વર્ણન
હાઇડ્રોસાયક્લોનઆકારમાં કોનો-નળાકાર હોય છે, નળાકાર વિભાગમાં સ્પર્શક ફીડ ઇનલેટ અને દરેક અક્ષ પર એક આઉટલેટ હોય છે. નળાકાર વિભાગમાં આઉટલેટને વમળ શોધક કહેવામાં આવે છે અને ઇનલેટમાંથી સીધા શોર્ટ-સર્કિટ પ્રવાહ ઘટાડવા માટે ચક્રવાતમાં વિસ્તરે છે. શંકુ છેડે બીજો આઉટલેટ, સ્પિગોટ છે. કદ અલગ કરવા માટે, બંને આઉટલેટ સામાન્ય રીતે વાતાવરણ માટે ખુલ્લા હોય છે. હાઇડ્રોસાયક્લોન સામાન્ય રીતે નીચલા છેડે સ્પિગોટ સાથે ઊભી રીતે સંચાલિત થાય છે, તેથી બરછટ ઉત્પાદનને અંડરફ્લો અને ફાઇન પ્રોડક્ટને વોર્ટેક્સ ફાઇન્ડર, ઓવરફ્લો છોડી દે છે. આકૃતિ 1 યોજનાકીય રીતે લાક્ષણિકના મુખ્ય પ્રવાહ અને ડિઝાઇન સુવિધાઓ દર્શાવે છે.હાઇડ્રોસાયક્લોન: બે વમળો, ટેન્જેન્શિયલ ફીડ ઇનલેટ અને અક્ષીય આઉટલેટ. ટેન્જેન્શિયલ ઇનલેટના તાત્કાલિક ક્ષેત્ર સિવાય, ચક્રવાતની અંદર પ્રવાહી ગતિમાં રેડિયલ સમપ્રમાણતા હોય છે. જો એક અથવા બંને આઉટલેટ વાતાવરણ માટે ખુલ્લા હોય, તો નીચા દબાણવાળા ક્ષેત્રને કારણે ઊભી ધરી સાથે, આંતરિક વમળની અંદર ગેસ કોર બને છે.
આકૃતિ 1. હાઇડ્રોસાયક્લોનની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ.
કાર્યનો સિદ્ધાંત સરળ છે: પ્રવાહી, સસ્પેન્ડેડ કણોને વહન કરે છે, ચક્રવાતમાં સ્પર્શક રીતે પ્રવેશ કરે છે, નીચે તરફ સર્પાકાર થાય છે અને મુક્ત વમળ પ્રવાહમાં કેન્દ્રત્યાગી ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. મોટા કણો પ્રવાહીમાંથી ચક્રવાતની બહાર સર્પાકાર ગતિમાં જાય છે, અને પ્રવાહીના અંશ સાથે સ્પિગોટમાંથી બહાર નીકળે છે. સ્પિગોટના મર્યાદિત ક્ષેત્રને કારણે, એક આંતરિક વમળ, બાહ્ય વમળની દિશામાં ફરતો પરંતુ ઉપર તરફ વહેતો, સ્થાપિત થાય છે અને વમળ શોધક દ્વારા ચક્રવાત છોડી દે છે, જે મોટાભાગના પ્રવાહી અને સૂક્ષ્મ કણોને તેની સાથે લઈ જાય છે. જો સ્પિગોટ ક્ષમતા ઓળંગાઈ જાય છે, તો હવાનો કોર બંધ થઈ જાય છે અને સ્પિગોટ ડિસ્ચાર્જ છત્રી આકારના સ્પ્રેથી 'દોરડું' અને બરછટ સામગ્રીના નુકસાનથી ઓવરફ્લોમાં બદલાય છે.
નળાકાર વિભાગનો વ્યાસ એ મુખ્ય ચલ છે જે અલગ કરી શકાય તેવા કણોના કદને અસર કરે છે, જોકે પ્રાપ્ત વિભાજનને બદલવા માટે આઉટલેટ વ્યાસ સ્વતંત્ર રીતે બદલી શકાય છે. જ્યારે શરૂઆતના કામદારોએ 5 મીમી વ્યાસ જેટલા નાના ચક્રવાતો સાથે પ્રયોગ કર્યો હતો, ત્યારે વાણિજ્યિક હાઇડ્રોસાયક્લોન વ્યાસ હાલમાં 10 મીમીથી 2.5 મીટર સુધીનો છે, જેમાં 2700 કિગ્રા m−3 ની ઘનતાવાળા કણો માટે અલગ કદ 1.5–300 μm છે, જે કણોની ઘનતામાં વધારો સાથે ઘટે છે. ઓપરેટિંગ પ્રેશર ડ્રોપ નાના વ્યાસ માટે 10 બારથી મોટા એકમો માટે 0.5 બાર સુધીનો છે. ક્ષમતા વધારવા માટે, બહુવિધ નાનાહાઇડ્રોસાયક્લોનએક જ ફીડ લાઇનથી મેનિફોલ્ડ કરી શકાય છે.
કામગીરીનો સિદ્ધાંત સરળ હોવા છતાં, તેમના સંચાલનના ઘણા પાસાઓ હજુ પણ નબળી રીતે સમજી શકાયા છે, અને ઔદ્યોગિક કામગીરી માટે હાઇડ્રોસાયક્લોનની પસંદગી અને આગાહી મોટાભાગે પ્રયોગમૂલક છે.
