高硫高砷金精矿三相流化床流动特征模拟.pdf

高硫高砷金精矿三相流化床流动特征模拟 ① 李鸿莉１，２， 李阳东２，３， 李登新４， 印春生１，２ （１．上海海洋大学 海洋科学学院，上海 ２０１３０６； ２．大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室，上海 ２０１３０６； ３．远洋渔业协同创新中心，上 海 ２０１３０６； ４．东华大学 环境科学与工程学院，上海 ２０１６２０） 摘 要 常温常压条件下基于欧拉模型，利用 Ｆｌｕｅｎｔ 软件对高 １．６ ｍ、内径 ０．０９ ｍ 的高硫高砷金精矿三相流化床流动特征进行了数 值模拟。 模拟过程以空气为气相且为连续相，液态水为液相，密度为 ３．２ ｇ／ ｃｍ３、粒径为 ０．５ ｍｍ 的高硫高砷金精颗粒为固相。 模拟 结果显示，流场的压力从计算域的入口到出口逐渐降低，速度场的变化对气液固局部相含率的分布影响显著；在径向上，气含率 （εｇ）从计算域中心往边壁降低，在轴向上也逐渐降低；固含率（εｓ）从计算域的入口到出口逐渐减小，从计算域中心向边壁 εｓ增加。 模拟结果与实验结果一致，可为合理设置气流速度以及金矿投放量提供依据。 关键词 高硫高砷金精矿； 三相流化床； 流动特征； 欧拉模型 中图分类号 ＴＦ０４１文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１５．０２．０２４ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１５）０２－００９９－０４ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌｏｗ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ⁃ｓｕｌｆｕｒ ａｎｄ Ｈｉｇｈ⁃ａｒｓｅｎｉｃ Ｇｏｌｄ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ＬＩ Ｈｏｎｇ⁃ｌｉ１，２， ＬＩ Ｙａｎｇ⁃ｄｏｎｇ２，３， ＬＩ Ｄｅｎｇ⁃ｘｉｎ４， ＹＩＮ Ｃｈｕｎ⁃ｓｈｅｎｇ１，２ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｒｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１３０６， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｃｅａｎｉｃ Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１３０６， Ｃｈｉｎａ； ３．Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｓｔａｎｔ⁃ｗａｔｅｒ Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１３０６， Ｃｈｉｎａ； ４． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｆｌｕｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｕｌｅｒ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ （１．６ ｍ ｉｎ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ０．０９ ｍ ｉｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｄｉａｍｅｔｅｒ） ｏｆ ａ ｈｉｇｈ⁃ｓｕｌｆｕｒ ａｎｄ ｈｉｇｈ⁃ ａｒｓｅｎｉｃ ｇｏｌｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｕｎｄｅｒ ｎｏｒｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ， ａｉｒ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｇａｓ ｐｈａｓｅ， ｗａｔｅｒ ａｓ ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ⁃ｓｕｌｆｕｒ ａｎｄ ｈｉｇｈ⁃ａｒｓｅｎｉｃ ｇｏｌｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ０．