Beskrywing
Hidrosikloneis cono-silindries van vorm, met 'n tangensiële voerinlaat in die silindriese snit en 'n uitlaat by elke as. Die uitlaat by die silindriese gedeelte word die draaikolk genoem en strek in die sikloon om kortsluitingsvloei direk vanaf die inlaat te verminder. Aan die koniese einde is die tweede afsetpunt, die spigot. Vir die skeiding van grootte is beide afsetpunte oor die algemeen oop vir die atmosfeer. Hydrocyclone word oor die algemeen vertikaal met die spits aan die onderpunt geopereer, en die growwe produk word dus die ondervloei en die fyn produk genoem, wat die draaikolk en die oorloop laat. Figuur 1 toon skematies die belangrikste vloei en ontwerpkenmerke van 'n tipiesehidrosikloon: Die twee vortices, die tangensiële voerinlaat en die aksiale afsetpunte. Behalwe vir die onmiddellike gebied van die tangensiële inlaat, het die vloeistofbeweging binne die sikloon radiale simmetrie. As een of albei van die afsetpunte oop is vir die atmosfeer, veroorsaak 'n lae druksone 'n gaskern langs die vertikale as, binne die binne -draaikolk.
Figuur 1. Hoofkenmerke van die hidrosikloon.
Die bedryfsbeginsel is eenvoudig: die vloeistof, wat die gesuspendeerde deeltjies dra, betree die sikloon tangensiaal, spirale afwaarts en produseer 'n sentrifugale veld in vrye draaikolk. Groter deeltjies beweeg deur die vloeistof na die buitekant van die sikloon in 'n spiraalbeweging, en gaan deur die spits met 'n fraksie van die vloeistof. As gevolg van die beperkende oppervlakte van die spigot, word 'n binneste draaikolk wat in dieselfde rigting as die buitenste draaikolk draai, maar na bo vloei, en die sikloon deur die draaikolk laat, wat die meeste vloeistof en fyner deeltjies daarmee dra. As die Spigot-kapasiteit oorskry word, word die lugkern afgesluit en die ontlading van die spigot verander van 'n sambreelvormige bespuiting na 'n 'tou' en 'n verlies aan growwe materiaal tot die oorloop.
Die deursnee van die silindriese snit is die belangrikste veranderlike wat die grootte van die deeltjie wat van mekaar geskei kan word, beïnvloed, hoewel die uitlaatdiameters onafhanklik verander kan word om die skeiding te verander. Terwyl vroeë werkers met siklone so klein as 5 mm -deursnee geëksperimenteer het, wissel die kommersiële hidrosikloondiameters tans van 10 mm tot 2,5 m, met skeidingsgroottes vir deeltjies van digtheid 2700 kg m - 3 van 1,5–300 μm, wat afgeneem het met verhoogde deeltjiesdigtheid. Bedryfsdrukval wissel van 10 bar vir klein deursnee tot 0,5 bar vir groot eenhede. Om kapasiteit te verhoog, veelvuldige kleinhidrosiklonekan van 'n enkele voerlyn geplaas word.
Alhoewel die beginsel van operasie eenvoudig is, word baie aspekte van hul werking steeds nie goed verstaan nie, en is die keuring en voorspelling van hidrosikloon en voorspelling vir industriële werking grootliks empiries.
Klassifikasie
Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., In Wills 'Mineral Processing Technology (agtste uitgawe), 2016
9.4.3 Hydrocyclones teenoor skerms
Hydrocyclone het die klassifikasie oorheers wanneer fyn deeltjiegroottes in geslote slypstroombane (<200 uM) te make het. Onlangse ontwikkelings in skermtegnologie (hoofstuk 8) het egter die belangstelling in die gebruik van skerms in slypstroombane hernu. Skerms is apart op grond van grootte en word nie direk beïnvloed deur die digtheid wat in die voerminerale versprei is nie. Dit kan 'n voordeel wees. Skerms het ook nie 'n omseilfraksie nie, en soos voorbeeld 9.2 getoon, kan die bypass redelik groot wees (meer as 30% in daardie geval). Figuur 9.8 toon 'n voorbeeld van die verskil in partisiekurwe vir siklones en skerms. Die gegewens is van die El Brocal -konsentrator in Peru met evaluerings voor en nadat die hidrosiklone vervang is met 'n Derrick Stack Sizer® (sien Hoofstuk 8) in die maalbaan (Dündar et al., 2014). In ooreenstemming met die verwagting, in vergelyking met die sikloon, het die skerm 'n skerper skeiding gehad (helling van die kromme is hoër) en weinig omseil. 'N Toename in die slypkringkapasiteit is gerapporteer as gevolg van hoër breekkoerse na die implementering van die skerm. Dit word toegeskryf aan die uitskakeling van die omseil, wat die hoeveelheid fynmateriaal wat na die slypmeulsy teruggestuur is, verminder, is dit geneig om die impak van die kussing deeltjie -deeltjie te maak.
