《工程科学学报》录用稿，htps:/doi.org/10.13374/i,issn2095-9389.2021.10.01.003©北京科技大学2020 基于固液两相流模拟的选矿循环水深度澄清装 置优化 胡文韬2)，田凯2，李佳鸿2)，梁思懿)，宋超，李杰2)，刘欣伟 网)，王化军2) 1)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教有部重点实验室，北京1000832)中治京诚工程技术有限公司全国循环经济技术 中心，北京1001763)中国电子装备技术开发协会，北京100037 ☒通讯作者，E-mail:alabozhizi@163.com 摘要部分选矿循环水中含一定量的高分散性悬浮颗粒，仅依靠简单浓缩沉降难以澄清，无法达到回用要 求。针对这一难题，本文提出了一种选矿循环水固体悬浮物澄清装置。为优心装置的结构参数与运行参数， 建立了选矿循环水深度澄清装置的二维物理模型，基于计算流体力学(CP的从的方法，选用Mixture和 RNGk-G模型对装置主要的结构参数与运行参数展开了数值模拟研究：研究发现适当降低水力循环区喷嘴 长度，增加喉管与喷嘴管径比、颗粒沉降区开口尺寸、装置直径等结构，能够降低颗粒沉降区平均湍动能， 由于湍动能为单位质量流体由于紊流脉动所具有的动能，故降低了颗粒沉降区流场的紊流程度，增加了水 流的稳定性，提高了装置对悬浮颗粒的去除效果：同时发现降低入口流速、增加悬浮颗粒粒径有助于提高 悬浮物的去除率，当进水流速为0.1ms、经过混凝的悬豫颗粒形成粒径大于100um时，装置对选矿循环 水中的悬浮颗粒去除效果显著。研究内容为选矿循环水深传 青装置结构参数与运行参数优化提供了理论 依据和仿真数据支撑。 关键词循环水：悬浮颗粒：湍动能：素流程度 参数优化 分类号TD926.5 Optimization of depth clarification device for beneficiation circulating water based on solid-liquid two-phase flow simulation HU Wen-Tao 23TIAN Kai)Li Jia-hong2),LIAN Si-yi,SONG Chao2,LI Jie2,LIU Xin- wei☒，Wang&m 1)State Key aboratoryof Eficient Mining and Safety of Metal Mines,Ministry of Education.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083. 2) Nationalr Economy Technology Center,Capital Engineering Research Incorporation Limited,Beijing 100176. 3)China Electronic Equipment Technology Development Association,Beijing 100037 Corresponding author,E-mail:alabozhizi@163.com ABSTRACT Some beneficiation circulating water contains excess highly dispersed suspended particles which is difficult to clarify only by simple concentration and sedimentation,and cannot meet the requirements of reuse.To solve this problem,a clarification device was developed for removing the solid suspended matter from 收搞日期： 基金项目：国家重点研发计划课题(2020YFC1807803),矿物加工科学与技术国家重点实验室开放基金 课题(BGRIMM-KJSKL-2020-11),中央高校基本科研业务费项目(FRF-IP-20-02)。基于固液两相流模拟的选矿循环水深度澄清装 置优化 胡文韬1,2,3)，田凯 1,2)，李佳鸿 1,2)，梁思懿 2)，宋超 2)，李杰 2)，刘欣伟 3)，王化军 1,2) 1）北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083 2）中冶京诚工程技术有限公司全国循环经济技术 中心，北京 100176 3）中国电子装备技术开发协会，北京 100037  通讯作者，E-mail: alabozhizi@163.com 摘 要 部分选矿循环水中含一定量的高分散性悬浮颗粒，仅依靠简单浓缩沉降难以澄清，无法达到回用要 求。针对这一难题，本文提出了一种选矿循环水固体悬浮物澄清装置。为优化装置的结构参数与运行参数， 建立了选矿循环水深度澄清装置的二维物理模型，基于计算流体力学（CFD）的方法，选用 Mixture 和 RNG k-ε 模型对装置主要的结构参数与运行参数展开了数值模拟研究。研究发现适当降低水力循环区喷嘴 长度，增加喉管与喷嘴管径比、颗粒沉降区开口尺寸、装置直径等结构，能够降低颗粒沉降区平均湍动能， 由于湍动能为单位质量流体由于紊流脉动所具有的动能，故降低了颗粒沉降区流场的紊流程度，增加了水 流的稳定性，提高了装置对悬浮颗粒的去除效果；同时发现降低入口流速、增加悬浮颗粒粒径有助于提高 悬浮物的去除率，当进水流速为 0.1 m/s、经过混凝的悬浮颗粒形成粒径大于 100 μm 时，装置对选矿循环 水中的悬浮颗粒去除效果显著。研究内容为选矿循环水深度澄清装置结构参数与运行参数优化提供了理论 依据和仿真数据支撑。 关键词 循环水；悬浮颗粒；湍动能；紊流程度；数值模拟；参数优化 分类号 TD926.5 Optimization of depth clarification device for beneficiation circulating water based on solid-liquid two-phase flow simulation HU Wen-Tao1,2,3) ,TIAN Kai1,2) , Li Jia-hong1,2) , LIAN Si-yi2) , SONG Chao2) , LI Jie2) , LIU Xin￾wei3)，Wang Hua-Jun1,2) 1) State Key Laboratory of Efficient Mining and Safety of Metal Mines, Ministry of Education, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083; 2) National Circular Economy Technology Center, Capital Engineering & Research Incorporation Limited, Beijing 100176; 3) China Electronic Equipment Technology Development Association, Beijing 100037  Corresponding author, E-mail: alabozhizi@163.com ABSTRACT Some beneficiation circulating water contains excess highly dispersed suspended particles which is difficult to clarify only by simple concentration and sedimentation, and cannot meet the requirements of reuse. To solve this problem, a clarification device was developed for removing the solid suspended matter from 1收稿日期： 基金项目：国家重点研发计划课题（2020YFC1807803），矿物加工科学与技术国家重点实验室开放基金 课题（BGRIMM-KJSKL-2020-11），中央高校基本科研业务费项目（FRF-IP-20-02）。 《工程科学学报》录用稿，https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.10.01.003 ©北京科技大学 2020 录用稿件，非最终出版稿