影响.     

吹填中疏浚泥颗粒运移及分选若干关键问题的探讨

为了确定处理面积和选择合理的处理方法,以节约工程成本和达到良好的处理效果,需要对吹填时疏浚泥颗粒在堆场内运移及分选的规律进行研究。以泥沙运动力学为理论基础,结合南水北调东线江苏段淮安金宝航道N1疏浚泥堆场的现场调查和试验结果,对吹填时疏浚泥颗粒运移及分选若干关键问题(如堆场分区、疏浚泥分层特性、疏浚泥沉降行为、疏浚泥流体类型等)进行了深入的探讨,得出如下结论:①美国的疏浚工程手册EM1110-2-5027以粒径0.075 mm将堆场分为粗颗粒区和细颗粒区是合理、可应用于国内疏浚工程实践的,颗粒分选发生于细颗粒区;②吹填过程中堆场内上层泥浆一般为牛顿体和过渡区流体,淡水环境下颗粒的沉降行为主要为絮凝沉降,颗粒运移及分选主要发生于上层泥浆中,参与分选的颗粒主要为悬移质;③疏浚泥颗粒分选是在一定的水动力条件和堆场边界条件下,细颗粒在液相泥浆中运移时,由于粒度的差异而产生的分区域沉降行为。     

水介质流化床粗煤泥分选数值模拟

为分析水介质流化床分选过程粗煤泥的运动规律,在分选实验的基础上,采用Fluent软件,选择层流计算模型和离散相多相流模型,分别对密度为1.27、1.67 g/cm^3且粒度为0.25-1 mm的粗煤泥水介质流化床粗煤泥分选过程进行数值模拟。结果表明：水介质流化床对低密度物料分选不完全,而对高密度物料可以完全分选;粗煤泥混合物分选所得精煤产率为45%,与实验所得精煤产率的绝对误差为1.37%。该结果为进一步研究水介质流化床的分选性能提供了参考。     

旋转流场中颗粒群的运动特性

建立了颗粒群在部分充液旋转容器内水相中运动的非稳态理论模型并进行数值模拟,研究了旋转流场中颗粒群的运动特性.分析了旋转容器内流场、颗粒群演化、颗粒运行轨迹及液体黏度和颗粒密度对颗粒群在水相中分散性能的影响.通过将数值模拟得到的流场中颗粒及速度分布与文献实验数据进行对比,验证了所建立理论模型的合理性.研究结果表明:在旋转容器内水相流场中存在涡流,颗粒群在旋转流场及涡流的作用下运动并逐渐分散至整个水相区域.随着液体黏度的增加,颗粒群在旋转容器内水相中分布更加均匀;颗粒密度的增加,导致颗粒分散驱动力下降,使得颗粒群聚集在水相的旋出侧附近.     

边界对颗粒介质上小球运动的影响

为了认识物体在颗粒介质表面上运动的规律,搭建了宽度可调的颗粒介质倾斜槽,并用高速摄像机观测小球在颗粒介质上的运动行为。在不同密度小球和不同颗粒介质尺寸两种情况下分析了运动距离与槽宽球径比的关系,得出如下结论:运动距离随槽宽球径比增大而减小;槽宽球径比对小球运动距离的影响呈指数式减小;小球密度对小球运动距离的影响存在着3个区域;有效摩擦系数与颗粒槽边界存在一定关系。     

液固流化床粗煤泥分选机理与应用研究

粗煤泥分选问题成为影响精煤产率提高的主要瓶颈.液固流化床分选机的分选原理能够吻合粗煤泥本身的粒度范围窄、需要低密度分选的特点,是一种结构简单、分选效果较好的新技术.本文分析了我国粗煤泥分选的现状及存在的问题,指出TBS干扰床分选机处理粗煤泥的优势.阐述了颗粒特性、流体性质等对分选效果的影响,提出了在试验过程中加大对上升...     

