碳酸鈰顆粒結晶過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、氧化鈰拋光粉,因其優(yōu)異的拋光性能與使用壽命等優(yōu)點,業(yè)已取代氧化鋁鐵等,并廣泛應用于拋光行業(yè)。本文采用CFD軟件,針對碳酸鈰的各項特點,模擬優(yōu)化碳酸鈰結晶器結構,及各項工藝參數(shù)的優(yōu)化;同時模擬氯化鈰與碳酸氫銨反應生成碳酸鈰顆粒的過程,分析影響碳酸鈰顆粒分散特性的因素。
　　采用多相流模型、多重坐標系法及標準的k-ε模型,對三維DTB型結晶器內(nèi)流體進行流場模擬研究。以混合時間、顆粒的濃度分布與速度分布及所受剪切速率分布為指標,對結晶器

2、的結構及工藝操作參數(shù)進行優(yōu)化,主要考察進料位置、槳葉安裝高度及攪拌速度對結晶器內(nèi)碳酸鈰顆粒的分散特性的影響。通過模擬計算表明:在槳葉附近進料、槳葉安裝高度為 H/3時,顆粒的混合效果最好;對于攪拌速度,需要根據(jù)具體混合顆粒屬性進行分析,攪拌速度要大于通過計算得出能夠使顆粒懸浮的臨界轉速。
　　采用單相流模型、多重坐標系法及標準的k-ε模型,對二維平面結晶器內(nèi)氯化鈰與碳酸氫銨反應過程進行模擬研究。以反應區(qū)域大小及生成物碳酸鈰顆粒分布

3、均勻程度及主要化學反應區(qū)所受剪切速率分布為指標,對工藝操作參數(shù)進行優(yōu)化,主要考察攪拌速度、反應物料濃度對化學反應生成碳酸鈰顆粒的分散特性影響。通過模擬計算表明:適當?shù)奶岣邤嚢杷俣瓤梢栽黾由晌锾妓徕嬵w粒粒度的均勻性;隨著反應物質(zhì)量分數(shù)的增加,反應區(qū)域增大,反應物 CeCl3質(zhì)量分數(shù)為0.306,NH4HCO3質(zhì)量分數(shù)為0.408時,碳酸鈰顆粒的生成量最高,反應效率也最大,隨著反應物質(zhì)量分數(shù)的繼續(xù)增加,反應生成的碳酸鈰量及反應速率均降低。