大型机械搅拌充气式浮选机具有选矿处理能力强、单位容积功耗小等优点,在选矿行业中的应用越来越广泛。目前,大型浮选机一般都是通过参照小型浮选机的机械结构,按照比例放大关系进行设计,尚未从内部流场层面进行精细化的设计,基本上还处于经验性设计阶段。机械搅拌充气式浮选机的内部流动是由矿物颗粒、浮选药剂、气泡和水等构成的复杂气-固-液三相湍流流动,其浮选过程涉及到多种物理过程,其中多相流动过程是浮选机内部的基本物理过程,其多相流体动力学特性决定了浮选机的主要浮选动力学性能。本文通过对浮选机内部多相流动特性的研究,寻求浮选机结构参数与流场特征以及浮选动力学参数之间的关系,为浮选机的结构设计和优化运行提供理论依据和技术指导,主要内容如下:1)根据机械搅拌充气式浮选机的结构特点以及浮选作业过程其内部的多相流场特征,忽略了泡沫层对流场结构的影响,对浮选机内部流动区域进行了简化,并将其划分为矿浆-空气混合区、矿化气泡输运区和非目的矿粒沉降分离区三个区域;2)基于多相流基本理论和矿浆-气泡的流动特征,忽略浮选药剂对矿浆与气泡的作用,对大型机械搅拌充气式浮选机内部多相流动进行了深入研究,提出了采用混合多相流模型和RNGk-ε湍流模型对浮选机内部流场进行描述;3)采用上述模型和方法,利用FLUENT软件对JFC-150型浮选机在5种不同叶轮结构情况下的浮选机内部多相流进行了流场数值模拟与分析,获得了叶轮结构对浮选机内流特性的影响规律以及与浮选动力学参数之间的关系。