随着矿产资源的不断开采利用，富矿和易选矿日趋减少，可利用的资源主要以复杂、贫细、难处理矿居多。近年来，应用离心力场提高颗粒沉降速度的原理来改善微细颗粒的回收成为国内外研究的热点，其中尼尔森立式离心选矿机因其对微细粒矿有较高的分选效率引起科研人员的兴趣。采用离心分选技术不仅可以减少有用微细颗粒的流失，而且降低了“尾矿”和“废石”对环境的危害。
      尼尔森选矿机适用的选矿工艺有：磨矿回路中回收目的矿；尾矿中回收目的矿；半连续式选矿机适用于目的矿含量很低的贵金属矿回收，如岩（脉）金、砂金及有色金属伴生金的回收等；连续式选矿机主要用于黑（白）钨矿、锡石、铁矿和含金银的硫化物等较大比重矿物的富集，以及从尾矿中回收含金的硫化物，进行工业矿物的除铁等。
      虽然立式离心分选技术应用方面发展较快，但由于离心分选过程的多样性和复杂性，设备内部结构直接影响矿浆的运动规律。目前其他类型的立式离心选矿机（如法尔肯选矿机、超转筒式离心选矿机等）都是在尼尔森选矿机的结构或分选原理的基础上研制的新机型。大家围绕尼尔森选矿机开展了许多研究工作，麦吉尔大学M.Greenwood等利用尼尔森选矿机进行了钨矿干选和湿选工艺的对比试验，证明了尼尔森选矿机的干选潜力；哥伦比亚国立大学LuisA.Meza等通过尼尔森选金试验说明反冲水压力的取值范围；清华大学温雪峰等建立了在法尔肯选矿机分层区和分选区中球形颗粒的动力学方程，验证了实现微细颗粒快速沉降的关键因素是离心加速度。
      尼尔森选矿机对密度较大的金属矿分选效果好，但分选部件的离心锥设计目前还主要依靠经验。随着计算力学和CAE技术的发展，应用有限元分析技术研究离心锥的力学特性，为设备的结构设计优化和提高设备分选效率，促进矿产资源的高效利用具有重要的意义。
      尼尔森选矿机由分选部件（即离心锥）、支撑部件、给矿排矿装置、驱动装置、传动装置、供水（气）装置以及自动控制系统等组成。整台设备由电机驱动，通过带轮传动使联接在中空主轴上起分选作用的件离心锥以一定的角速度匀速旋转，工作时，矿浆由给矿槽进入锥体，在离心力场中沿锥壁作旋转流动，运行状态下，离心锥内可以产生离心加速度为60～180G的离心力场，矿浆在高速旋转的离心锥内沿着锥壁流动，形成一种特殊的分选床层—流化床，通过作用在矿粒上离心力的差异，反冲水的流态化松散作用，矿粒在流化床中运动、沉降，最后实现分选。
      尼尔森选矿机离心锥的结构经历了多次改进。现阶段的结构特点为：由两个同轴的锥套构成；环形格条设计为楔形结构；内锥用聚氨酯铸造，其结构简图如图，这种设计制造方便，使用寿命长，能够获得较好的流态化和更高的富集比。
      有限元法在数值模拟中可不受计算对象几何形状限制，便于分析复杂造型的结构设备，从而广泛应用于产品的结构设计中，为结构的合理优化提供了可靠的依据。在对离心锥的有限元分析中，为体现结构的一般性特点，选择KC-CD12型尼尔森离心选矿机为分析对象，以ANSYS有限元分析软件为主要技术手段，对离心锥进行分析计算。

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