Figuur 9.8. Verdelingskurwes vir siklone en skerms in die slypkring by El Brocal -konsentrator.
(Aangepas uit Dündar et al. (2014))
Omskakeling is egter nie een manier nie: 'n onlangse voorbeeld is 'n oorskakeling van skerm na sikloon om voordeel te trek uit die addisionele grootte vermindering van die digter betaalminerale (Sasseville, 2015).
Metallurgiese proses en ontwerp
Eoin H. MacDonald, in Handbook of Gold Exploration and Evaluation, 2007
Hidrosiklone
Hydrocyclones is eenhede wat verkies word om groot suspendels goedkoop te grootte of te ontlok en omdat hulle baie min vloeroppervlakte of kopruimte beslaan. Dit werk die meeste effektief as dit met 'n eweredige vloeitempo en pulpdigtheid gevoer word en word individueel of in trosse gebruik om die gewenste totale kapasiteit by die vereiste splitsings te verkry. Grootte -vermoëns maak staat op sentrifugale kragte wat deur hoë tangensiële vloeitempo's deur die eenheid gegenereer word. Die primêre draaikolk wat gevorm word deur die inkomende susping, werk spiraalagtig om die binneste keëlmuur. Vaste stowwe word na buite geslinger deur sentrifugale krag, sodat namate die pulp na onder beweeg, sy digtheid toeneem. Vertikale komponente van die snelheid werk afwaarts naby die keëlmure en opwaarts naby die as. Die minder digte sentrifugaal geskei slymfraksie word opwaarts deur die draaikolk gedwing om deur die opening aan die boonste punt van die keël uit te gaan. 'N Intermediêre sone of omhulsel tussen die twee vloei het geen vertikale snelheid en skei die growwer vaste stowwe wat afwaarts beweeg van die fyner vaste stowwe wat na bo beweeg nie. Die grootste deel van die vloei beweeg opwaarts binne die kleiner binneste draaikolk en hoër sentrifugale kragte gooi die groter van die fyner deeltjies na buite en bied 'n doeltreffender skeiding in die fyner sizings. Hierdie deeltjies keer terug na die buitenste draaikolk en rapporteer weer by die jigvoer.
Die meetkunde en werkstoestande binne die spiraalvloeipatroon van 'n tipiesehidrosikloonword in Fig. 8.13 beskryf. Bedryfsveranderlikes is pulpdigtheid, voedingsvloeitempo, vaste stowwe -eienskappe, voerinlaatdruk en drukval deur die sikloon. Sikloonveranderlikes is oppervlakte van voerinlaat, draaikolk deursnee en lengte, en die deursnee van die spigot -afvoer. Die waarde van die sleepkoëffisiënt word ook deur vorm beïnvloed; Hoe meer 'n deeltjie wissel van sferisiteit, hoe kleiner is die vormfaktor en hoe groter is die vestigingsweerstand. Die kritieke spanningsone kan strek tot sommige gouddeeltjies so groot as 200 mm groot, en noukeurige monitering van die klassifikasieproses is dus noodsaaklik om oormatige herwinning en die opbou van slyms te verminder. Histories, toe daar min aandag gegee is aan die herstel van 150μM goudkorrels, oordrag van goud in die slymfraksies blyk grootliks verantwoordelik te wees vir goudverliese wat aangeteken is tot so hoog as 40-60% in baie goudplaatbedrywighede.
