我国矿山采冶技术近年来发展很快,各类分选技术都得到了不同程度的提升,但矿产资源的盲目开采及较落后的回收技术导致矿产资源快速减少且大量的有色金属不能被有效利用而流入尾矿库,造成巨大的资源浪费。因此亟需提高矿产回收利用技术,减少尾矿库数量,提高资源利用率。本课题提出的虚拟富集槽及连续排料离心分选机是基于传统立式离心机所做出的较大改进,简化了分选内锥结构,实现了两组分颗粒的连续分离,提高了矿物的回收效率。论文通过分析两组分颗粒在耦合力场中的受力情况,阐述了颗粒在富集槽中的分离与富集规律,指出了富集槽结构存在的弊端。基于多相流及多密度颗粒分离理论,论文提出了将富集槽虚拟化的方法,提高了流场的流动性及颗粒的流态化程度,能有效解决槽结构阻碍富集区流场流动的问题。论文建立了两组分颗粒在双向流场中分离的动力学模型,分析了颗粒在轴向和径向的受力特征及运动规律,从理论上探究了颗粒的连续分离及富集原理。论文通过对富集区颗粒的受力分析还发现,相较于环形逆向流分离法,螺旋逆向流可以促使更多富集区的颗粒从精矿口排出,达到提高分选回收率的目的。论文基于理论分析建立了虚拟富集槽、环形逆向流连续分离以及螺旋逆向流连续分离模型,利用数值分析软件Fluent分别对其流场进行了模拟分析,研究了流场压强、速度分布以及颗粒运动轨迹、浓度分布规律、进出口质量流等特征量。研究表明:虚拟富集槽模型对轻、重颗粒分离效果明显,对重密度颗粒具有较高的富集能力,对铁硅混合体系,铁的体积分数由初始值2%增加到62.88%;利用环形逆向流分选模型成功地实现了铜和二氧化硅颗粒体系连续分离及排料,具有良好的富集效果,在反冲水压为0.01MPa时,铜颗粒的富集比达到了16.75;相较于环形逆向流,螺旋逆向流分选模型具有更高的回收率,达到了41.58%。论文结合理论分析,以环形逆向流离心分选模型为基础,构建了实验平台,并参考数值仿真参数,设计了铜粉和二氧化硅颗粒的连续分离实验及装置。