વર્ગીકરણ
બેરી એ. વિલ્સ, જેમ્સ એ. ફિન્ચ FRSC, FCIM, P.Eng., વિલ્સ મિનરલ પ્રોસેસિંગ ટેકનોલોજીમાં (આઠમી આવૃત્તિ), 2016
૯.૪.૩ હાઇડ્રોસાયક્લોન વિરુદ્ધ સ્ક્રીન
બંધ ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટ (<200 µm) માં સૂક્ષ્મ કણોના કદ સાથે કામ કરતી વખતે હાઇડ્રોસાયક્લોન વર્ગીકરણ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે. જોકે, સ્ક્રીન ટેકનોલોજીમાં તાજેતરના વિકાસ (પ્રકરણ 8) એ ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટમાં સ્ક્રીનનો ઉપયોગ કરવામાં રસ ફરી શરૂ કર્યો છે. સ્ક્રીન કદના આધારે અલગ પડે છે અને ફીડ ખનિજોમાં ફેલાવાના ઘનતાથી સીધી રીતે પ્રભાવિત થતી નથી. આ એક ફાયદો હોઈ શકે છે. સ્ક્રીનમાં બાયપાસ અપૂર્ણાંક પણ હોતો નથી, અને ઉદાહરણ 9.2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, બાયપાસ ખૂબ મોટો હોઈ શકે છે (તે કિસ્સામાં 30% થી વધુ). આકૃતિ 9.8 ચક્રવાત અને સ્ક્રીન માટે પાર્ટીશન વળાંકમાં તફાવતનું ઉદાહરણ બતાવે છે. ડેટા પેરુમાં એલ બ્રોકલ કોન્સન્ટ્રેટરનો છે જેમાં હાઇડ્રોસાયક્લોનને ડેરિક સ્ટેક સાઈઝર® (પ્રકરણ 8 જુઓ) સાથે ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટ (ડુન્ડર એટ અલ., 2014) માં બદલવામાં આવ્યા તે પહેલાં અને પછી મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. અપેક્ષા સાથે સુસંગત, ચક્રવાતની તુલનામાં સ્ક્રીનમાં તીવ્ર વિભાજન (વળાંકનો ઢોળાવ વધારે છે) અને થોડું બાયપાસ હતું. સ્ક્રીન લાગુ કર્યા પછી તૂટવાના દરમાં વધારો થવાને કારણે ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટ ક્ષમતામાં વધારો થયો હોવાનું નોંધાયું હતું. આ બાયપાસ નાબૂદ થવાને કારણે થયું હતું, જેના કારણે ગ્રાઇન્ડીંગ મિલોમાં પાછા મોકલવામાં આવતા ઝીણા પદાર્થોનું પ્રમાણ ઘટ્યું હતું જે કણ-કણની અસરને ઓછી કરે છે.
આકૃતિ 9.8. એલ બ્રોકલ કોન્સન્ટ્રેટરમાં ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટમાં ચક્રવાત અને સ્ક્રીન માટે પાર્ટીશન કર્વ્સ.
(Dündar et al. (2014) માંથી સ્વીકારેલ)
જોકે, પરિવર્તન એ એક રસ્તો નથી: એક તાજેતરનું ઉદાહરણ સ્ક્રીનથી સાયક્લોન પર સ્વિચ કરવાનું છે, જેથી ગીચ પેમિનરલ્સના કદમાં વધારાના ઘટાડાનો લાભ લઈ શકાય (સેસેવિલે, 2015).
ધાતુશાસ્ત્ર પ્રક્રિયા અને ડિઝાઇન
ઇઓન એચ. મેકડોનાલ્ડ, હેન્ડબુક ઓફ ગોલ્ડ એક્સપ્લોરેશન એન્ડ ઇવેલ્યુએશન, 2007 માં
હાઇડ્રોસાયક્લોન
હાઇડ્રોસાયક્લોન મોટા સ્લરી વોલ્યુમોને સસ્તામાં કદ બદલવા અથવા ડિસ્લિમ કરવા માટે પસંદગીના એકમો છે અને કારણ કે તેઓ ખૂબ જ ઓછી ફ્લોર સ્પેસ અથવા હેડરૂમ રોકે છે. સમાન પ્રવાહ દર અને પલ્પ ઘનતા પર ખવડાવવામાં આવે ત્યારે તેઓ સૌથી અસરકારક રીતે કાર્ય કરે છે અને જરૂરી વિભાજન પર ઇચ્છિત કુલ ક્ષમતા મેળવવા માટે વ્યક્તિગત રીતે અથવા ક્લસ્ટરોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. કદ બદલવાની ક્ષમતાઓ એકમ દ્વારા ઉચ્ચ સ્પર્શક પ્રવાહ વેગ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા કેન્દ્રત્યાગી બળો પર આધાર રાખે છે. આવનારી સ્લરી દ્વારા રચાયેલ પ્રાથમિક વમળ આંતરિક શંકુ દિવાલની આસપાસ સર્પાકાર રીતે નીચે તરફ કાર્ય કરે છે. ઘન પદાર્થો કેન્દ્રત્યાગી બળ દ્વારા બહારની તરફ ફેંકવામાં આવે છે જેથી જેમ જેમ પલ્પ નીચે તરફ જાય છે તેમ તેમ તેની ઘનતા વધે છે. વેગના વર્ટિકલ ઘટકો શંકુ દિવાલોની નજીક નીચે અને ધરીની નજીક ઉપર તરફ કાર્ય કરે છે. ઓછા ગાઢ કેન્દ્રત્યાગી રીતે અલગ કરાયેલ સ્લાઇમ અપૂર્ણાંકને શંકુના ઉપરના છેડે ઉદઘાટનમાંથી બહાર નીકળવા માટે વમળ શોધક દ્વારા ઉપર તરફ દબાણ કરવામાં આવે છે. બે પ્રવાહો વચ્ચેના મધ્યવર્તી ઝોન અથવા પરબિડીયુંમાં શૂન્ય ઊભી વેગ હોય છે અને તે બરછટ ઘન પદાર્થોને ઉપર તરફ જતા ઝીણા ઘન પદાર્થોથી નીચે તરફ આગળ વધતા અલગ કરે છે. પ્રવાહનો મોટો ભાગ નાના આંતરિક વમળની અંદર ઉપર તરફ જાય છે અને ઉચ્ચ કેન્દ્રત્યાગી બળ મોટા સૂક્ષ્મ કણોને બહાર ફેંકી દે છે આમ સૂક્ષ્મ કદમાં વધુ કાર્યક્ષમ વિભાજન પૂરું પાડે છે. આ કણો બાહ્ય વમળમાં પાછા ફરે છે અને ફરી એકવાર જીગ ફીડને રિપોર્ટ કરે છે.