8.13. Normale meetkunde en bedryfsomstandighede van 'n hidrosikloon.
Figuur 8.14 (Warman -seleksiekaart) is 'n voorlopige seleksie van siklone om by verskillende D50 -groottes van 9-18 mikron tot 33-76 mikron te skei. Hierdie grafiek, soos met ander sulke kaarte van sikloonprestasie, is gebaseer op 'n noukeurig beheerde voer van 'n spesifieke tipe. Dit veronderstel 'n vaste stofinhoud van 2 700 kg/m3 in water as 'n eerste gids vir keuring. Die siklone met 'n groter deursnee word gebruik om growwe skeidings te produseer, maar benodig hoë voervolumes vir die regte funksie. Fynskeidings by hoë voervolumes benodig trosse met klein deursnee siklone wat parallel werk. Die finale ontwerpparameters vir noue grootte moet eksperimenteel bepaal word, en dit is belangrik om 'n sikloon rondom die middel van die reeks te kies, sodat enige geringe aanpassings wat benodig kan word aan die begin van die operasies gedoen kan word.
8.14. Warman voorlopige seleksiekaart.
Daar word beweer dat die CBC (sirkulerende bed) sikloon tot 5 mm -deursnee alluviale goue voermateriaal klassifiseer en 'n konstante hoë jig -voer van die ondervloei verkry. Skeiding vind plaas op ongeveerD50/150 mikron gebaseer op silika van digtheid 2.65. Daar word beweer dat die CBC -sikloon -ondervloei veral geskik is vir jig -skeiding vanweë die relatiewe gladde grootte verspreidingskurwe en byna volledige verwydering van fyn afvaldeeltjies. Alhoewel daar beweer word dat hierdie stelsel 'n hoë graad primêre konsentraat van swaar minerale in gelykheid in een pas van 'n relatiewe langgrootte-voer (bv. Minerale sand) lewer, is geen sulke prestasiefigure beskikbaar vir alluviale voermateriaal wat fyn en vlokkerige goud bevat nie. Tabel 8.5 Gee die tegniese gegewens vir AKWhidrosikloneVir afsnypunte tussen 30 en 100 mikron.
Tabel 8.5. Tegniese gegewens vir AKW Hydrocyclones
| Tipe (KRS) | Deursnee (mm) | Drukval | Kapasiteit | Snypunt (mikron) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Slurry (M3/uur) | Vaste stowwe (t/h maks). | ||||
| 2118 | 100 | 1–2.5 | 9.27 | 5 | 30–50 |
| 2515 | 125 | 1–2.5 | 11–30 | 6 | 25–45 |
| 4118 | 200 | 0.7–2.0 | 18–60 | 15 | 40–60 |
| (RWN) 6118 | 300 | 0.5–1.5 | 40–140 | 40 | 50–100 |
Ontwikkelings in ysterertsvergunning en klassifikasietegnologieë
A. Jankovic, in Iron Ore, 2015
8.3.3.1 Hydrocyclone -skeiers
Die hidrosikloon, ook na verwys as sikloon, is 'n klassifiserende apparaat wat sentrifugale krag gebruik om die vestigingsnelheid van die slurpartikels en afsonderlike deeltjies volgens grootte, vorm en spesifieke swaartekrag te versnel. Dit word wyd gebruik in die minerale -industrie, met die belangrikste gebruik daarvan in mineraalverwerking as 'n klassifiseerder, wat uiters doeltreffend was vir fyn skeidingsgroottes. Dit word breedvoerig gebruik in slypbewerkings met geslote kring, maar het baie ander gebruike gevind, soos gedrink, aftakel en verdikking.