５ ｍｍ ａｎｄ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ３．２ ｇ／ ｃｍ３ ａｓ ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｒｅｄｕｃｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｎｔｒａｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｄｏｍａｉｎ． Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｆｉｅｌｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｃａｌ ｐｈａｓｅ ｈｏｌｄｕｐｓ． Ｔｈｅ ｇａｓ ｈｏｌｄｕｐ （εｇ） ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｄｏｍａｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｔｏｏ． Ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｈｏｌｄｕｐ （ εｓ） ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｄｏｍａｉｎ， ｂｕｔ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｎｔｒａｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｉｔ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｗｈｉｃｈ ｗｉｌｌ ｂｅ ｈｅｌｐｆｕｌ ｆｏｒ ｓｅｔｔｉｎｇ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｉｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｇｏｌｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｈｉｇｈ⁃ｓｕｌｆｕｒ ａｎｄ ｈｉｇｈ⁃ａｒｓｅｎｉｃ ｇｏｌｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ； ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ； ｆｌｏｗ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ； Ｅｕｌｅｒ ｍｏｄｅｌ 随着黄金消耗量日益增大，难选冶金矿石受到广 泛关注，尤其是高硫高砷金矿石［１－４］。 难选冶金矿石 预处理工艺类型多样，存在一定的局限性［３－８］，选择有 效合理的预处理工艺成为迫切需要解决的技术难 题［９－１３］。 李登新等人［３－４，１４］应用三相流化床中 ＮＯｘ循 环催化氧化高硫高砷金精矿工艺，常压下预处理难选 金精矿或尾渣，处理系统可连续运行，操作简单，ＮＯｘ 易回用且回用率较高。 然而流化床技术十分复杂，实验过程难以控制，计 算机模拟把解决此类问题提高到量化分析的新水 平［１５－２３］。 本文在前期实验基础上，进行高硫高砷金精 矿三相流化床的流动特征模拟，对流化床的压力场、速 度场以及局部相含率等特性进行分析讨论，并为进一 步优化此类三相流化床提供有力依据。 ①收稿日期 ２０１４－１０－１２ 基金项目 国家高技术研究发展计划（８６３ 计划）项目（２００６ＡＡ０６Ｚ１３２）；教育部科学技术重点项目（１０７１２４）；上海市教委高校青年教师培养 资助计划（Ｂ１－５４０９－１２－００１６）；上海市科委地方院校能力建设计划项目（１２５１０５０１９００） 作者简介 李鸿莉（１９７８－），女，陕西渭南人，博士，讲师，主要从事环境工程以及海洋环境方面的研究。 通讯作者 李阳东（１９７７－），男，湖北通城人，博士，副教授，主要从事海洋环境遥感及地理信息系统方面的研究。 第 ３５ 卷第 ２ 期 ２０１５ 年 ０４ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３５ №２ Ａｐｒｉｌ ２０１５ １ 实验条件与数值模型 １．