લાક્ષણિક સર્પાકાર પ્રવાહ પેટર્નમાં ભૂમિતિ અને કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓહાઇડ્રોસાયક્લોનઆકૃતિ 8.13 માં વર્ણવેલ છે. ઓપરેશનલ ચલોમાં પલ્પ ડેન્સિટી, ફીડ ફ્લો રેટ, સોલિડ્સ લાક્ષણિકતાઓ, ફીડ ઇનલેટ પ્રેશર અને સાયક્લોન દ્વારા પ્રેશર ડ્રોપનો સમાવેશ થાય છે. સાયક્લોન ચલોમાં ફીડ ઇનલેટનો વિસ્તાર, વોર્ટેક્સ ફાઇન્ડર વ્યાસ અને લંબાઈ અને સ્પિગોટ ડિસ્ચાર્જ વ્યાસનો સમાવેશ થાય છે. ડ્રેગ ગુણાંકનું મૂલ્ય પણ આકાર દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે; કણ ગોળાકારતાથી જેટલું બદલાય છે તેટલું તેનું આકાર પરિબળ નાનું હોય છે અને તેનો સેટલિંગ પ્રતિકાર વધારે હોય છે. ક્રિટિકલ સ્ટ્રેસ ઝોન 200 મીમી કદ જેટલા મોટા સોનાના કણો સુધી વિસ્તરી શકે છે અને તેથી વધુ પડતા રિસાયક્લિંગ અને પરિણામે સ્લાઇમ્સના નિર્માણને ઘટાડવા માટે વર્ગીકરણ પ્રક્રિયાનું કાળજીપૂર્વક નિરીક્ષણ કરવું જરૂરી છે. ઐતિહાસિક રીતે, જ્યારે 150% ની પુનઃપ્રાપ્તિ પર બહુ ઓછું ધ્યાન આપવામાં આવ્યું હતુંμસોનાના દાણા, સ્લાઇમ ફ્રેક્શનમાં સોનાનું વહન મોટાભાગે સોનાના નુકસાન માટે જવાબદાર હોવાનું જણાય છે જે ઘણા ગોલ્ડ પ્લેસર ઓપરેશન્સમાં 40-60% જેટલું ઊંચું નોંધાયું હતું.
૮.૧૩. હાઇડ્રોસાયક્લોનની સામાન્ય ભૂમિતિ અને કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ.
આકૃતિ 8.14 (વોર્મન પસંદગી ચાર્ટ) એ 9-18 માઇક્રોનથી 33-76 માઇક્રોન સુધીના વિવિધ D50 કદમાં અલગ કરવા માટે ચક્રવાતોની પ્રારંભિક પસંદગી છે. ચક્રવાત પ્રદર્શનના અન્ય આવા ચાર્ટની જેમ, આ ચાર્ટ ચોક્કસ પ્રકારના કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત ફીડ પર આધારિત છે. પસંદગી માટે પ્રથમ માર્ગદર્શિકા તરીકે તે પાણીમાં 2,700 કિગ્રા/મી3 ઘન સામગ્રી ધારે છે. મોટા વ્યાસના ચક્રવાતોનો ઉપયોગ બરછટ વિભાજન ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે પરંતુ યોગ્ય કાર્ય માટે ઉચ્ચ ફીડ વોલ્યુમની જરૂર પડે છે. ઉચ્ચ ફીડ વોલ્યુમ પર ઝીણા વિભાજન માટે સમાંતર રીતે કાર્યરત નાના વ્યાસના ચક્રવાતોના ક્લસ્ટરની જરૂર પડે છે. નજીકના કદ માટેના અંતિમ ડિઝાઇન પરિમાણો પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવા આવશ્યક છે, અને શ્રેણીની મધ્યમાં ચક્રવાત પસંદ કરવું મહત્વપૂર્ણ છે જેથી કામગીરીની શરૂઆતમાં જરૂરી કોઈપણ નાના ગોઠવણો કરી શકાય.