岩石结构对碎屑岩储层弹性参数影响的数值研究

结合岩石颗粒粒径分布,通过过程模拟法构建3维数字岩心,利用有限元方法研究了岩石颗粒尺寸比、颗粒大小以及颗粒分选性对岩石弹性特性的影响.结果表明岩石颗粒的大小、分选性均会对岩石的物性以及孔隙结构产生影响,引起岩石弹性模量和纵横波速度的变化.颗粒尺寸比对岩石弹性的影响是非线性的,随着大颗粒含量的增大,岩石体积模量先增大至最大值,然后再减小至趋于不变,随着颗粒尺寸比的变大,大颗粒含量对岩石弹性模量的影响增强.粒径对饱和水岩石弹性的影响弱于对干岩石的,并且粒径越小,岩石体积模量对孔隙流体的变化越敏感.随颗粒分选性变差,岩石体积模量和剪切模量及纵横波速度变大.     

膨胀床大颗粒、低密度吸附介质的膨胀特性研究

通过测定示踪剂在床体内停留时间的分布,考察流速、分流器对膨胀床大颗粒、低密度吸附介质膨胀特性的影响.研究结果表明对于大颗粒、低密度介质的膨胀特性可用Richardson-Zaki方程来描述;在较高开孔率(0.26)情况下,对于内径为26 mm的床体,较大孔径的分流器及较低的表观流速会增加其理论塔板数和降低轴向扩散系数.     

简单立方堆积床内火焰特性的试验研究

多孔介质燃烧具有效率高和稳定性好等特点，提出一种简单立方堆积结构.该结构由氧化铝颗粒堆积床和双层碳化硅泡沫陶瓷组成，用以对其中的过滤燃烧特性开展试验研究.通过改变预混气体当量比和入口速度，研究在不同工况下的火焰可燃界限、火焰传播规律、CO排放规律和燃烧效率.研究发现：火焰的驻定和传播取决于区域温度、当量比和流速；在颗粒直径为40 mm的堆积床中，火焰易于传播且燃烧效率较高，而颗粒直径为20 mm的堆积床更有利于稳定火焰.     

撞击物在二维颗粒床中穿行的运动过程

用高速摄像和加速度传感器观测方法研究物体在重力加速度作用下撞击二维颗粒床并在其中穿行的运动过程。由高速摄像可以清楚地观察到床颗粒受撞击后的位移分布情形,揭示了颗粒床被流化的区域及程度和可能产生喷流的物理机制。流化区域仅限于撞击物路径附近,反应了颗粒介质的强耗散特性。通过加速度传感器直接测量撞击物在运动过程中所受阻力,与在液体中穿行阻力进行了比较。相关的实验数据反映了在这样的二维体系中,撞击物受到不可忽略的与速度相关的阻力作用。     

颗粒绕流圆管传热的数值模拟研究

干法粒化后的高炉渣颗粒余热回收工艺主要以空气为冷却介质,由于空气的比热容小从而导致热效率低,因此,提出用自流床余热锅炉来回收高温炉渣颗粒的余热.基于CFD软件,将流动的颗粒当作连续的黏性流体,建立了一个三维数学模型,对颗粒绕流圆管传热的过程进行数值模拟,并验证了模型的正确性,研究了颗粒入口速度、水入口速度以及水入口温度对余热锅炉换热效果的影响规律.数值模拟结果表明:增大颗粒和水入口速度,可提高换热效果;增大水入口温度,传热系数没有变化,但热回收率减小.     