１ 实验条件 三相流化床硝酸催化氧化工艺预处理难选冶金精 矿分为两个阶段① 三相流化床中硝酸直接氧化金精 矿，产生氮氧化物；② 氮氧化物循环催化氧化金精 矿［３－４］。 氮氧化物生成示意图如图 １ 所示［２４］。 图 １ ＮＯｘ的传质反应机理 三相流化床处理难选冶金精矿反应方程为 ２ＦｅＳ２＋１０ＨＮＯ３→ Ｆｅ２（ＳＯ４）３ ＋Ｈ ２ＳＯ４＋１０ＮＯ＋４Ｈ２Ｏ （１） 在上述基础上，本文在进行数值模拟时，以空气代替 氧气作为气相，自来水代替浓硝酸作为液相，河南某黄金 冶炼厂的难选冶金精矿作为固相（密度为 ３．２ ｇ／ ｃｍ３）。 气相作为连续相，将气相的连续性方程和动量守恒采 用曳力方程进行封闭，采用颗粒动力学理论来预测流 化床内的压力以及颗粒的分布情况，用 Ｆｌｕｅｎｔ ６．３．２６ 对其求解，模拟中的材料物理特性如表 １ 所示。 文中 的模拟对象为前期实验所用三相流化床装置，装置图 如图 ２ 所示，实验在床高 １．６ ｍ、内径 ０．０９ ｍ 的圆柱形 有机玻璃塔中进行，空气在顶部放空。 表 １ 模拟体系材料物理性质 相 密度 ／ （ｋｇｍ －３ ） 表面张力 ／ （ＭＮｍ －１ ） 颗粒粒径 ／ ｍｍ 粘度 ／ （Ｐａｓ） 空气１．２９１．８２１０ －５ 水９９７．０５７２．７５１００．５１０ －５ 金精矿３ ２０００．０５ １．２ 流体动力学模型 根据三相流化床的流动特征，本文选用欧拉模型， 其流动特征控制方程包括质量守恒方程、连续相和分 散相动量守恒。 质量守恒方程 ∂ ∂ｔ （ρｊεｊ ） ＋ ∂ ∂ｘｉ（ρｊεｊｕｊ，ｉ） ＝ ０ （２） ∑ ３ ｊ ＝ １ ε ＝ １．０（３） 图 ２ 实验装置流程 连续相动量守恒 ∂ ∂ｔ （ρｃεｃｕｃ，ｊｕｃ，ｉ ） ＋ ∂ ∂ｘｊ（ρｃεｃｕｃ，ｊｕｃ，ｉ） ＝－ εｃ ∂ｐ ∂ｘｉ ＋ ∂ ∂ｘｊεｃμｃ ∂ｕｃ，ｊ ∂ｘｊ ＋ ∂ｕｃ，ｊ ∂ｘｉ ＋ ρ ｃεｃｇｉ ＋ Ｍ ｃ，ｊ ＋ Ｌ ｃ，ｊ （４） 分散相动量守恒 ∂ ∂ｔ （ρｄεｄｕｄ，ｊ ） ＋ ∂ ∂ｘｊ（ρｄεｄｕｄ，ｊｕｄ，ｉ） ＝－ εｄ ∂ｐ ∂ｘｉ ＋ ∂ ∂ｘｊεｄ μｄ ∂ｕｄ，ｊ ∂ｘｊ ＋ ∂ｕｄ，ｊ ∂ｘｉ ＋ ρ ｄεｄｇｉ ＋ Ｍ ｄ，ｊ ＋ Ｌ ｄ，ｊ （５） 式中 ρ 为密度，ｋｇ／ ｍ３；ｕｉ，ｊ为 ｉ 坐标和 ｊ 坐标点流体的 速度；ε 为湍动能耗散率或局部相含率；μ 为液体粘 度，Ｐａｓ；Ｍｃ，ｉ为 ｉ 方向连续相相间动量交换项，Ｎ／ ｍ３； Ｍｄ，ｉ为 ｉ 方向分散相相间动量交换项，Ｎ／ ｍ３；Ｌ 为立方 模型边长，ｍ。 Ｅｕｌｅｒ 模型的体积方程为 Ｖｑ＝∫ ｖαｑｄＶ （６） 式中 αｑ为第 ｑ 相的体积分数；Ｖｑ为相的体积。 １．３ 模拟条件 网格划分是进行数值模拟的前处理部分，网格划 分的情况直接影响到数值模拟的运行时间和计算结果 的精度，网格尺寸过大会使模拟结果发生震荡，网格尺 寸过小，虽然可以提高计算精度，但对计算机的内存要 求较高，计算时间长。 可见合适的网格划分是准确高 效模拟的前提，本文网格划分方法采用不均匀网格结 构体系，对边壁区域进行加密，计算域内的网格数为 ９ ０００ 个，模拟的网格划分参见图 ３（二维网格）。 数值模拟计算中操作气体为空气，操作温度 ２５ ℃， 操作压力为 １０１．３２５ ｋＰａ，采用的金精矿颗粒为 ０．５ ｍｍ， 流化床的表观气速为 ３．８ ｃｍ／ ｓ，气相和壁面之间为无 滑移边界条件，固相和壁面之间为滑移边界条件，入口 边界采用ＶＥＬＯＣＩＴＹ－ＩＮＬＥＴ，初始化时给定计算域内 ００１矿 冶 工 程第 ３５ 卷 图 ３ 二维网格图 的液体体积分数和气相速度。 设置求解参数中，采用 压力耦合方程组半隐式算法，动量、体积分数、湍流动 能、湍流耗散率的离散格式均采用一阶迎风格式（ｆｉｒｓｔ ｏｒｄｅｒ ｕｐｗｉｎｄ），采用默认松弛因子。 利用 Ｆｌｕｅｎｔ ６．３．２６ 软件包进行计算，固相和气相分别采用湍流模型，由于 流化床属于非线性混沌系统，从而造成系统内气固流 场的不规则动态行为。 为体现这种动态行为，在运算 过程中采用非稳态迭代，迭代的时间步长为 ０．００１ ｓ， 计算约 ５ ０００ 个时间步，每个时间步内迭代 ５００。 各参 数残差下降的收敛判据设为 ０．００１，进出口流量和监测 断面的速度、气含率的浮动小于 ５ 后结束运算。 ２ 讨论与结果 ２．１ 数据迭代曲线 在进行高硫高砷金精矿流化床流场模拟时，为使 模拟结果更准确，更能反映流化床中的流体流动特征， 进行数值迭代计算必不可少。 三相流化床中的第一相 气相作为主相，其它两项作为次要相，在模拟中分别对 三相 Ｘ 轴、Ｙ 轴进行数值迭代。 