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摘要：在矿物浮选过程中,浮选机内的气泡速度、气含率和气泡尺寸分布直接影响矿物浮选效率和生产质量。为此,本文在分析总结泡沫浮选和多相流的研究现状的基础上,运用数值模拟方法研究了浮选机中气泡与矿浆的流动特性,主要研究工作和结论如下：1、针对现有的数值仿真模型难以获取浮选矿浆中的气泡尺寸分布的现状,综合运用计算流体力学和群体平衡理论,提出用群体平衡模型(PBM)描述浮选气泡尺寸及其变化,并使之与Euler模型耦合,应用于浮选机内气液两相流运动的数值模拟。采用Luo&Lehr破碎模型描述气泡破碎过程,采用修正的Prince&Blanch聚并模型描述气泡聚并过程。应用实际数据进行的模拟结果表明,本文建立的Euler-PBM耦合模型能正确模拟浮选机中流体的流动特性。2、分别使用Euler模型和Euler-PBM耦合模型对某氧化铝厂的KYFⅡ-40浮选机内的气泡与矿浆流动过程进行了数值模拟,模拟结果表明：Euler-PBM耦合模型对浮选机内的流场特征、气含率等数值模拟结果更贴近实际生产情况,并可用于描述气泡尺寸分布及其变化。3、采用单因素法考察了不同充气速度和不同搅拌速度对KYFⅡ-40浮选机内气相运动特征、气含率和气泡尺寸分布的影响,由此发现：当保持搅拌速度不变时,随着充气速度的增加,浮选槽内气相速度紊乱程度加剧,气含率增加,气泡平均尺寸先增大再逐渐减小；当保持充气速度一定时,随着搅拌速度的增加,浮选槽内气相紊流强度加大,空气分散度增高,但气泡的平均尺寸逐渐减小。4、通过对不同充气速度和不同搅拌速度对KYFⅡ-40浮选机气相运动特性的考察发现,当充气速度为8m/s、搅拌速度保持在136r/min时,矿浆的气相速度矢量、气含率和气泡尺寸分布均较目前额定工况下有所改善。因此,为使KYFⅡ-40浮选机处于优化生产状态,应将其充气速度设定为8m/s,搅拌速度设定为136r/min,以提高浮选生产效率和矿物资源回收率,降低单位产品能耗。图61幅,表2个,参考文献78篇。