૮.૧૪. વોર્મન પ્રારંભિક પસંદગી ચાર્ટ.
એવો દાવો કરવામાં આવે છે કે સીબીસી (સર્ક્યુલેટિંગ બેડ) સાયક્લોન 5 મીમી વ્યાસ સુધીના કાંપવાળા સોનાના ખોરાકને વર્ગીકૃત કરે છે અને અંડરફ્લોમાંથી સતત ઉચ્ચ જિગ ફીડ મેળવે છે. વિભાજન આશરેD2.65 ઘનતા ધરાવતા સિલિકાના આધારે 50/150 માઇક્રોન. CBC ચક્રવાત અંડરફ્લો ખાસ કરીને જીગ સેપરેશન માટે યોગ્ય હોવાનો દાવો કરવામાં આવે છે કારણ કે તેના પ્રમાણમાં સરળ કદ વિતરણ વળાંક અને સૂક્ષ્મ કચરાના કણોને લગભગ સંપૂર્ણ રીતે દૂર કરવામાં આવે છે. જો કે, આ સિસ્ટમ પ્રમાણમાં લાંબા કદના ફીડ (દા.ત. ખનિજ રેતી) માંથી એક પાસમાં સમાન ભારે ખનિજોનું ઉચ્ચ-ગ્રેડ પ્રાથમિક સાંદ્ર ઉત્પન્ન કરવાનો દાવો કરવામાં આવે છે, તેમ છતાં, સૂક્ષ્મ અને ફ્લેકી સોનું ધરાવતી કાંપવાળી ફીડ સામગ્રી માટે આવા કોઈ પ્રદર્શન આંકડા ઉપલબ્ધ નથી. કોષ્ટક 8.5 AKW માટે તકનીકી ડેટા આપે છે.હાઇડ્રોસાયક્લોન૩૦ અને ૧૦૦ માઇક્રોન વચ્ચેના કટ-ઓફ પોઈન્ટ માટે.
કોષ્ટક 8.5. AKW હાઇડ્રોસાયક્લોન માટે ટેકનિકલ ડેટા
| પ્રકાર (KRS) | વ્યાસ (મીમી) | દબાણમાં ઘટાડો | ક્ષમતા | કાપ બિંદુ (માઇક્રોન) | |
|---|---|---|---|---|---|
| સ્લરી (m3/કલાક) | ઘન પદાર્થો (મહત્તમ t/h). | ||||
| ૨૧૮ | ૧૦૦ | ૧–૨.૫ | ૯.૨૭ | 5 | ૩૦-૫૦ |
| ૨૫૧૫ | ૧૨૫ | ૧–૨.૫ | ૧૧–૩૦ | 6 | ૨૫–૪૫ |
| ૪૧૧૮ | ૨૦૦ | ૦.૭–૨.૦ | ૧૮–૬૦ | 15 | ૪૦–૬૦ |
| (RWN)6118 | ૩૦૦ | ૦.૫–૧.૫ | ૪૦–૧૪૦ | 40 | ૫૦-૧૦૦ |
આયર્ન ઓર સંચય અને વર્ગીકરણ તકનીકોમાં વિકાસ
એ. જાન્કોવિક, આયર્ન ઓરમાં, 2015
૮.૩.૩.૧ હાઇડ્રોસાયક્લોન વિભાજક
હાઇડ્રોસાયક્લોન, જેને સાયક્લોન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક વર્ગીકરણ ઉપકરણ છે જે સ્લરી કણોના સ્થાયી દરને વેગ આપવા અને કદ, આકાર અને ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ અનુસાર કણોને અલગ કરવા માટે કેન્દ્રત્યાગી બળનો ઉપયોગ કરે છે. તેનો ઉપયોગ ખનિજ ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે થાય છે, ખનિજ પ્રક્રિયામાં તેનો મુખ્ય ઉપયોગ વર્ગીકરણ તરીકે થાય છે, જે બારીક અલગ કદમાં અત્યંત કાર્યક્ષમ સાબિત થયું છે. તેનો ઉપયોગ ક્લોઝ-સર્કિટ ગ્રાઇન્ડીંગ કામગીરીમાં વ્યાપકપણે થાય છે પરંતુ તેના ઘણા અન્ય ઉપયોગો જોવા મળે છે, જેમ કે ડિસ્લિમિંગ, ડિગ્રિટિંગ અને જાડું થવું.
