随着矿产资源的日益贫、杂、细化，浮选作为微细粒难选矿物分选的有效方法，在工业生产中得到广泛应用。调浆作业作为矿物浮选的预处理环节，其在强化颗粒及药剂分散、促进颗粒与药剂间作用、改善颗粒表界面特性等方面起着重要作用。近年来针对浮选调浆过程的研究主要集中在调浆装置内流场特性研究及其结构优化设计方面，但从流场微观特征参量角度开展的研究相对较少。因此，论文以湍流场微观特征参量为切入点，深入探究搅拌槽内湍流场的能量耗散尺度分布规律及其强化调浆过程的作用机制，进一步丰富流体强化调浆过程的应用基础研究，为调浆过程强化设计提供理论指导，具有重要理论价值和工程意义。
　　基于单相流数值计算，分析了不同型式湍流场下搅拌槽内流体湍流涡耗散微尺度的空间分布特性，结果表明提高叶轮旋转速度能够降低槽内流体的湍流涡耗散微尺度，同时随着r/R的提高槽内湍流涡耗散微尺度逐渐增大；槽内湍流场型式决定湍流涡耗散微尺度在轴向高度及径向位置上的演变行为，复合型湍流场下在r/R=1.07时槽内流体湍流涡耗散微尺度最小值为8.58μm；进一步分析了不同湍流场型式下搅拌槽特征区域内湍流涡耗散微尺度的分布规律，并构建了轴向型和径向型湍流场下特征区域内不同高度位置处湍流涡耗散微尺度沿径向分布的数学模型。
　　依托欧拉两相流数值计算，探究了湍流场作用下不同粒径固相颗粒体积分数的分布特性，明晰了不同型式湍流场对细粒颗粒悬浮均匀度的强化作用规律，即轴向型湍流场<径向型湍流场<复合型湍流场；分析了不同型式湍流场作用下固相颗粒对搅拌槽内流体湍流涡耗散微尺度的影响行为，结果表明轴向型湍流场中随着叶轮旋转速度的提高，固相颗粒对湍流涡耗散微尺度在轴向高度上的影响范围减小，而径向型及复合型湍流场中固相颗粒显著增大了叶轮区域外流体的湍流涡耗散微尺度；通过试验测试了搅拌槽内的矿浆浓度分布，并借助神经网络分别确定了轴向型、径向型及复合型湍流场下的2×8×1、2×6×1及2×8×1矿浆浓度预测模型。
　　以湍流强化调浆体系内颗粒聚团的变化规律为切入点，验证了径向型及复合型湍流场作用下颗粒间聚团行为的三个阶段：聚团形成、聚团破裂及再次聚团阶段；探究了不同型式湍流场作用下调浆体系内矿浆的矿化行为，即复合型湍流场内矿浆的矿化程度最高；基于原子力显微镜从微观层面分析了不同型式湍流场调浆作用后石英颗粒间的相互作用力，结果表明湍流场型式显著影响颗粒间的分离距离及粘附力，间接揭示了湍流场特性对石英颗粒与药剂间吸附性能的影响规律。
　　基于湍流场作用下的搅拌槽体系，确定了湍流涡量与湍流能量耗散率间存在的对应关系；基于搅拌槽内颗粒在轴向方向上的受力分析，建立了微元控制体内矿浆均质性分布的控制方程，探究了搅拌槽内固相颗粒悬浮分散性能与湍流涡耗散微尺度及湍流强度间的作用关系，即湍流涡耗散微尺度对不同粒径颗粒离底悬浮的作用程度不同，且高湍流强度是槽内固相颗粒均匀分布的必要不充分条件；以湍流场中颗粒跟随性、颗粒间碰撞概率、颗粒间聚团形成及聚团破裂机制为研究切入点，推导出湍流场中颗粒间的聚团概率方程。
　　选取粉煤灰为试验样品，研究了不同型式湍流场作用下粉煤灰调浆的界面效应；粉煤灰调浆-浮选试验研究结果表明，轴向型湍流场作用下的粉煤灰累积未燃炭回收率明显小于径向型及复合型湍流场，且在调浆速度1500rpm时复合型湍流场作用下的粉煤灰浮选速率常数值最大为0.0862s-1，同时尾灰烧失量最低为2.33%，验证了湍流场型式对浮选粉煤灰浮选动力学及脱炭性能影响的差异性；显著性分析表明复合型湍流场下调浆速度显著影响粉煤灰浮选的炭脱除率及尾灰烧失量；基于上述研究，提出调浆体系中流体湍流强度及湍流涡耗散区间的均衡适配是实现调浆过程强化的关键。