'N Tipiese hidrosikloon (Figuur 8.12a) bestaan uit 'n konies gevormde vaartuig, oop aan die toppunt, of ondervloei, gekoppel aan 'n silindriese gedeelte, wat 'n tangensiële voerinlaat het. Die bokant van die silindriese snit is gesluit met 'n plaat waardeur 'n aksiaal gemonteerde oorlooppyp beweeg. Die pyp word uitgebrei in die liggaam van die sikloon deur 'n kort, verwyderbare gedeelte bekend as die draaikolk, wat die kortsluiting van voer direk in die oorloop voorkom. Die voer word onder druk deur die tangensiële inskrywing bekendgestel, wat 'n wervelende beweging aan die pulp verleen. Dit genereer 'n draaikolk in die sikloon, met 'n lae-druksone langs die vertikale as, soos getoon in Figuur 8.12b. 'N Lugkern ontwikkel langs die as, wat normaalweg deur die toppuntopening aan die atmosfeer gekoppel is, maar deels geskep deur opgeloste lug wat uit die oplossing kom in die sone van lae druk. Die sentrifugale krag versnel die vestigingsnelheid van die deeltjies, en skei dus deeltjies volgens grootte, vorm en spesifieke swaartekrag. Vinnige vestigingsdeeltjies beweeg na die muur van die sikloon, waar die snelheid die laagste is, en migreer na die toppuntopening (ondervloei). As gevolg van die werking van die sleepkrag, beweeg die stadiger setpende deeltjies na die sone van die lae druk langs die as en word dit opwaarts deur die draaikolk na die oorloop gedra.
Figuur 8.12. Hydrocyclone (https://www.aeroprobe.com/applications/examples/australianminmining-industry-uses-aeroprobe-equipment-to-study-hydro-cyclone) en hidrokikloonbattery. Cavex Hydrocyclone Overvew -brosjure, https://www.weirminerals.com/products_services/cavex.aspx.
Hidrosiklone word byna universeel in slypstroombane gebruik vanweë hul hoë kapasiteit en relatiewe doeltreffendheid. Hulle kan ook oor 'n baie wye verskeidenheid deeltjiegroottes (tipies 5–500 μm) klassifiseer, waarvan die eenhede met kleiner deursnee gebruik word vir fyner klassifikasie. Die toediening van sikloon in magnetiet -slypstroombane kan egter ondoeltreffende werking veroorsaak as gevolg van die digtheidsverskil tussen magnetiet en afvalminerale (silika). Magnetiet het 'n spesifieke digtheid van ongeveer 5,15, terwyl silika 'n spesifieke digtheid van ongeveer 2,7 het. Inhidrosiklone, digte minerale skei by 'n fyner snygrootte as ligter minerale. Daarom word bevryde magnetiet in die sikloon -ondervloei gekonsentreer, met gevolglike oorgroei van die magnetiet. Napier-Munn et al. (2005) het opgemerk dat die verband tussen die gekorrigeerde snygrootte (d50C) en deeltjiedigtheid volg 'n uitdrukking van die volgende vorm, afhangende van die vloeitoestande en ander faktore:
waarρs is die vaste stowwe -digtheid,ρl is die vloeistofdigtheid, ennis tussen 0,5 en 1,0. Dit beteken dat die effek van minerale digtheid op sikloonprestasie redelik beduidend kan wees. Byvoorbeeld, as died50C van die magnetiet is 25 μm, dan died50C silika -deeltjies is 40–65 μm. Figuur 8.13 toon die sikloonklassifikasie -doeltreffendheidskurwes vir magnetiet (Fe3O4) en silika (SiO2) verkry uit die opname van 'n industriële balmolen -magnetiet -slypkringbaan. Die grootte skeiding vir silika is baie grof, met 'nd50C vir Fe3O4 van 29 μM, terwyl dit vir SiO2 68 μM is. As gevolg van hierdie verskynsel, is die magnetietmeulmeulens in geslote stroombane met hidrosiklone minder doeltreffend en het dit 'n laer kapasiteit in vergelyking met ander basismetaal -slypstroombane.
Figuur 8.13. Sikloondoeltreffendheid vir magnetiet Fe3O4 en silika SiO2 - industriële opname.
Hoëdrukproses -tegnologie: grondbeginsels en toepassings
MJ Cocero PhD, in Industrial Chemistry Library, 2001
Vaste-skeidingstoestelle
- •
-
Hidrosikloon
Dit is een van die eenvoudigste soorte vaste stowwe. Dit is 'n skeidingsapparaat met 'n hoë doeltreffendheid en kan gebruik word om vaste stowwe by hoë temperature en druk effektief te verwyder. Dit is ekonomies omdat dit geen bewegende onderdele het nie en min onderhoud benodig.
