شبیه سازی دینامیک محاسباتی سیال در محفظه ی جداکننده ی فرآیند استخراج حلالی مس

منصوریان, دل آرام; کشاورز علمداری, اسکندر

doi:10.22076/me.2017.50845.1103

شبیه سازی دینامیک محاسباتی سیال در محفظه ی جداکننده ی فرآیند استخراج حلالی مس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشگاه علم و صنعت ایران

² عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر (دانشیار)-دانشکده مهندسی مواد و متالورژی

10.22076/me.2017.50845.1103

چکیده

میکسر ستلرها در صنعت برای انجام فرآیند استخراج حلالی استفاده می شوند. هدف این پروژه شبیه سازی جریان سیال و بهینه سازی شرایط عملیاتی ستلر در فرآیند استخراج حلالی مس است. طراحی و مش بندی ستلر در نرم افزار گمبیت انجام شد، سپس مش بندی به منظور شبیه سازی وارد نرم افزار انسیس فلوئنت شد. ابتدا داده های تجربی با داده های شبیه سازی صحت سنجی شدند. تأثیر سرعت ورودی سیال بر جدایش فازی بررسی شد. تأثیر هندسه ی پیکت فنسها نیز بر میزان جدایش فاز آلی و آبی مطالعه شد، بدین منظور جدایش فازی در حضور چهار پیکت فنس استوانه ای، مکعب مستطیلی، پیکت فنس هایی با سطح مقطع پنج ضلعی و نیمه استوانه ای شبیه سازی شد. صفحات پیکت فنس اضافی در ورودی سیال قرار گرفتند. جدایش فازی در حضور دو و سه ردیف پیکت فنس و با نسبت های مختلف سطح بسته به باز پیکت فنسها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با کاهش سرعت سیال ورودی، اضافه کردن دو یا سه ردیف پیکت فنس، اعمال چند صفحه پیکت فنس اضافی در جلوی ورودی و کاهش نسبت سطح بسته به باز پیکت فنس ها، جدایش فازی افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.15631745.1396.20.2.3.9

عنوان مقاله [English]

simulation of fluid flow in settler of copper solvent extraction process

نویسندگان [English]

delaram mansourian ¹
eskandar keshavarz alamdari ²

¹ iran science and technology

² faculty member-amirkabir university of technology-material science and engineering

چکیده [English]

Mixer- settlers are widely used for solvent extraction process in industry. The aims of this project are
simulation of fluid flow and optimizing the operational conditions of settler in solvent extraction
process. Designing and meshing of settler geometry is done by Gambit software. Then, in order to
simulate the fluid flow, the meshed designed imported to Ansys Fluent software. Simulation results
were verified before simulation. Effect of Inlet volumetric on phase separation investigated. The effect
of geometry of picket fences was investigated by the presence of cubic, cylindrical picket fences, picket
fences with 5 corner cross section and half cylindrical picket fences. A few extra plates of picket fences
were located near the entrance of settler. Phase separation in presence of two and three rows of picket
fences investigated. Results indicate that by reducing the inlet volumetric rate, increasing the number of
rows, putting extra plates of picket fences in front of entrance and decreasing the closed to open
surface ratio to 2, separation improves.

کلیدواژه‌ها [English]

Solvent extraction
settler
picket fence
simulation of fluid flow

مراجع

[1]. Huang Ying, Tanaka Mikiya, 2009. Analysis of continuous solvent extraction of nickel from spent electroless nickel plating baths by a mixer-settler, Journal of Hazardous Materials, 164, pp. 1228–1235.

[2]. M.O Shabani, Mazahert A., 2012.Computational fluid dynamics (CFD) simulation of liquid-liquid mixing in mixer settler, Archive of materials and metallurgy engineering, 57.

[3]. Miller G., 2006. Design of Mixer–settlers to Maximize Performance, Proceedings ALTA

Copper 10. Alta Metallurgical Services, Melbourne.

[4]. Sadeghi R., Mohebbi A., Sarrafi A., Soltani A., Salmanzadeh M., Daneshpajooh Sh., 2011, CFD simulation and optimization of the settler of an industrial copper solvent extraction plant: A case study, Hydrometallurgy, 106, pp. 148-158.

[5]. Kankaanpää, T., CFD procedure for studying dispersion flows and design optimization of the solvent extraction settler, Doctoral Thesis, Helsinki University of Technology, Finland, 2007.

[6]. Stanbridge, D., Sullivan, J., One Example of How Offshore Oil & Gas Industry Technology Can Be of Benefit to Hydrometallurgy. Proceedings 2nd Intl. Conference on CFD in the Minerals and Process Industries. CSIRO, Melbourne, 1999.

[7]. Kankaanpää, T.;”Studying Solvent Extraction Settler Process by Using CFD. In: Schlesinger”, M.E. (Ed.), Proceedings EPD Congress. TMS, 2005.

[8]. Mandar T., Lane G., 2009, CFD simulation of a solvent extraction pump mixer unit: evaluating large eddy simulation and rans based models, Seventh International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries, Melborn, Australia.

[9] R. Seecharran, solvent extraction of copper, Anglo American Corporation, 1980