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申请/专利权人：中南大学

摘要：本发明涉及一种微波加热氢氟酸处理铍矿仿真模拟方法，确定微波加热氢氟酸处理铍矿的反应过程及相关参数，选择COMSOL模拟仿真微波加热氢氟酸处理铍矿，其中包括电磁波‑频域、流体传热、反应工程、稀物质传递四个物理场，对反应釜进行几何建模、设置边界条件和约束条件、绘制网格并进行网格独立性检验，通过数学方程及函数进行多物理场耦合。改变微波频率、铍矿粉粒度、氢氟酸浓度、搅拌器转速探究其对铍冶炼的影响，微波加热氢氟酸处理铍矿仿真模拟数据与实验数据进行对照，为铍冶炼过程提高铍回收率提供理论依据和指导，提高了实验精度，降低了实验试错成本，节省了实验时间。

主权项：1.一种微波加热氢氟酸处理铍矿仿真模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，确定微波加热氢氟酸处理铍矿的反应过程及铍矿粉与氢氟酸的参数，其中铍矿石球磨处理得到铍矿粉，研磨后的铍矿粉与氢氟酸混合，得到混合均匀的铍矿粉与氢氟酸混合液，将铍矿粉与氢氟酸混合液加入微波加热搅拌反应釜中进行反应；步骤2，选择COMSOL模拟仿真微波加热氢氟酸处理铍矿，氢氟酸处理铍矿过程涉及微波馈入铍矿粉与氢氟酸混合液对其进行加热促进化学反应的发生并进行流体传热，铍矿粉与氢氟酸的化学反应也会产生反应热，铍矿粉与氢氟酸溶液之间进行稀物质传递，最终选择电磁波-频域、流体传热、反应工程、稀物质传递四个物理场；步骤3，设计微波加热反应釜为圆柱型反应釜，反应釜内设有氢氟酸承载器，选用矩形波导，矩形波导位于反应釜左侧壁，波导采用国标BJ26波导，采用釜内装搅拌叶片进行搅拌，构建反应器模型；步骤4，进行模拟过程材料选择，金属外壁材料选择铜，氢氟酸承载器材料选择聚四氟乙烯，反应釜腔体内为铍矿粉与氢氟酸混合溶液及空气，确定材料电导率、磁导率、相对介电常数、进行边界条件设置并对搅拌过程模拟进行压力点约束；步骤5，根据多物理场绘制自由四面体网格并通过温度随时间变化情况进行网格独立性检验；步骤6，反应工程通过空间相互关联将流体传热和稀物质传递进行连接，其中反应工程进行单独研究，电磁波频域选择“频域-瞬态”进行研究；步骤7，通过数学方程及函数进行多物理场耦合，再通过插值函数将微波加热产生的热源导入到有机械搅拌的物理场中。通过求解器计算绘制微波加热氢氟酸处理铍矿仿真三维电场图、温度场图和速度场图。为了更好了解微波加热氢氟酸处理铍矿的影响因素，本发明提出一种微波加热氢氟酸处理铍矿仿真模拟方法。

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