એક લાક્ષણિક હાઇડ્રોસાયક્લોન (આકૃતિ 8.12a) માં શંકુ આકારનું વાસણ હોય છે, જે તેની ટોચ પર ખુલ્લું હોય છે, અથવા નીચે વહે છે, જે નળાકાર વિભાગ સાથે જોડાયેલું હોય છે, જેમાં સ્પર્શક ફીડ ઇનલેટ હોય છે. નળાકાર વિભાગનો ઉપરનો ભાગ એક પ્લેટથી બંધ હોય છે જેમાંથી અક્ષીય રીતે માઉન્ટ થયેલ ઓવરફ્લો પાઇપ પસાર થાય છે. પાઇપને ચક્રવાતના શરીરમાં એક ટૂંકા, દૂર કરી શકાય તેવા વિભાગ દ્વારા વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે જેને વમળ શોધક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે ફીડના સીધા ઓવરફ્લોમાં શોર્ટ-સર્કિટિંગને અટકાવે છે. ફીડને સ્પર્શક પ્રવેશ દ્વારા દબાણ હેઠળ રજૂ કરવામાં આવે છે, જે પલ્પને ફરતી ગતિ આપે છે. આ ચક્રવાતમાં વમળ ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાં ઊભી ધરી સાથે ઓછા દબાણવાળા ઝોન હોય છે, જેમ કે આકૃતિ 8.12b માં બતાવ્યા પ્રમાણે. ધરી સાથે એક એર-કોર વિકસે છે, જે સામાન્ય રીતે ટોચના ઉદઘાટન દ્વારા વાતાવરણ સાથે જોડાયેલ છે, પરંતુ આંશિક રીતે ઓછા દબાણના ક્ષેત્રમાં દ્રાવણમાંથી બહાર આવતી ઓગળેલી હવા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. કેન્દ્રત્યાગી બળ કણોના સ્થાયી દરને વેગ આપે છે, જેનાથી કદ, આકાર અને ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ અનુસાર કણોને અલગ કરવામાં આવે છે. ઝડપી સ્થિર થતા કણો ચક્રવાતની દિવાલ તરફ જાય છે, જ્યાં વેગ સૌથી ઓછો હોય છે, અને ટોચના ઉદઘાટન (અંડરફ્લો) તરફ સ્થળાંતર કરે છે. ડ્રેગ ફોર્સની ક્રિયાને કારણે, ધીમા સ્થિર થતા કણો ધરી સાથે નીચા દબાણના ક્ષેત્ર તરફ આગળ વધે છે અને વમળ શોધક દ્વારા ઉપર તરફ ઓવરફ્લો તરફ લઈ જવામાં આવે છે.
આકૃતિ ૮.૧૨. હાઇડ્રોસાયક્લોન (https://www.aeroprobe.com/applications/examples/australian-mining-industry-uses-aeroprobe-equipment-to-study-hydro-cyclone) અને હાઇડ્રોસાયક્લોન બેટરી. કેવેક્સ હાઇડ્રોસાયક્લોન ઓવરવ્યુ બ્રોશર, https://www.weirminerals.com/products_services/cavex.aspx.
હાઇડ્રોસાયક્લોનનો ઉપયોગ ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટમાં લગભગ સાર્વત્રિક રીતે થાય છે કારણ કે તેમની ઉચ્ચ ક્ષમતા અને સંબંધિત કાર્યક્ષમતા હોય છે. તેઓ કણોના કદ (સામાન્ય રીતે 5-500 μm) ની ખૂબ જ વિશાળ શ્રેણીમાં પણ વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, નાના વ્યાસના એકમોનો ઉપયોગ ઝીણા વર્ગીકરણ માટે થાય છે. જોકે, મેગ્નેટાઇટ અને કચરાના ખનિજો (સિલિકા) વચ્ચેના ઘનતા તફાવતને કારણે મેગ્નેટાઇટ ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટમાં ચક્રવાતનો ઉપયોગ બિનકાર્યક્ષમ કામગીરીનું કારણ બની શકે છે. મેગ્નેટાઇટની ચોક્કસ ઘનતા લગભગ 5.15 છે, જ્યારે સિલિકાની ચોક્કસ ઘનતા લગભગ 2.7 છે.હાઇડ્રોસાયક્લોન, ગાઢ ખનિજો હળવા ખનિજો કરતાં ઝીણા કાપેલા કદ પર અલગ પડે છે. તેથી, મુક્ત મેગ્નેટાઇટ ચક્રવાતના અંડરફ્લોમાં કેન્દ્રિત થઈ રહ્યું છે, જેના પરિણામે મેગ્નેટાઇટ વધુ પડતું ગ્રાઇન્ડ થઈ રહ્યું છે. નેપિયર-મુન એટ અલ. (2005) એ નોંધ્યું છે કે સુધારેલા કાપેલા કદ વચ્ચેનો સંબંધ (d50c) અને કણ ઘનતા પ્રવાહની સ્થિતિ અને અન્ય પરિબળોના આધારે નીચેના સ્વરૂપની અભિવ્યક્તિને અનુસરે છે:
ક્યાંρs એ ઘન પદાર્થોની ઘનતા છે,ρl એ પ્રવાહી ઘનતા છે, અનેn0.5 અને 1.0 ની વચ્ચે છે. આનો અર્થ એ છે કે ચક્રવાતની કામગીરી પર ખનિજ ઘનતાની અસર ખૂબ જ નોંધપાત્ર હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જોdમેગ્નેટાઇટનો 50c 25 μm છે, તોd50c સિલિકા કણો 40–65 μm હશે. આકૃતિ 8.13 ઔદ્યોગિક બોલ મિલ મેગ્નેટાઇટ ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટના સર્વેક્ષણમાંથી મેળવેલા મેગ્નેટાઇટ (Fe3O4) અને સિલિકા (SiO2) માટે ચક્રવાત વર્ગીકરણ કાર્યક્ષમતા વણાંકો દર્શાવે છે. સિલિકા માટે કદ વિભાજન ઘણું બરછટ છે, જેમાંd29 μm ના Fe3O4 માટે 50c, જ્યારે SiO2 માટે તે 68 μm છે. આ ઘટનાને કારણે, હાઇડ્રોસાયક્લોનવાળા બંધ સર્કિટમાં મેગ્નેટાઇટ ગ્રાઇન્ડીંગ મિલો ઓછી કાર્યક્ષમ હોય છે અને અન્ય બેઝ મેટલોર ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટની તુલનામાં ઓછી ક્ષમતા ધરાવે છે.
