干式永磁筒式磁选机是铁精粉干选设备的重要组成部分,其分选腔内磁场特性参数、气固两相流场特性参数和分选腔的结构参数是影响磁选机分选性能和分选品位的重要因素。研究干式永磁筒式磁选机分选腔内磁场特性和气固两相流的流场特性对提高干选工艺中磁选机分选性能和分选品位具有重要意义。因此,本文采用数值模拟和台架试验相结合的方法对磁选机的磁感应强度分布规律进行了研究,获得了分选腔中磁感应强度分布规律的数学模型,并对磁选机分选腔内的磁场-气固两相流场的耦合场和供风系统内的单相气流场进行了数值仿真分析,探索提高磁选机分选性能和分选品位的有效途径,为磁选机的优化设计提供理论支撑。开展的工作主要有:(1)干式永磁筒式磁选机的磁场特性研究。通过运用ANSYS Maxwell 2D软件对干式永磁筒式磁选机的磁系的磁感应强度进行数值仿真分析,并采用MATLAB对其分布规律进行统计学分析,得到了磁选机磁感应强度分布规律的数学模型,为磁场和气固两相流场耦合分析提供理论依据。(2)磁选机分选腔内的磁场-气固两相流场的耦合分析。先建立磁选机分选腔的有限元模型,并将磁选机磁感应强度分布规律的数学模型加载到ANSYS fluent中,再对分选腔内气固两相流进行数值仿真分析,获得磁-流耦合场的仿真结果,分析磁场特性参数、气固两相流场特性参数及分选腔结构参数与磁选机分选腔出口浓度之间的影响规律,为磁选机的优化设计提供理论依据。(3)分选腔内气固两相流场的数值仿真分析和供风装置结构改进设计。以供风速度、入风角度、气腔结构为参数对分选腔中的气固两相流场进行了数值分析,获取了这些参数对流场特性的影响规律,为供风装置的结构设计提供了理论依据。(4)磁选机的分选试验研究。为了验证供风系统对分选腔内料层厚度、磁选机分选效率、分选品位的影响规律,通过台架试验的方法,在课题组自行研发的三级干式永磁筒式磁选机试验台上进行了分选试验研究,得到了与数值分析较为一致的结论。本研究方法及结论为探索矿物颗粒的运动规律以及磁选机的优化设计提供了理论依据,为选矿行业技术进步起到了积极的推动作用。