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题名高固含体系涡轮组合桨强化含钒冶炼渣固液悬浮的研究
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作者
黄江
张一敏
郑秋实
薛楠楠
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机构
武汉科技大学资源与环境工程学院
国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室
战略钒资源利用省部共建协同创新中心
湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心
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出处
《有色金属(冶炼部分)》
北大核心
2025年第7期120-129,共10页
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基金
国家重点研发计划项目(2023YFC3903902)。
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文摘
湿法浸出过程中,含钒冶炼渣与浸出介质形成高固含、高密度特性的黏性浆体,颗粒团聚和固相沉积等问题对搅拌反应器的性能提出了更高要求。基于计算流体力学(CFD)方法,采用多重参考系法(MRF)和欧拉双流体模型,进行了固液两相流的数值模拟。选择了两种涡轮桨型:开启式弯叶涡轮桨(CBT)与圆弧叶圆盘涡轮桨(CD-6),并构建了四种组合方案,研究了各方案在固含率为40%条件下的流场分布与混合性能。结果表明:采用涡轮组合桨,在反应器内形成了轴向-径向复合流场,使得各方案的轴向平均固相均匀度为0.02,确保了固体颗粒的均匀分散;其中方案Ⅲ(上CBT-下CD-6)主要形成以轴向流为主导的流型。其局部剪切速率、湍流动能分布情况及颗粒悬浮性能优于其他方案;液相速度峰值达2 m/s,低速区占比最小;底部颗粒平均运动速度提升至0.5 m/s,悬浮高度可达0.52 m,颗粒团聚体积比方案Ⅳ减少了约81.25%。在高固含体系下,方案Ⅲ的桨叶组合可使悬浮性能得到显著改善的同时,有效抑制颗粒团聚并减少固相沉积。
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关键词
高固含体系
含钒冶炼渣
颗粒沉积
固液悬浮
数值模拟
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Keywords
high solid content
vanadium-containing smelting slag
particle deposition
solid-liquid suspension
numerical simulation
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分类号
TF841.3
[冶金工程—有色金属冶金]
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