આકૃતિ 8.13. મેગ્નેટાઇટ Fe3O4 અને સિલિકા SiO2 માટે ચક્રવાત કાર્યક્ષમતા—ઔદ્યોગિક સર્વેક્ષણ.
ઉચ્ચ દબાણ પ્રક્રિયા ટેકનોલોજી: મૂળભૂત બાબતો અને એપ્લિકેશનો
એમજે કોસેરો પીએચડી, ઔદ્યોગિક રસાયણશાસ્ત્ર પુસ્તકાલયમાં, 2001
ઘન-વિભાજન ઉપકરણો
- •
-
હાઇડ્રોસાયક્લોન
આ ઘન પદાર્થોના વિભાજકોના સૌથી સરળ પ્રકારોમાંનું એક છે. તે ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા વિભાજન ઉપકરણ છે અને તેનો ઉપયોગ ઊંચા તાપમાન અને દબાણ પર ઘન પદાર્થોને અસરકારક રીતે દૂર કરવા માટે થઈ શકે છે. તે આર્થિક છે કારણ કે તેમાં કોઈ ગતિશીલ ભાગો નથી અને તેને ઓછી જાળવણીની જરૂર પડે છે.
ઘન પદાર્થો માટે વિભાજન કાર્યક્ષમતા કણોના કદ અને તાપમાનનું મજબૂત કાર્ય છે. સિલિકા અને 300°C થી ઉપરના તાપમાન માટે 80% ની નજીક કુલ વિભાજન કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, જ્યારે સમાન તાપમાન શ્રેણીમાં, ગીચ ઝિર્કોન કણો માટે કુલ વિભાજન કાર્યક્ષમતા 99% કરતા વધારે છે [29].
હાઇડ્રોસાયક્લોન કામગીરીમાં મુખ્ય અવરોધ એ છે કે કેટલાક ક્ષાર ચક્રવાતની દિવાલોને વળગી રહે છે.
- •
-
ક્રોસ માઇક્રો-ફિલ્ટરેશન
ક્રોસ-ફ્લો ફિલ્ટર્સ એ રીતે વર્તે છે જે સામાન્ય રીતે આસપાસની પરિસ્થિતિઓમાં ક્રોસફ્લો ફિલ્ટરેશનમાં જોવા મળે છે: વધેલા શીયર-રેટ અને ઘટેલા પ્રવાહી-સ્નિગ્ધતાના પરિણામે ગાળણ સંખ્યામાં વધારો થાય છે. ઘન પદાર્થો તરીકે અવક્ષેપિત ક્ષારને અલગ કરવા માટે ક્રોસ-માઇક્રોફિલ્ટ્રેશન લાગુ કરવામાં આવ્યું છે, જે કણ-વિભાજન કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે 99.9% થી વધુ આપે છે. ગોમેનવગેરે.[30] એ સુપરક્રિટિકલ પાણીમાંથી સોડિયમ નાઈટ્રેટ અલગ કરવાનો અભ્યાસ કર્યો. અભ્યાસની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, સોડિયમ નાઈટ્રેટ પીગળેલા મીઠા તરીકે હાજર હતું અને ફિલ્ટરને પાર કરવામાં સક્ષમ હતું. તાપમાન સાથે બદલાતી વિભાજન કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત થઈ, કારણ કે તાપમાન વધતાં દ્રાવ્યતા ઘટે છે, જે અનુક્રમે 40% અને 85% ની વચ્ચે હોય છે, 400 °C અને 470 °C માટે. આ કામદારોએ પીગળેલા મીઠાની વિરુદ્ધ, સુપરક્રિટિકલ દ્રાવણ તરફ ફિલ્ટરિંગ માધ્યમની અલગ અભેદ્યતાના પરિણામે અલગ પદ્ધતિ સમજાવી, જે તેમની સ્પષ્ટ રીતે અલગ સ્નિગ્ધતાના આધારે છે. તેથી, અવક્ષેપિત ક્ષારને ફક્ત ઘન તરીકે ફિલ્ટર કરવાનું જ નહીં, પણ પીગળેલી સ્થિતિમાં રહેલા ઓછા ગલનબિંદુવાળા ક્ષારને પણ ફિલ્ટર કરવાનું શક્ય બનશે.
સંચાલનમાં મુશ્કેલીઓ મુખ્યત્વે ક્ષાર દ્વારા ફિલ્ટર-કાટને કારણે હતી.
