含金废液脱氰过程固—液搅拌的数值模拟

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2016.05.108

黄金科学技术 ›› 2016, Vol. 24 ›› Issue (5): 108-114.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2016.05.108

含金废液脱氰过程固—液搅拌的数值模拟

盛勇¹，刘庭耀 ¹，韩丽辉²，刘青^1*

1.北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083；
2.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083

收稿日期:2016-06-28 修回日期:2016-08-30 出版日期:2016-10-28 发布日期:2016-12-27
通讯作者: 刘青（1967-），男，陕西神木人，教授，从事冶金过程工程模拟与优化、金属资源高效综合利用研究工作。 E-mail:qliu@ustb.edu.cn
作者简介:盛勇（1991-），男，安徽宿州人，硕士研究生，从事贵金属化工生产污染控制和资源化处理研究工作。seiu1124@163.com
基金资助:
国家高技术研究发展计划（“863”计划）项目“贵金属化工生产过程重金属污染控制与资源化技术”（编号：2013AA065703）资助

Numerical Simulation of Solid-Liquid Mixing in Stirred Tank During Decyanation Process of Gold-Containing Wastewater

SHENG Yong¹，LIU Tingyao¹，HAN Lihui²，LIU Qing¹

1.State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083， China；
2.School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China

Received:2016-06-28 Revised:2016-08-30 Online:2016-10-28 Published:2016-12-27

摘要/Abstract

摘要：

为提高含金废液在搅拌槽内脱氰过程的搅拌效果，针对脱氰过程的搅拌槽内流场及固—液分散进行数值模拟研究。模拟实验采用多重参考系法和欧拉双流体模型，考察转速、偏心率对脱氰过程的槽内速度场、流场流型、固含率分布以及搅拌功率的影响。结果表明：偏心搅拌能够明显改善对称的速度场和流型，当偏心率e=0.2时流场状态最佳；当e＞0.2时，近壁侧上、下循环涡向桨叶区靠近，远壁侧桨叶上方则出现较大尺度的弱湍动循环涡，不利于混合；e在0~0.2范围内有利于脱氰药剂的分散，过大的偏心程度反而会使脱氰剂堆积在近壁侧挡板处。当转速从100 r/min增大至1 200 r/min，功率增速越来越快，两相搅拌功率比单相搅拌功率高8.8%；偏心搅拌具有节能功效，当e从0增大至0.43时，搅拌功率降低3.9%。

关键词: 含金废液, 脱氰, 搅拌槽, 偏心搅拌, 数值模拟

Abstract:

In order to improve the decyanation stirring effect of gold-containing wastewater in the stirred tank，a numerical simulation of the flow field and the solid-liquid dispersion was carried out.Multiple reference frame method and Euler- Euler model are used in the simulation experiment.The effects of rotational speed，eccentricity on the velocity field，flow pattern，solid holdup distribution and mixing power in the decyanation process were investigated.The results show that the eccentric mixing can significantly improve the symmetric velocity field and flow pattern，and the flow field is the best when the eccentricity is e=0.2.The near wall lateral flow is enhanced when eccentricity is greater than 0.2，the near-wall circular vortex close to blade area.There is a large circular vortex with weak turbulence in far-wall area，which is not conducive to mixing.Eccentricity is conducive to the dispersion of decyanation agent in the 0~0.2 range.But a large degree of eccentricity will cause the accumulation of cyanide in the near wall side baffle plate.Agitation speed increased from 100 r/min to 1 200 r/min，the power growth rate is more and more fast.The power of two phase mixing is 8.8% higher than that of single phase stirring.Eccentric agitation has the energy saving effect，when the eccentricity increases from 0 to 0.43，the stirring power is reduced by 3.9%.

Key words: gold-containing wastewater, decyanation；stirred tank, eccentric agitation, numerical simulation

中图分类号:

TF831

盛勇，刘庭耀，韩丽辉，刘青. 含金废液脱氰过程固—液搅拌的数值模拟[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(5): 108-114.

SHENG Yong，LIU Tingyao，HAN Lihui，LIU Qing. Numerical Simulation of Solid-Liquid Mixing in Stirred Tank During Decyanation Process of Gold-Containing Wastewater[J]. Gold Science and Technology, 2016, 24(5): 108-114.

