含釩頁巖攪拌浸出槽的數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、含釩頁巖（俗稱石煤）提釩是我國獲得金屬釩的一個重要途徑，也是對含釩頁巖型釩礦進(jìn)行綜合利用的一個重要方面。浸出過程是含釩頁巖提釩中的重要環(huán)節(jié)，浸出率的高低對金屬釩的利用率、提釩生產(chǎn)效率起到了決定性作用。機(jī)械攪拌槽是含釩頁巖提釩中廣泛使用的一種浸出設(shè)備，本文通過對機(jī)械攪拌槽進(jìn)行固液兩相流動仿真，分析了攪拌槽內(nèi)流場對釩浸出率的影響。
　　運(yùn)用Fluent對含釩頁巖提釩攪拌浸出槽進(jìn)行流場模擬，用GAMBIT建立流場實(shí)體模型，采用k-ε湍流

2、模型、歐拉——?dú)W拉多相流模型以及多重參考系法處理攪拌槽內(nèi)流場。對攪拌槽在直槳式和折葉槳式兩種槳型下的流場、裝有擋板或?qū)Я魍埠蟮牧鲌鲆约半p層槳攪拌浸出槽流場情況進(jìn)行了比較研究，主要研究結(jié)果如下:對于單層槳機(jī)械攪拌浸出槽，在同等條件下折葉槳式攪拌槳攪拌效果較好，軸向速度比直槳式攪拌槳平均高出120％，在攪拌槽中設(shè)置擋板和循環(huán)筒有利于改善流場速度分布，從而加強(qiáng)混合效果，但擋板的改善效果更為顯著;擋板能夠削弱部分周向環(huán)流，使液體沿軸向和徑向的運(yùn)

3、動增強(qiáng)，產(chǎn)生的剪切作用能夠破壞顆粒表面的固膜，從而增強(qiáng)固液反應(yīng)以提高浸出速度;對于雙層槳機(jī)械攪拌浸出槽中，在相同的情況下，雙層槳不同向旋轉(zhuǎn)時湍動能分布更為合理，并且能夠緩解底部沉積，攪拌混合效果更好，從而能夠?yàn)閿嚢璨壑械慕龇磻?yīng)提供良好的反應(yīng)環(huán)境，使釩的浸出率得到提高。
　　以模擬結(jié)果為指導(dǎo)，根據(jù)含釩頁巖浸出過程的要求，設(shè)計出恒溫恒pH值的連續(xù)攪拌浸出設(shè)備，并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果對于研究攪拌反應(yīng)容器內(nèi)部流場規(guī)律，進(jìn)而對攪拌