કાગળ: રિસાયક્લિંગ અને રિસાયકલ સામગ્રી
એમ.આર. દોશી, જે.એમ. ડાયર, મટીરીયલ્સ સાયન્સ એન્ડ મટીરીયલ્સ એન્જિનિયરિંગમાં રેફરન્સ મોડ્યુલમાં, ૨૦૧૬
૩.૩ સફાઈ
સફાઈ કામદારો અથવાહાઇડ્રોસાયક્લોનદૂષક અને પાણી વચ્ચેના ઘનતાના તફાવતના આધારે પલ્પમાંથી દૂષકો દૂર કરો. આ ઉપકરણોમાં શંકુ અથવા નળાકાર-શંકુ આકારના દબાણ વાહિનીનો સમાવેશ થાય છે જેમાં પલ્પને મોટા વ્યાસના છેડે સ્પર્શક રીતે ખવડાવવામાં આવે છે (આકૃતિ 6). ક્લીનરમાંથી પસાર થવા દરમિયાન પલ્પ ચક્રવાતની જેમ વમળ પ્રવાહ પેટર્ન વિકસાવે છે. પ્રવાહ ઇનલેટથી દૂર થઈને ટોચ તરફ અથવા ક્લિનર દિવાલની અંદરના ભાગમાં અંડરફ્લો ઓપનિંગ તરફ પસાર થતાં કેન્દ્રીય ધરીની આસપાસ ફરે છે. શંકુનો વ્યાસ ઘટતાં પરિભ્રમણ પ્રવાહ વેગ વધે છે. ટોચના છેડાની નજીક નાના વ્યાસનો ઓપનિંગ મોટાભાગના પ્રવાહના વિસર્જનને અટકાવે છે જે તેના બદલે ક્લીનરના કોર પર આંતરિક વમળમાં ફરે છે. આંતરિક કોર પરનો પ્રવાહ ટોચના ઓપનિંગથી દૂર વહે છે જ્યાં સુધી તે ક્લીનરના કેન્દ્રમાં મોટા વ્યાસના છેડા પર સ્થિત વમળ શોધકમાંથી વિસર્જન ન કરે. ઉચ્ચ ઘનતાવાળી સામગ્રી, કેન્દ્રત્યાગી બળને કારણે ક્લીનરની દિવાલ પર કેન્દ્રિત થઈને, શંકુની ટોચ પર વિસર્જિત થાય છે (બ્લિસ, 1994, 1997).
આકૃતિ 6. હાઇડ્રોસાયક્લોનના ભાગો, મુખ્ય પ્રવાહ પેટર્ન અને વિભાજન વલણો.
દૂષકોની ઘનતા અને કદના આધારે ક્લીનર્સને ઉચ્ચ, મધ્યમ અથવા ઓછી ઘનતામાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. ૧૫ થી ૫૦ સેમી (૬-૨૦ ઇંચ) વ્યાસ ધરાવતું ઉચ્ચ ઘનતાવાળું ક્લીનર, ટ્રેમ્પ મેટલ, પેપર ક્લિપ્સ અને સ્ટેપલ્સ દૂર કરવા માટે વપરાય છે અને સામાન્ય રીતે પલ્પર પછી તરત જ મૂકવામાં આવે છે. જેમ જેમ ક્લીનર્સનો વ્યાસ ઘટે છે, તેમ તેમ નાના કદના દૂષકોને દૂર કરવામાં તેની કાર્યક્ષમતા વધે છે. વ્યવહારુ અને આર્થિક કારણોસર, ૭૫-મીમી (૩ ઇંચ) વ્યાસનું ચક્રવાત સામાન્ય રીતે કાગળ ઉદ્યોગમાં વપરાતું સૌથી નાનું ક્લીનર હોય છે.
રિવર્સ ક્લીનર્સ અને થ્રુફ્લો ક્લીનર્સ મીણ, પોલિસ્ટરીન અને સ્ટીકી જેવા ઓછી ઘનતાવાળા દૂષકોને દૂર કરવા માટે રચાયેલ છે. રિવર્સ ક્લીનર્સ નામ એટલા માટે રાખવામાં આવ્યું છે કારણ કે એક્સેપ્ટ્સ સ્ટ્રીમ ક્લીનર એપેક્સ પર એકત્રિત થાય છે જ્યારે રિજેક્ટ્સ ઓવરફ્લો પર બહાર નીકળે છે. થ્રુફ્લો ક્લીનરમાં, ક્લીનરના એક જ છેડે એક્સેપ્ટ્સ અને રિજેક્ટ્સ એક્ઝિટ હોય છે, આકૃતિ 7 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, ક્લીનરના કોર નજીક એક કેન્દ્રીય ટ્યુબ દ્વારા રિજેક્ટ્સથી અલગ કરાયેલ ક્લીનર દિવાલની નજીક એક્સેપ્ટ્સ હોય છે.
આકૃતિ 7. થ્રુફ્લો ક્લીનરની યોજનાઓ.
૧૯૨૦ અને ૧૯૩૦ ના દાયકામાં પલ્પમાંથી રેતી દૂર કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સતત સેન્ટ્રીફ્યુજ હાઇડ્રોસાયક્લોનના વિકાસ પછી બંધ કરવામાં આવ્યા હતા. ફ્રાન્સના ગ્રેનોબલના સેન્ટર ટેકનિક ડુ પેપિયર ખાતે વિકસાવવામાં આવેલા ગાયરોક્લીનમાં એક સિલિન્ડર હોય છે જે ૧૨૦૦-૧૫૦૦ આરપીએમ પર ફરે છે (બ્લિસ, ૧૯૯૭; જુલિયન સેન્ટ અમાન્ડ, ૧૯૯૮, ૨૦૦૨). પ્રમાણમાં લાંબા નિવાસ સમય અને ઉચ્ચ કેન્દ્રત્યાગી બળનું મિશ્રણ ઓછી ઘનતાવાળા દૂષકોને ક્લીનરના મુખ્ય ભાગમાં સ્થળાંતર કરવા માટે પૂરતો સમય આપે છે જ્યાં તેમને કેન્દ્ર વમળ સ્રાવ દ્વારા નકારવામાં આવે છે.
