典型磁力分选过程的数值模拟

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磁选方法在传统的选矿工业中占有重要地位,它广泛地应用在黑色、有色及稀有金属的选别方面。如今,磁选技术应用的范围越来越广,利用数值模拟软件PFC2D从颗粒水平弄清磁选过程中磁力对颗粒运动状态的作用效果,更好地反映磁选过程的本质,对磁选在工业上的应用将有非常重要的意义。本文首先从分析颗粒在磁力分离过程中的运动着手,将磁性颗粒视为离散体系,综合考虑颗粒所受磁场力、重力的情况,分别建立了平面-尖形单齿磁极对磁场中捕集磁性颗粒动力学模型和基于单丝模型所建立的高梯度磁场捕集磁性微粒的动力学模型,为进一步的数值模拟和实验研究提供理论基础。其次,利用2维离散元软件PFC对所建立的两种磁力分选模型进行数值模拟。对平面-尖形单齿磁极对磁场中颗粒的磁分离过程的数值模拟,主要考察磁场强度、齿极尖角、极距等参数对运动轨迹的影响,并将模拟结果与磁选中已有理论进行对比分析,证明了本文所建立模型的适用性以及数值模拟预测结果的可靠性与准确性。研究结果表明:磁场强度与磁性矿物质比磁化率对磁力捕集效果成正比;在保持颗粒离磁钉钉尖相对距离为1/2的情况下,极距越小,越有利于颗粒的吸附;磁钉钉尖角度为60°时,颗粒所受磁场力最大。最后,对单丝介质高梯度磁场中磁分离过程进行离散元数值模拟,选取特定的初始条件,对磁场的对称性及斥力区与引力区进行验证,确保模型的正确性。并对特定情况下颗粒起始位置、初始速度及磁场强度对颗粒运动的影响进行了初探。
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