??
摘要：“高壓懸浮電選機”屬中國實用新型專利設備(專利號：94200555.4)，它的研制開創(chuàng)了微細礦粒選礦研究的新方向。本論文正是以此新方向為研究對象對其機理進行了研究并形成了懸浮微細礦粒分選的一定理論基礎。 本論文的主要研究內(nèi)容分為三個部分，一是對懸浮于氣流中的微細礦粒在高壓電場中的運動進行了數(shù)值分析;二是對懸浮電選機理進行了研究;三是對影響懸浮電選的因素進行了試驗性研究。
具體研究內(nèi)容如下： 1.研究了微細粒在懸浮電選過程中的運動形態(tài)和受力。懸浮氣流以一定的速度在管內(nèi)輸送微細礦粒時。由于受到各種力的作用，微細礦粒被曳引后，可能有下列四種運動形式：滑動、滾動、跳躍、懸浮運動。礦粒在懸浮電選機的受力可分為三個階段。第一階段：懸浮于氣流中的微細礦粒向上運動階段：第二階段：懸浮于氣流中的微細礦粒在高壓電暈電場運動;第三階段：懸浮于氣流中的微細礦粒在靜電場分選階段。本論文分別對這三階段礦粒的受力進行了分析，首次建立了礦粒的運動的方程和分選條件。 2.對微細粒運動進行了數(shù)值分析。首次提出了懸浮于氣流中的微細礦粒在三個階段流動時加速至穩(wěn)定段所需時間公式、距離公式、無因次運動微分方程。 3.建立了礦粒在高壓電場中的運動的有限元模型。通過對大型有限元軟件ANSYS的二次開發(fā)利用，首次建立了懸浮于氣流中的微細礦粒在高壓電場中的運動的有限元模型，進行了一系列的計算。計算了懸浮電選機電暈電場電極間電場分布。模擬了懸浮于氣流中的微細礦粒在高壓電場中的運動。模擬結(jié)果表明：距電暈極距離大，電場就小，在某一距離電場在整個電暈外區(qū)保持為一常數(shù)：微細礦粒紊流運動中的速度是按對數(shù)曲線或指數(shù)曲線分布，這一結(jié)論與實際吻合。 4.研究了礦粒導電性能差異機理。雖然所有礦粒都包含大量的電子，但有的具有良好的電子導電的性能，有的則基本上觀察不到任何電子導電性。
本論文從能帶理論研究了礦粒之間的電性差別。根據(jù)能帶理論，用不同的價帶和導帶能級及它們之間的禁帶寬度描述了電導過程機理。 5.研究了微細粒懸浮機理。本懸浮電選機要求礦粒需處于懸浮狀態(tài)，因此，為保證物料的正常輸送和供給，顆粒在管內(nèi)不能發(fā)生沉積現(xiàn)象，這就要求顆粒的速度不能小于某個值。本論文討論了懸浮礦粒的沉降速度和懸浮速度，分析了微細粒懸浮機理。 6.研究了高壓氣體放電微觀基本過程，用徽觀過程分析了宏觀現(xiàn)象。氣體放 電實際上是一個復雜的粒子運動體系.氣體放電過程中一般存在六種墓本粒子: 光子，電子、基態(tài)原子和分子、激發(fā)態(tài)原子和分子以及正離子和負離子.氣體放 電中任何一個粒子會通過碰撞過程與其它各種粒子產(chǎn)生相互作用。在彈性碰撞中， 參與碰撞的粒子間只交換動t，但其位能不發(fā)生變化，也不交換電荷:在非彈性 碰撞中，參與碰撞的粒子間發(fā)生了位能的變化，粒子之間通過碰撞交換動量、動 能、位能和電荷，使粒子發(fā)生電離、復合、光子發(fā)射和吸收等物理過程.在懸浮 電選機的電場中，氣體中帶電粒子的運動與它們的無規(guī)則熱運動有所不同，即在 粒子的熱運動上又登加沿電場方向的定向運動，即帶電粒子的漂移運動。 7.研究了不存在空間電荷時和存在空間電荷時高壓負電暈放電機理。給出了 近似計算懸浮電選機不均勻電暈電場公式，分析了影響高壓負電暈放電的因素。 電暈放電的電流強度取決于加在電極之間的電壓大小、電極形狀、極間距離、氣 體的性質(zhì)和密度。 8.研究了懸浮礦粒帶電和放電機理.在懸浮電選機中，電極之間施加高電壓 使非導體的空氣或氣體電離，在電極之間產(chǎn)生氣態(tài)的離子流。隨著電極距離和電 壓的增大，離子流也增大，離子流對進入到電暈電場中的所有顆粒帶電影響很大， 形狀和粒度不同的絕緣體和導體均獲得了非零的純電荷.隨著絲狀電極帶負電， 可以產(chǎn)生負電暈。好的導體與接地彎管接觸后，立即失去了電荷，而好的絕緣體 保留了它的電荷，并固著在彎管上.好的導體剩余的電荷為零，而好的絕緣體剩 余的電荷為Qm。在氣流的推動下，穎粒通過電，帶電區(qū)域進入靜電場時，因為非 導體沒有與弧型接地電極傳導接觸，所以靜電場不影響非導體，而導體通過感應 獲得凈電荷，所以顆粒發(fā)生分選。 9.懸浮電選機作為一種新的構(gòu)思，其原理與現(xiàn)有電選機均不同.在研究了其 原理后，進行實際礦物分選，驗證理論正確性，為工業(yè)化樣機的研制提供依據(jù)。 金紅石作為一種主要含欽礦物，是冶煉欽金屬的主要原料。我國天然金紅石大部 分屬原生礦，原礦品位低、嵌布粒度細，礦石性質(zhì)復雜，選礦難以突破。本論文 以河南方城金紅石為試樣，研究了其礦物組成，工藝礦物特性，粒度組成及金屬 分布，磁性。對主要礦物物性參數(shù)進行測定。用懸浮電選機來提商金紅石精礦品 位，并以金紅石為試樣對影響懸浮電選的因素進行了試驗性研究. 10.本論文首次進行了設備因素影響憊浮電選機電選的試驗性研究.對于一定 直徑的電暈絲，在一定的電壓下有一最佳電.絲數(shù)，電.電流隨電暈絲直徑的減小而增大。