Die skeidingsdoeltreffendheid vir vaste stowwe is 'n sterk funksie van die deeltjiegrootte en temperatuur. Die bruto skeidingsdoeltreffendheid naby 80% is haalbaar vir silika en temperature bo 300 ° C, terwyl die bruto skeidingsdoeltreffendheid vir digter sirkon -deeltjies in dieselfde temperatuurbereik groter is as 99% [29].
Die belangrikste gestremdheid van die hidrosikloonbewerking is die neiging van sommige soute om aan die sikloonmure te voldoen.
- •
-
Kruis mikro-filtrasie
Kruisvloei-filters tree op 'n manier soortgelyk aan dié wat normaalweg waargeneem word in kruisvloei-filtrasie onder omgewingsomstandighede: verhoogde skuifkoers en verminderde vloeistof-viskositeit lei tot 'n verhoogde filtraatnommer. Kruis-mikrofiltrasie is toegepas op die skeiding van neergesette soute as vaste stowwe, wat die doeltreffendheid van deeltjies-skeidings gee, wat gewoonlik meer as 99,9%is. Goemanset al.[30] het natriumnitraatskeiding van superkritiese water bestudeer. Onder die voorwaardes van die studie was natriumnitraat teenwoordig as die gesmelte sout en kon die filter oorsteek. Die skeidingsdoeltreffendheid is verkry wat met temperatuur gewissel het, aangesien die oplosbaarheid daal namate die temperatuur toeneem, wat wissel tussen 40% en 85%, vir onderskeidelik 400 ° C en 470 ° C. Hierdie werkers het die skeidingsmeganisme verduidelik as gevolg van 'n duidelike deurlaatbaarheid van die filtermedium na die superkritiese oplossing, in teenstelling met die gesmelte sout, gebaseer op hul duidelik duidelike viskositeite. Daarom sou dit nie net moontlik wees om neerslag soute te filter bloot as vaste stowwe nie, maar ook om die lae-smeltpunt-soute wat in 'n gesmelte toestand is, te filter.
Die bedryfsprobleme was hoofsaaklik te wyte aan filterkorrosie deur die soute.
Papier: herwinning en herwinde materiale
Mnr Doshi, JM Dyer, in verwysingsmodule in materiaalwetenskap en materiaalingenieurswese, 2016
3.3 Skoonmaak
Skoonmakers ofhidrosikloneVerwyder kontaminante van die pulp op grond van die digtheidsverskil tussen die kontaminant en water. Hierdie toestelle bestaan uit koniese of silindries-koniese drukvat waarin pulp tangensiaal aan die einde van die groot deursnee gevoer word (Figuur 6). Tydens die deurgang deur die skoonmaker ontwikkel die pulp 'n Vortex -vloeipatroon, soortgelyk aan dié van 'n sikloon. Die vloei draai om die sentrale as terwyl dit van die inlaat en na die toppunt of ondervloei -opening, langs die binnekant van die skoner muur, verbygaan. Die roterende vloeitempo versnel namate die deursnee van die keël afneem. Naby die punt van die toppunt verhoed die opening van die klein deursnee die afvoer van die grootste deel van die vloei wat in 'n binneste draaikolk in die kern van die skoonmaker draai. Die vloei by die binneste kernvloei vanaf die toppuntopening totdat dit deur die draaikolk van die draaikolk, geleë aan die einde van die groot deursnee, in die middel van die skoonmaker geleë is. Die materiaal met 'n hoër digtheid, wat aan die muur van die skoonmaker gekonsentreer is as gevolg van sentrifugale krag, word aan die toppunt van die keël ontslaan (Bliss, 1994, 1997).
Figuur 6. Dele van 'n hidrosikloon, belangrike vloeipatrone en skeidingstendense.
Skoonmakers word geklassifiseer as 'n hoë, medium of lae digtheid, afhangende van die digtheid en grootte van die kontaminante wat verwyder word. 'N Hoë digtheidskoonmaker, met 'n deursnee van 15 tot 50 cm (6-20 in), word gebruik om die metaal, papierknipsels en krammetjies te verwyder en word gewoonlik onmiddellik na die polser geplaas. Namate die skoner deursnee afneem, neem die doeltreffendheid daarvan om besoedeling van klein grootte te verwyder, toe. Om praktiese en ekonomiese redes is die sikloon van 75 mm (3 in) deursnee oor die algemeen die kleinste skoonmaker wat in die papierbedryf gebruik word.
