充气式微泡浮选机是近几年来出现的新型浮选机,具有处理量大、结构简单、节能节药等优点,在铝土矿、辉钼矿、镍矿等矿物的分选中得到了工业应用。作为一种新型浮选机,充气式微泡浮选机的充气矿化性能、内部流场特征等尚不明确,分选理论尚不完善,在结构优化调整和放大等方面也缺少系统的理论指导。本文采用CFD数值模拟方法对充气式微泡浮选机的微泡发生器和浮选槽内流场特征进行了模拟,从理论上对其矿化分选原理进行了分析。结果表明在微泡发生器的矿化腔和孔板区域存在气含率高和湍流强度大等特点,从而形成高度的紊流矿化。当矿浆和气泡从孔板喷出后,由于压强骤减,气泡在矿粒表面析出从而增强了矿化效果。矿浆给入浮选槽后,主要沿微泡发生器和浮选槽壁面中部区域向上运动,当上升到浮选槽上部后,矿浆受重力的作用从浮选槽轴心位置下降,一部分经中矿循环管排出,另一部分从尾矿管排出。在工业生产中,浮选机的操作条件经常波动,并对浮选造成影响。本文探索了矿浆入料量和充气量对充气式微泡浮选机流场的影响,结果显示,矿浆入料量的增大对微泡发生器内流场环境影响较大,其内部流速和湍流强度均显著增强,从而对气泡矿化效果造成较大影响。但矿浆入料量的增大对浮选槽内流场环境影响较小,其内部速度场变化较小,气含率略有上升,浮选槽内流场抗扰动能力较强。充气量增大时,气相在浮选槽壁面附近的上升速度增大明显,最大上升速度从0.68m/s增大至0.83m/s,气相在浮选槽内停留时间减少,可能增大脉石矿物随气泡进入泡沫层的概率。此外伴随着充气量的增加,浮选槽内气含率整体上升,但气泡的分散受充气量的影响不大,不同充气量条件下,气泡在浮选槽壁面附近和中心区域达到稳定分布的高度都变化不大。基于以上模拟结果,当矿浆入料量发生波动时,可通过改变药剂制度或增大充气量等方式,增强气泡矿化来提高浮选效果,当充气量增大时,可通过增强二次富集作用的方式提高精矿品位。经过上述研究,发现充气式微泡浮选机内流场存在气液相上升速度过快、流场不够稳定且分散较差、并有部分矿浆和气泡直接从尾矿管排出的现象。针对存在的问题,本文通过改变微泡发生器在浮选槽中的布置位置,调整微泡发生器释放口结构,对充气式微泡浮选机进行了结构优化。调整后,浮选机内部流场矿浆和气泡上升流速减慢,在浮选槽中的分散增强,气相在浮选槽壁面附近的气含率降低,浮选槽壁面对气相干预减弱,气液相从尾矿管的溢出现象也得到抑制。