مطالعه و بررسی تاثیر تیغـه گذاری در ستون فلوتاسیون با استفاده از شبیه سازی دینامیک سـیالات محاسباتی دو فازی

تحقیقات نشان داده است که اختلاط در ستون فلوتاسیون کاهش بازیابی ماده معدنی را در پی دارد. در کار حاضر با استفاده از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی تاثیر نسبت طول به قطر ستون و تیغه گذاری بر اختلاط محوری در ستون فلوتاسیون به صورت دو فازی بررسی شده است. به این منظور از نرم افزارهای گمبیت و فلوئنت برای شبکه بندی و انجام محاسبات استفاده شده است. میدان محاسباتی ستونی با مقطع دایره ای شکل به طول 2/3 متر و قطر 10 سانتی متر است. به منظور کاهش حجم محاسبات و ساده سازی مساله ستون از ابتدا پر از آب فرض شده که هوا از سطح جانبی یک حباب ساز به طول 15 و قطر 1 سانتی متر وارد آن می شود. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی، یک سری آزمایشات تجربی با شرایط یاد شده در آزمایشگاه کانه آرایی دانشگاه کاشان انجام گرفته است. بررسی های عددی و تجربی نشان دادند که استفاده از هندسه سه بعدی برای شبیه سازی جریان در ستون فلوتاسیون لازم است. بنابراین شبیه سازی سه بعدی با مدل دو فازی اولرین برای ستون بدون تیغه و نیز ستونی با تیغه ای عمود بر مقطع آن به طول 8/2 متر و ضخامت 4/0 سانتی متر انجام گرفت. مقادیر فشار روی دیواره در ارتفاع 2/0 و 6/2 متری ستون بدون تیغه با مقادیر اندازه گیری شده در آزمایش تجربی مقایسه و صحت آنها با خطای کم تر از 6/0% محرز شد. مقایسه نتایج شبیه سازی مربوط به ستون با تیغه و بدون تیغه نشان داد که تیغه گذاری سرعت محوری آب را حداکثر تا 17% کاهش می دهد و به دنبال آن اختلاط محوری کاهش می یابد. هم چنین بررسی شبیه سازی های انجام شده برای ستون هایی با نسبت طول به قطر 5 و 10 نشان داد که هر چه نسبت طول به قطر ستون کم تر باشد، اختلاط محوری بیشتر بوده و تیغه گذاری در کاهش آن موثرتر خواهد بود.