石煤搅拌浸出槽的设计及数值模拟
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- 我国石煤（含钒页岩）资源巨大，对石煤（含钒页岩）提钒的研究已成为稀有金属提取冶金领域的研究热点之一。空白焙烧低酸浸出成本低，钒的浸出率高，污染非常少少，但该技术的应用限制相对来说非常狭隘；相比之下，石煤高碱浸出提钒，和石煤高酸浸出提钒，污染少，都能够提高钒浸出率，但是因为钒的浸出成本比较高，从而限制了这些工艺的应用。因此有必要地利用计算流体力学（CFD）软件，采用标准k- 紊流模型，分析非稳态非等温情况下，平直叶搅拌桨混合过程中浸出槽中流体的三维湍流流场和压力场的分布。基于Fluent软件，采用标准的k- 湍流模型，欧拉-欧拉多相流模型，多重参考系稳态流动方法，对浸出槽内固液两相流动过程进行数值模拟对比。在本文中会设计一个搅拌槽，搅拌槽里的流体一般是硫酸溶液和含钒页岩固体颗粒，该搅拌槽由双斜叶桨，电动机，进酸管，浮球标尺等结构组成。因为流体主要成分是硫酸溶液，所以搅拌槽的槽底，槽体内壁，工作层，槽体顶盖都使用耐强酸性的材料，在这里用的是聚四氟乙烯。在模拟流场时会设置一定的运行条件，一般应用数值模拟方法研究浆叶转速和阻尼板高度对槽内固液浓度分布的规律，而在本文主要是研究桨叶的不同转速下流场的分布和桨叶的受力情况，从而对搅拌槽的结构进行优化。结果表明：（1）在一定范围内，增大浆叶的转速有利于改善槽内固液分布；（2）在一定的范围内，增大阻尼板的高度有利于槽内固相的上浮，提高钒的浸出率。...
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