本研究迭代曲线如图 ４ 所示。 由图 ４ 可见，迭代曲线平直，震荡不大，数据 收敛，能准确反映模拟结果。 图 ４ 流化床模拟迭代曲线 ２．２ 金矿流态化过程模拟 高硫高砷金精矿三相流化床中，初始阶段先将金矿 和水放入反应器，再通入气体进行流态化。 当气流速度 很小时，流化床属于固定床，随着气流速度增加，金矿颗 粒慢慢悬浮于流体中，即开始流化。 文中给定气流速度 为 ３．８ ｃｍ／ ｓ，流态化阶段的模拟如图 ５ 所示。 ０．２ ｓ 时流 化床开始流态化，随着气体不断进入流化床，固体颗粒 开始进入液体相，随后，随着时间推移，金精矿在流化床 中不断提升并混合。 图 ５ 流态化阶段三相流化床内固相分布图 ２．３ 金矿流化床中压力场和速度场的分布 在流化床中处理金矿过程中，气体从底部进入流 化床，流化床计算域内压力场分布如图 ６ 所示。 压力 从流化床计算域底部向顶部方向逐渐降低，这主要是 由于气体从计算域底部进入从顶部放空，放空时的压 力为 １ 个标准大气。 在径向上的压力有波动，但波动 不是很明显。 图 ６ 流化床计算域内压力云图 计算域内液相速度场的分布情况如图 ７ 所示。 从 图 ７ 不难看出，随着气体向上流动，液相和固相的速度 减小，这主要是由于液相和固相的速度受气流速度的 影响，同时又要克服重力的影响。 在径向上，计算域边 缘固相有回流现象，这主要是由于流化床底部固体颗 粒不断流化，气体的运动阻力不断增大，随着固体颗粒 和液体流化状态不断改变，液体速度和固体速度逐渐 增加，在流化床的顶部，大量气泡聚并，严重影响了液 体和固体速度，出现部分回流现象。 １０１第 ２ 期李鸿莉等 高硫高砷金精矿三相流化床流动特征模拟 图 ７ 液相速度场矢量图 ２．４ 相含率径向分布模拟 流化床计算域内相含率在径向上的分布情况如图 ８～９ 所示。 从图 ８～９ 不难看出，从计算区域中心向边 壁，气含率（εｇ）减小，而固含率（εｓ）增加。 从计算域的 入口到出口，εｇ逐渐减小，这是由于沿轴向气流速度不 断降低，其携带能力不断降低，εｓ随之降低［１７］。 实验过 程中得到的不同表观气速 Ｕｇ下，气含率（εｇ）和固含率 （εｓ）在径向上的分布情况如图 １０ 所示。 图中 ｒ 为流化 床径向位置，ｍｍ；Ｒ 为流化床半径，ｍｍ。 表观气速从 ３．８ ｃｍ／ ｓ 增至 ４．５ ｃｍ／ ｓ，在相同径向位置上，气含率从 边壁区域向中心区域减小，固含率从中心区域向边壁 区域不断增加［２５］，上述模拟结果与实验结果吻合。 图 ８ 流化床计算域内气相云图 图 ９ 流化床计算域内固相云图 图 １０ 表观气速（Ｕｇ）对相含率的影响 ３ 结 论 高硫高砷三相流化床模拟中，利用多相流欧拉模 型对三相流化床内压力场、速度场、各相局部相含率分 布特征等进行了模拟研究。 结果表明，流化床计算域 内，压力从计算域的底部到顶部压力减小，液相和固相 的速度减小，同时流场的速度场明显影响着气液固局 部相含率的分布。 在径向上，气含率从中心计算域到 边壁降低，轴向上逐渐降低，固含率从计算域的入口到 出口逐渐减小，从计算区域中心向边壁增加。 研究模 拟结果可为高效运用 ＮＯｘ循环系统处理高硫高砷金 矿的三相流化床提供依据，如可根据模拟结果考虑流 化床系统中气含率和固含率的分布情况，设置合理的 ＮＯｘ气流速度以及合适的金矿投放量，从而使反应更 加彻底；当然同时也要考虑氮氧化物的吸收装置，以免 污染环境，最终达到高效洁净的生产效果。 参考文献 ［１］ 李俊萌． 难处理金矿石预处理方法研究现状及其发展趋势［Ｊ］． 稀有金属，２００３，２７（４）４７８－４８１． ［２］ 康增奎． 我国难处理金矿资源开发的现状与问题研究［Ｊ］． 资源 与产业，２００９，１１（６）５９－６３． ［３］ 陈红轶，姚国成． 难浸金矿预处理技术的现状及发展方向［Ｊ］．金 属矿山，２００９（９）８１－８３． ［４］ Ｈｕ Ｌｏｎｇ， Ｄａｖｉｄ Ｇ Ｄｉｘｏｎ． Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ｉｎ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｄｉａ ａ ｋｉｎｅｔｉｃ ｓｔｕｄｙ［Ｊ］． Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，２００４，７３（３／４）３３５－３４９． （下转第 １０６ 页） ２０１矿 冶 工 程第 ３５ 卷 图 ８ 试样焙烧前后 ＸＲＤ 分析 ３ 结 论 １） 铜渣中铁矿物主要为磁铁矿、铁橄榄石，其中 铁橄榄石占全铁的 ５１．８９％，磁铁矿占全铁的 ３０．