参考文献

［1］宾万达.贵金属冶金学［M］.长沙：中南大学出版社，2011.
［2］孙玉刚，陈光辉.含氰废水处理方法的研究［J］.黄金科学技术，2011，19（1）：74-76.
［3］王凯，冯连芳.混合设备设计［M］.北京：机械工业出版社，2000.
［4］ Tamburini A，Cipollina A，Micale G，et al.CFD simulations of dense solid-liquid suspensions in baffled stirred tanks：Prediction of suspension curves［J］.Chemical Engineering Journal，2011，178（1）：324-341.
［5］胡银玉，刘喆，杨基础，等.偏心搅拌反应器内的液相混合行为［J］.化工学报，2010，61（10）：2517-2522.
［6］ Martina M，Loukia N，Kalok C L，et al.Particle concentration and mixing characteristics of moderate-to-dense solid-liquid suspensions［J］.Industrial and Engineering Chemistry Research，2003，42（24）：6236-6249.
［7］ Alvarez M M，Arratia P E，Muzzio F J.Laminar mixing in eccentric stirred tank systems［J］.Canadian Journal of Che-mical Engineering，2002，80（4）：546-557.
［8］ Hall J F，Barigou M，Simmons M J H，et al.Comparative study of different mixing strategies in small high throughput experimention reactors［J］.Chemical Engineering Science，2005，60（8/9）：2355-2368.
［9］周国忠.搅拌槽内流动与混合过程的实验研究及数值模拟［D］.北京：北京化工大学，2002.
［10］严宏志，李新明，吴波，等.卧式双轴搅拌槽的液固两相流数值分析［J］.中南大学学报（自然科学版），2013，44（2）：532-539.
［11］ Jafari R，Tanguy P A，Chaouki J.Experimental investigation on solid dispersion，power consumption and scale-up in moderate to dense solid-liquid suspensions［J］.Chemical Engineering Research and Design，2012，90（2）：201-212.
［12］ Jahoda M，Mostek M，Kukukova A，et al.CFD Modelling of liquid homogenization in stirred tanks with one and two impellers using large eddy simulation［J］.Chemical Engineering Research and Design，2007，85（5）：616-625.
［13］刘庭耀，章鹏程，李剑锋，等.贵金属脱氰过程的搅拌釜流场数值模拟［J］.材料与冶金学报，2015，14（1）：29-35.
［14］刘燕，张延安，杜靖尧，等.流体中气泡微细化与分散过程的数值模拟［J］.过程工程学报，2009（增）：400-404.
［15］ Liu Y，Zhang T A，Masamichi S，et al.Mechanical stirring for highly efficient gas injection refining［J］.Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2011，21（8）：1896-1904.
［16］ Zwietering T N.Suspending of solid particles in liquid by agitators［J］.Chemical Engineering Science，1958，8（3/4）：244-253.
［17］ Wu H，Patterson G K.Laser-Doppler measurements of turbulent-flow parameters in a stirred mixer［J］.Chemical Engineering Science，1989，44（10）：2207-2221.
［18］ Wen C Y，Yu Y H.Mechanics of Fluidization［J］.Chemical Engineering Progress Symposium Series，1966，62：100-111.
［19］ Wadnerkar D，Utikar R P，Tade M O，et al.CFD simulation of solid-liquid stirred tanks［J］.Advanced Powder Technology，2012，23（4）：445-453.

相关文章 15

[1]	宋言, 杨洪英, 佟琳琳, 马鹏程, 金哲男. 甘肃某复杂难处理金矿细菌氧化—氰化实验研究[J]. 黄金科学技术, 2018, 26(2): 241-247.
[2]	赵鹤飞，杨洪英*，张勤，佟琳琳，金哲男，陈国宝. 硫代硫酸盐浸金各因素影响研究现状[J]. 黄金科学技术, 2018, 26(1): 105-114.
[3]	段敏静，梁长利，许宝泉，陈陵康 . 生物提金氧化液中铁的选择性沉淀[J]. 黄金科学技术, 2017, 25(6): 121-126.
[4]	党晓娥，王璐,孟裕松,宋永辉,吕超飞 . 某环保药剂的浸金性能及贵液中金的活性炭吸附特性[J]. 黄金科学技术, 2017, 25(6): 114-120.
[5]	宋永辉，姚迪，张珊，田宇红，兰新哲. 三维电极处理氰化废水的研究[J]. 黄金科学技术, 2017, 25(5): 116-121.
[6]	杨玮，王刚，曹欢，张凯. 含铜金精矿焙烧—酸浸对金、银浸出率的影响[J]. 黄金科学技术, 2017, 25(5): 122-126.
[7]	刘倩，杨洪英，佟琳琳. Phanerochaete chrysosporium降解碳质金矿中元素碳高关联度变量的筛选[J]. 黄金科学技术, 2017, 25(5): 140-144.
[8]	王硕. 甘肃某金矿浸金工艺试验研究[J]. 黄金科学技术, 2017, 25(4): 122-127.
[9]	党晓娥，孟裕松，王璐，宋永辉，吕超飞，贠亚新. 黄金冶炼两大新技术应用现状与发展趋势探讨[J]. 黄金科学技术, 2017, 25(4): 113-121.
[10]	张玉秀，郭德庚，李媛媛,张广积 . 含砷难处理金精矿生物预氧化过程中砷价态的变化及其对细菌的影响[J]. 黄金科学技术, 2017, 25(4): 106-112.
[11]	肖力，吕翠翠，王永良，叶树峰. 硫代硫酸钠—铁氰化钾体系提取含金物料中金银的研究[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(5): 115-120.
[12]	王永良，吕翠翠，肖力，丁剑，付国燕，叶树峰. 氰化尾渣中抑砷富集硫铁的研究[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(4): 144-148.
[13]	刘金贵，张淑英，李政军. 某提金剂炭浆提金试验研究及应用[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(4): 164-168.
[14]	张俊杰，王帅，张天齐，李超，李宏煦 . 适于金矿堆浸的制粒新技术研究[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(4): 149-153.
[15]	王浩，田庆华，辛云涛，郭学益. 含锑难处理金矿臭氧氧化预处理工艺研究[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(4): 154-159.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed

含金废液脱氰过程固—液搅拌的数值模拟

Numerical Simulation of Solid-Liquid Mixing in Stirred Tank During Decyanation Process of Gold-Containing Wastewater

PDF (PC)

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0