چکیده: مؤلفه‌های هیدرودینامیکی در فلوتاسیون ستونی نقش مهمی در عملکرد و کارایی فرآیند دارند. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به‌عنوان یک روش عددی میتواند در تحلیل و پیشبینی مؤلفه‌های جریان راهگشا باشد. در کار حاضر صعود حباب در ستون فلوتاسیون با روش شبیه‌سازی CFD و به‌صورت دوفازی بررسی شده است. شبیهسازیها در نرمافزار فلوئنت و با به‌کارگیری مدل دوفازی حجم سیال (VOF) انجام شدند. میدان محاسباتی، ستونی با مقطع مربع به ضلع 10 و ارتفاع 100 سانتیمتر بود که هوا به‌وسیله یک حبابساز داخلی از قسمت پایین ستون به‌صورت تک حباب وارد میشد و به‌منظور کاهش حجم محاسبات و ساده‌سازی مسئله ستون ابتدا پر از آب در نظر گرفته شد. هم‌چنین، یک سری آزمایش تجربی انجام شد که طی آن از تصویربرداری برای ثبت مؤلفه‌های هیدرودینامیکی ازجمله دبی هوای ورودی، اندازهگیری قطر حباب، سرعت صعود حباب و ماندگی گاز استفاده شد. مقایسهی الگوی سرعت صعود حباب و مقادیر اعداد بی‌بعد در آزمایشهای تجربی با مطالعات پیشین مؤید صحت نتایج تجربی بود. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه‌سازی، پروفیل سرعت صعود حباب مبنا قرار گرفت و نتایج شبیه‌سازی نشان داد که CFD به‌خوبی میتواند الگوی کلی پروفیل سرعت صعود حباب و مقدار آن را در ستون فلوتاسیون با اختلاف کمتر از 5 درصد نسبت به مقادیر تجربی پیشبینی کند. هم‌چنین نحوه حرکت و شکل حباب حین صعود در ستون موردتوجه قرار گرفت و نتایج نشان داد که مدل به کار گرفته‌شده در شبیه‌سازی، به‌خوبی می‌تواند هیدرودینامیک صعود حباب در ستون را پیش‌بینی کند. همچنین مقایسه پروفیل سرعت برای حبابها با اندازههای مختلف نشان داد که حباب بزرگ‌تر، سریعتر از حباب‌های کوچک به حداکثر سرعت می‌رسد و این در حالی است که مقدار بیشینه سرعت با افزایش قطر حباب کاهش می‌یابد. شبیه‌سازی‌ها برای صعود حباب با سه اندازه قطر 92/1، 56/2 و 23/3 میلی‌متر انجام شد و مقایسه مسیر صعود حباب نشان داد که در محدوده اندازه حباب ذکرشده با افزایش اندازه حباب، انحراف از مسیر عمودی مستقیم و هم‌چنین حرکات زیگزاگی آن متأثر از گردابه‌های ایجادشده در پشت حباب افزایش می‌یابد. درنهایت برهم‌کنش دو حباب حین صعود در ستون موردمطالعه قرار گرفت؛ با توجه به نتایج، زمانی که دو حباب در کنار هم بالا می‌روند، سرعت افقی آن‌ها با قانون هارمونیک ساده تغییر می‌کند و دو حباب در یک فرآیند به‌طور مکرر به سمت یکدیگر جذب‌شده و از هم دور می‌شوند. هم‌چنین بررسی میدان جریان نشان داد که برهم‌کنش بین حباب‌ها عمدتاً تحت تأثیر تغییرات میدان جریان ناشی از واکنش‌های متقابل گردابه‌ها و اثرات ادغام دنباله‌ها است. گسترش مطالعات انجام‌شده و به‌کارگیری نتایج آن‌ها در تنظیم مؤلفه‌های هیدرودینامیکی حباب، مثل دبی هوای ورودی و نرخ حباب ورودی در فرایند فلوتاسیون می‌تواند در بهبود فرآیند و افزایش بهره‌وری آن مؤثر باشد.