Omgekeerde skoonmakers en deurvloei -skoonmakers is ontwerp om besoedeling met 'n lae digtheid soos was, polistireen en klok te verwyder. Omgekeerde skoonmakers word so genoem omdat die aanvaarde stroom by die skoner toppunt versamel word, terwyl die verwerping die uitgang by die oorloop. In die deurvloei -skoonmaker, aanvaar en verwerp die uitgang aan dieselfde einde van die skoonmaker, met aanvaarding naby die skoner muur wat van die verwerpings geskei word deur 'n sentrale buis naby die kern van die skoonmaker, soos getoon in Figuur 7.
Figuur 7. Skemas van 'n deurvloei -skoonmaker.
Deurlopende sentrifuges wat in die 1920's en 1930's gebruik is om sand uit die pulp te verwyder, is gestaak na die ontwikkeling van hidrosiklone. Die Gyroclean, ontwikkel by Center Technique du Papier, Grenoble, Frankryk, bestaan uit 'n silinder wat om 1200–1500 rpm draai (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). Die kombinasie van relatief lang verblyftyd en hoë sentrifugale krag laat voldoende tyd voldoende tyd toe om na die kern van die skoonmaker te migreer waar hulle deur die middelste draaikolk van die sentrum verwerp word.
MT THEW, in Encyclopedia of Skeid Science, 2000
Samevatting
Alhoewel die soliede vloeistofhidrosikloonDit is vir die grootste deel van die 20ste eeu gevestig, bevredigende vloeistof -vloeistof -skeidingsprestasie het eers in die 1980's opgedaag. Die buitelandse oliebedryf het 'n behoefte aan kompakte, robuuste en betroubare toerusting om fyn verdeelde besoedelingsolie uit water te verwyder. Hierdie behoefte is bevredig deur 'n aansienlik ander soort hidrosikloon, wat natuurlik geen bewegende dele gehad het nie.
Nadat u hierdie behoefte meer volledig verduidelik het en dit vergelyk met vaste -vloeistof -sikloniese skeiding in mineraalverwerking, is die voordele dat die hidrosikloon toegeken word bo soorte toerusting wat vroeër geïnstalleer is om aan die plig te voldoen.
Kriteria vir skeidingsprestasiesbeoordeling word gelys voordat die prestasie in terme van voergrond, operateurbeheer en die benodigde energie bespreek word, dit wil sê die produk van drukval en vloeitempo.
Die omgewing vir petroleumproduksie stel 'n paar beperkings vir materiale, en dit sluit die probleem van deeltjies erosie in. Tipiese materiale wat gebruik word, word genoem. Relatiewe koste -data vir soorte olie -skeidingsaanleg, beide kapitaal en herhalend, word uiteengesit, hoewel bronne yl is. Laastens word 'n paar wenke vir verdere ontwikkeling beskryf, aangesien die oliebedryf op die seebodem of selfs onderaan die boorgat geïnstalleer is.
Steekproefneming, beheer en massa -balansering
Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., In Wills 'Mineral Processing Technology (agtste uitgawe), 2016
3.7.1 Gebruik van deeltjiegrootte
Baie eenhede, sooshidrosikloneen gravitasie -skeiers, produseer 'n mate van grootte -skeiding en die deeltjiegrootte -data kan gebruik word vir massa -balansering (voorbeeld 3.15).
Voorbeeld 3.15 is 'n voorbeeld van die minimalisering van node -wanbalans; Dit bied byvoorbeeld die aanvanklike waarde vir die algemene minimalisering van die minste vierkante. Hierdie grafiese benadering kan gebruik word wanneer daar 'oortollige' komponentdata is; In voorbeeld 3.9 kon dit gebruik word.
Voorbeeld 3.15 gebruik die sikloon as die node. 'N Tweede knoop is die sump: dit is 'n voorbeeld van 2 insette (vars voer en bal -meulenaar) en een uitset (sikloonvoer). Dit gee nog 'n massabalans (voorbeeld 3.16).
In Hoofstuk 9 keer ons terug na hierdie voorbeeld van die slypkring met behulp van aangepaste data om die sikloonpartisiekurwe te bepaal.
Postyd: Mei-07-2019