Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №2.

УДК 622.7:519.711.2 ОЦЕНКА ФЛОТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОМПОНЕНТОВ ПРОБЫ ПИТАНИЯ ОСНОВНОЙ НЕФЕЛИНОВОЙ ФЛОТАЦИИ ДЛЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА В.Ф. Скороходов, P.M. Никитин, Е.Д. Рухленко, Е.Г. Веселова Горный институт КНЦ РАН Аннотация Разработан подход к оценке флотационных свойств компонентов питания основной (обратной) нефелиновой флотации, позволяющий формулировать интегральные свойства псевдофаз многоскоростного многофазного континуума (ММК) флотации в рамках вычислительного эксперимента, проводимого с CFD (Computational Fluid Dynamics) моделью гетерогенной системы процесса флотации, адаптированной к эксплуатационным особенностям флотационной техники. Ключевые слова: CFD модель, гетерогенная система, флотация, нефелиновый концентрат. Введение В рассматриваемой CFD модели гетерогенной системы процесса флотации (ГСПФ) твердая фаза представлена множеством дисперсных псевдофаз, физико-химические свойства которых определены в результате анализа пробы питания основной (обратной) нефелиновой флотации, отобранной в цикле производства нефелинового концентрата на ОАО «Апатит». Модель позволяет исследовать поля скоростей и концентрации твердых фаз ГСПФ внутри первой камеры пневмомеханической флотационной машины ОК-38 нефелинового цикла. Всего в производственном переделе участвует одновременно три последовательно установленные двухкамерные машины ОК-38. Характеристики входящих и исходящих потоков модели соответствуют данным технологической схемы основной нефелиновой флотации на АНОФ-2 ОАО «Апатит». Геометрия модели ГСПФ, ограниченная контурами камеры, статора и импеллера флотационной машины ОК-38, разработана в соответствии с конструкторской документацией компании Outokumpu в программном приложении Gambit. Расчетная сетка модели ГСПФ предусматривает применение в ходе вычислительного эксперимента технологии движущихся сеток (Dynamic Mesh). Вычислительный эксперимент над моделью проведен в модуле Fluent программного комплекса ANSYS 14.5. Цель и идея вычислительного эксперимента Цель вычислительного эксперимента состояла в получении посредством CFD моделирования адекватной модели ГСПФ, позволяющей получать качественные и количественные характеристики распределений узких флотационных фракций нефелина на продукты различного минерального составав камере флотационной машины ОК-38. Идея работы заключается в использовании возможности применения результатов вычислительного эксперимента для получения сепарационных характеристик как действующей, так и вновь создаваемой флотационной техники и обоснования оптимальных технологических параметров обогащения питания основной нефелиновой флотации. Использование вычислительного эксперимента для исследования ММК флотации позволяет избежать установки измерительных приборов и датчиков в рабочий объем камеры флотационной машины и при этом получать качественные и количественные данные о процессе, минимизировав необходимые для проведения подобного физического эксперимента материальные и временные ресурсы. Материал и методика вычислительного эксперимента В качестве основы вычислительного блока модели была принята Эйлерова модель многофазного потока. ГСПФ рассматривается как стационарная система. К ней применимы законы сохранения массы, энергии и количества движения. Модель Эйлера основана на связи 79