循环流化床制取流体冰中液滴碰撞-聚并实验研究

对雾化液滴在液-液循环床体内碰撞-聚并现象进行了研究．在相同喷速下,通过改变载冷介质流量和温度,考察了影响液滴聚并发生频率的关键因素;采用高分辨率数码摄像仪实时采集床内颗粒在同一工况下不同高度处的流动状态,应用图像处理与数值计算相结合的方法,分析了颗粒平均粒径沿床高的变化趋势;对载冷介质温度最低时实验所获得的冰晶进行粒径的测量与统计整理,探讨了抑制液滴聚并的方案．结果表明,液滴聚并严重地影响了冰晶尺寸及其分布;在载冷介质流量较小时,液滴聚并频率大大降低,而在载冷介质温度较低时,液滴表面局部破碎及快速冻结导致颗粒平均粒径沿床高呈减小的变化趋势．在保证经济性及不冰堵的条件下,可以通过降低载冷介质温度和减小其流量来改善所制取流体冰冰晶的质量．     

空气重介质流化床分选技术分析

分析了空气重介质流化床选矿方法与其他传统选煤方法在保持密度稳定性方面的差异。空气重介质流化床选煤技术分选精度高、投资少、无环境污染、分密度调节范围宽 ,该技术在 <6mm细粒级振动流化床、三产品双密度层流化床、>5 0 mm大块煤深床型流化床及 <1mm微粉煤摩擦电选技术等方面均取得了可喜的进展     

颗粒堆积床内两相流动阻力及相间摩擦力

为了探究颗粒堆积多孔介质通道内两相流动阻力特性,使用不同尺寸的球形颗粒构建实验床,在碎片床冷却性实验装置(DEBECO)上进行了气-水两相流动实验.基于实验数据,对比验证了多孔介质内两相流动阻力压降预测模型,重点分析了颗粒床内气液两相相间摩擦力对阻力压降的影响.结果表明:对小尺寸(如d=1.5mm)颗粒堆积床,气液两相相间摩擦力对其两相流动阻力压降影响微弱,两相流动阻力压降随气速增大呈逐渐上升的趋势;对大尺寸(如d=6mm)颗粒堆积床,在低速下气液两相相间摩擦力对阻力压降影响显著,随气速增大,其阻力压降出现先下降后上升的趋势.     

在水介质中分散剂对微细颗粒分散作用的影响

研究不同颗粒在水介质中的自然分散行为及分散剂对其分散作用的影响，结果表明，分散剂对二氧化硅，重质碳酸钙，滑石和石墨均有不同程度的分散作用，在分散剂浓度较低区域，４种颗粒的分散规律几乎相似；在高浓度区域，对不同颗粒的分散有共各自的特征，分散剂对重质碳酸钙和滑石颗粒的分散作用比对二氧化硅和石墨的分散作用强烈，对同类矿物颗粒来说，亲水性颗粒较疏水性颗粒的分散作用强烈。     

COREX熔融气化炉移动床区域内炉料流动的DEM模拟

建立COREX工艺熔融气化炉移动床区域炉料流动的DEM模型。通过炉料自然堆积过程的DEM模拟,确定了固体颗粒之间的滚动摩擦系数。炉料流动的DEM模拟结果与试验研究结果吻合的较好。研究了移动床区域炉料的流动规律、死料柱形状及尺寸以及颗粒间法向应力的分布规律,同时分析了风口回旋区炉料消耗速率对应力分布的影响。研究结果表明：熔融气化炉移动床区域可分为四个不同的子区域,死料柱区域法向力最大,其次为壁面附近区域,稳定流动区和活跃区内颗粒之间法向力最小。     

非饱和流固耦合模型在垃圾坝体稳定性中应用

基于多孔介质流体动力学理论，建立了降雨条件下垃圾填埋体内水分传输的流-固耦合模型，并采用交替有限差分方法给出了耦合模型的数值格式；通过开发的计算程序，模拟了降雨条件下．垃圾坝体范围内孔隙水压力和流速分布情况。数值模拟的结果表明：持续的降雨会加大对孔隙介质的载荷作用，填埋介质被压缩，使土壤颗粒间基质吸力减少，导致水流渗透率降低。同时，填埋介质变形影响了孔隙水压力和水流速的分布规律。因此，在垃圾坝体稳定性分析研究中，渗流场和应力场的耦合效应不能忽略，其研究可为评价垃圾坝体的稳定性及预测预报坝体滑坡提供技术支持。