８９％。 铁橄榄石转化为磁铁矿对于回收铜渣中的铁具有重要 意义。 ２） 铜渣与１％的煤粉、１０％的碳酸钠混合，在 ８００ ℃ 下焙烧 ６０ ｍｉｎ，焙砂经稀酸浸出，然后再磁选，可获得 铁品位 ６２．５３％、铁回收率 ７０．８２％的铁精矿。 ３） 铜渣焙烧过程中，硅酸铁转化成了铁的氧 化物。 参考文献 ［１］ ２０１３ 年中国精炼铜（电解铜）行业产量分析［ＥＢ／ ＯＬ］． ｈｔｔｐ∥ ｗｗｗ．ｃｈｙｘｘ．ｃｏｍ／ ｉｎｄｕｓｔｒｙ／２０１４０２／２２８４８４．ｈｔｍｌ． ［２］ Ｂｉｐｒａ Ｇｏｒａｉ，Ｊａｎａ Ｒ Ｋ，Ｐｒｅｍｃｈａｎｄ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｓｌａｇ ａ ｒｅｖｉｅｗ ［ Ｊ］． Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ， ２００３，３９（４）２９９－３１３． ［３］ 曹洪杨，付念新，王慈公，等． 铜渣中铁组分的选择性析出与分离 ［Ｊ］． 矿产综合利用，２００９（２）８－１１． ［４］ Ａｌｔｅｒ Ｈ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｈａｚａｒｄ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｓｌａｇ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｘｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｂａｓｅｌ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ，２００５，４３（４） ３５３－３６０． ［５］ 黄自力，何甜辉，秦庆伟，等． 炼铜反射炉水淬渣的矿物学研究及 可选性分析［Ｊ］． 矿业研究与开发，２０１０，３０（６）３５－３７． ［６］ 韩 伟，秦庆伟． 从炼铜炉渣中提取铜铁的研究［Ｊ］． 矿冶，２００９， １８（２）９－１２． ［７］ 刘 纲，朱 荣，王昌安，等． 铜渣熔融氧化提铁的实验研究［Ｊ］． 中国有色金属，２００９（１）７１－７４． ［８］ 曹洪杨，付念新，张 力，等． 铜冶炼熔渣中铁组分的迁移与析出 行为［Ｊ］． 过程工程学报，２００９，９（２）２８４－１８８． ［９］ 王 珩． 从炼铜厂炉渣中回收铜铁的研究［Ｊ］． 广东有色金属学 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Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００９，６４（６）１１１９－１１３５． ［１６］ Ｆａｎ Ｇｅｎｇ， Ｄａｙｏｎｇ Ｘｕ， Ｚｈｕｌｉｎ Ｙｕａｎ， ｅｔ ａｌ． Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｄｒｙｅｒｓ ［Ｊ］． Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ， ２００９，１５０（２－３）５８１－５９２． ［１７］ Ｓｃｏｔｔ Ｃｏｏｐｅｒ， Ｃｈａｒｌｅｓ Ｊ Ｃｏｒｏｎｅｌｌａ． ＣＦＤ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｍｉｘｉｎｇ ｉｎ ａ ｂｉｎａｒｙ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ［Ｊ］． Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，１５１（１－３）２７－３６． ［１８］ Ｆｅｒｎｎｄｅｚ Ｍｏｇｕｅｌ Ｌ， Ｍｕｈｒ Ｈ， Ｄｉｅｔｚ Ａ， ｅｔ ａｌ． ＣＦＤ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｒｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ［Ｊ］． Ｃｈｅｍｉ⁃ ｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ，２０１０，８８（９）１２０６－１２１６． ［１９］ Ｎｉｎｇ Ｙａｎｇ， Ｗｅｉ Ｗａｎｇ， Ｗｅｉ Ｇｅ，ｅｔ ａｌ． ＣＦＤ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｕｒ⁃ ｒｅｎｔ⁃ｕｐ ｇａｓ⁃ｓｏｌｉｄ ｆｌｏｗ ｉｎ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄｓ ｗｉｔｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ⁃ｄｅ⁃ ｐｅｎｄｅｎｔ ｄｒａｇ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ［Ｊ］． Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ，２００３，９６ （１－３）７１－８０． ［２０］ Ａｎｄｒｅｗ Ｓｌｅｚａｋ， Ｊｏｈｎ Ｍ Ｋｕｈｌｍａｎ， Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｊ， ｅｔ ａｌ． ＣＦＤ ｓｉｍｕｌａ⁃ ｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｔｒａｉｎｅｄ⁃ｆｌｏｗ ｃｏａｌ ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｎｓｉｔｙ／ ｓｉｚｅ⁃ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ［Ｊ］． Ｐｏｗｄｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，２０３（１）９８－１０８． ［２１］ Ｈｏｓｓｅｉｎｉ Ｓ Ｈ， Ｚｉｖｄａｒ Ｍ， Ｒａｈｉｍｉ Ｒ． ＣＦＤ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｇａｓ⁃ｓｏｌｉｄ ｆｌｏｗ ｉｎ ａ ｓｐｏｕｔｅｄ ｂｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｎｏｎ⁃ｐｏｒｏｕｓ ｄｒａｆｔ ｔｕｂｅ［Ｊ］． Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉ⁃ ｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，２００９，４８（１１－１２）１５３９－１５４８． ［２２］ Ｍｏｈａｍｍａｄ Ａ， Ｄｅｈｎａｖｉ， Ｓｈａｈｒｏｋｈ Ｓｈａｈｈｏｓｓｅｉｎｉ， ｅｔ ａｌ． ＣＦＤ ｓｉｍｕｌａ⁃ ｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｇａｓ ｐｈａｓｅ ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｏｌｙ⁃ ｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｏｒｓ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｈｅａｔ ａｎｄ Ｍａｓｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ，２０１０，３７（４）４３７－４４２． ［２３］ Ｌｕｃａ Ｍａｚｚｅｉ， Ａｇｏｓｔｉｎｏ Ｃａｓｉｌｌｏ， Ｐａｏｌａ Ｌｅｔｔｉｅｒｉ， ｅｔ ａｌ． ＣＦＤ ｓｉｍｕｌａ⁃ ｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｉｄｉｓｐｅｒｓｅ ｍｉｘｔｕｒｅｓ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｄｉｆｆｅｒｉｎｇ ｉｎ ｓｉｚｅ［Ｊ］． Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ，２０１０，１５６（２）４３２－４４５． ［２４］ Ｃｏｕｎｃｅ Ｒ Ｍ， Ｃｒａｗｆｏｒｄ Ｄ Ｂ． Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ ＮＯｘ ａｂｓｏｒｂｅｒｓ／ ｓｔｒｉｐｐｅｒｓ［Ｊ］． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ，１９９０， ９（２）８７－９２． ［２５］ 李鸿莉，李登新，刘广涛，等． 三相流化床中表观气速对电导率及 相含率的影响［Ｊ］． 过程工程学报，２０１０，１０（２）２３６－２３９． ６０１矿 冶 工 程第 ３５ 卷