એમટી થ્યુ, એન્સાયક્લોપીડિયા ઓફ સેપરેશન સાયન્સમાં, 2000
સારાંશ
ભલે ઘન-પ્રવાહીહાઇડ્રોસાયક્લોન20મી સદીના મોટાભાગના સમયગાળા દરમિયાન, પ્રવાહી-પ્રવાહી અલગ કરવાની સંતોષકારક કામગીરી 1980 ના દાયકા સુધી સ્થાપિત થઈ ન હતી. ઓફશોર તેલ ઉદ્યોગને પાણીમાંથી બારીક રીતે વિભાજિત દૂષિત તેલ દૂર કરવા માટે કોમ્પેક્ટ, મજબૂત અને વિશ્વસનીય ઉપકરણોની જરૂર હતી. આ જરૂરિયાત નોંધપાત્ર રીતે અલગ પ્રકારના હાઇડ્રોસાયક્લોન દ્વારા સંતોષવામાં આવી હતી, જેમાં અલબત્ત કોઈ ગતિશીલ ભાગો નહોતા.
આ જરૂરિયાતને વધુ સંપૂર્ણ રીતે સમજાવ્યા પછી અને ખનિજ પ્રક્રિયામાં ઘન-પ્રવાહી ચક્રવાતી વિભાજન સાથે તેની તુલના કર્યા પછી, ફરજ પૂરી કરવા માટે અગાઉ સ્થાપિત કરાયેલા સાધનો પર હાઇડ્રોસાયક્લોન દ્વારા આપવામાં આવતા ફાયદાઓ આપવામાં આવ્યા છે.
ફીડ બંધારણ, ઓપરેટર નિયંત્રણ અને જરૂરી ઊર્જા, એટલે કે દબાણ ઘટાડા અને પ્રવાહ દરના ઉત્પાદનના સંદર્ભમાં કામગીરીની ચર્ચા કરતા પહેલા વિભાજન કામગીરી મૂલ્યાંકન માપદંડોની યાદી આપવામાં આવે છે.
પેટ્રોલિયમ ઉત્પાદન માટેનું વાતાવરણ સામગ્રી માટે કેટલીક મર્યાદાઓ નક્કી કરે છે અને આમાં કણોના ધોવાણની સમસ્યાનો સમાવેશ થાય છે. ઉપયોગમાં લેવાતી લાક્ષણિક સામગ્રીનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો છે. તેલ વિભાજન પ્લાન્ટના પ્રકારો, મૂડી અને આવર્તક બંને માટે સંબંધિત ખર્ચ ડેટા દર્શાવેલ છે, જોકે સ્ત્રોતો દુર્લભ છે. અંતે, વધુ વિકાસ માટે કેટલાક નિર્દેશોનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે, કારણ કે તેલ ઉદ્યોગ સમુદ્રના તળિયા પર અથવા કૂવાના તળિયે પણ સ્થાપિત ઉપકરણો તરફ જુએ છે.
નમૂના લેવા, નિયંત્રણ અને માસ સંતુલન
બેરી એ. વિલ્સ, જેમ્સ એ. ફિન્ચ FRSC, FCIM, P.Eng., વિલ્સ મિનરલ પ્રોસેસિંગ ટેકનોલોજીમાં (આઠમી આવૃત્તિ), 2016
૩.૭.૧ કણ કદનો ઉપયોગ
ઘણા એકમો, જેમ કેહાઇડ્રોસાયક્લોનઅને ગુરુત્વાકર્ષણ વિભાજકો, કદ વિભાજનની ડિગ્રી ઉત્પન્ન કરે છે અને કણ કદ ડેટાનો ઉપયોગ સમૂહ સંતુલન માટે કરી શકાય છે (ઉદાહરણ 3.15).
ઉદાહરણ ૩.૧૫ એ નોડ અસંતુલન લઘુત્તમીકરણનું ઉદાહરણ છે; ઉદાહરણ તરીકે, તે સામાન્યકૃત લઘુત્તમ ચોરસ લઘુત્તમીકરણ માટે પ્રારંભિક મૂલ્ય પૂરું પાડે છે. આ ગ્રાફિકલ અભિગમનો ઉપયોગ જ્યારે પણ "વધારાની" ઘટક ડેટા હોય ત્યારે થઈ શકે છે; ઉદાહરણ ૩.૯ માં તેનો ઉપયોગ થઈ શક્યો હોત.
ઉદાહરણ ૩.૧૫ ચક્રવાતનો ઉપયોગ નોડ તરીકે કરે છે. બીજો નોડ સમ્પ છે: આ ૨ ઇનપુટ્સ (ફ્રેશ ફીડ અને બોલ મિલડિસ્ચાર્જ) અને એક આઉટપુટ (ચક્રવાત ફીડ) નું ઉદાહરણ છે. આ બીજું માસ બેલેન્સ આપે છે (ઉદાહરણ ૩.૧૬).
પ્રકરણ 9 માં આપણે ચક્રવાત પાર્ટીશન વળાંક નક્કી કરવા માટે સમાયોજિત ડેટાનો ઉપયોગ કરીને આ ગ્રાઇન્ડીંગ સર્કિટ ઉદાહરણ પર પાછા ફરીએ છીએ.
પોસ્ટ સમય: મે-07-2019