विवरण
हाइड्रोसाइक्लोनये शंक्वाकार-बेलनाकार होते हैं, जिनमें बेलनाकार भाग में एक स्पर्शरेखीय फीड इनलेट और प्रत्येक अक्ष पर एक आउटलेट होता है। बेलनाकार भाग में आउटलेट को भंवर खोजक कहा जाता है और यह इनलेट से सीधे शॉर्ट-सर्किट प्रवाह को कम करने के लिए चक्रवात में विस्तारित होता है। शंक्वाकार सिरे पर दूसरा आउटलेट, स्पिगोट होता है। आकार पृथक्करण के लिए, दोनों आउटलेट आमतौर पर वायुमंडल के लिए खुले होते हैं। हाइड्रोसाइक्लोन आमतौर पर निचले सिरे पर स्पिगोट के साथ लंबवत संचालित होते हैं, इसलिए मोटे उत्पाद को अंडरफ्लो और भंवर खोजक से निकलने वाले महीन उत्पाद को ओवरफ्लो कहा जाता है। चित्र 1 एक विशिष्ट हाइड्रोसाइक्लोन के मुख्य प्रवाह और डिज़ाइन विशेषताओं को योजनाबद्ध रूप से दर्शाता है।हाइड्रोसाइक्लोनदो भंवर, स्पर्शरेखीय प्रवेशिका और अक्षीय निकास। स्पर्शरेखीय प्रवेशिका के निकटतम क्षेत्र को छोड़कर, चक्रवात के भीतर द्रव गति में त्रिज्यीय सममिति होती है। यदि एक या दोनों निकासिकाएँ वायुमंडल की ओर खुली हों, तो एक निम्न दाब क्षेत्र आंतरिक भंवर के अंदर, ऊर्ध्वाधर अक्ष के अनुदिश एक गैस कोर का निर्माण करता है।
चित्र 1. हाइड्रोसाइक्लोन की प्रमुख विशेषताएं।
संचालन सिद्धांत सरल है: द्रव, निलंबित कणों को लेकर, चक्रवात में स्पर्शरेखीय रूप से प्रवेश करता है, नीचे की ओर सर्पिलाकार रूप से घूमता है और मुक्त भँवर प्रवाह में एक अपकेन्द्रीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। बड़े कण तरल पदार्थ के माध्यम से चक्रवात के बाहर सर्पिल गति में गति करते हैं, और द्रव के एक अंश के साथ स्पिगोट से बाहर निकल जाते हैं। स्पिगोट के सीमित क्षेत्र के कारण, एक आंतरिक भँवर, जो बाहरी भँवर के समान दिशा में घूमता है, लेकिन ऊपर की ओर प्रवाहित होता है, स्थापित होता है और भंवर खोजक के माध्यम से चक्रवात से बाहर निकलता है, अपने साथ अधिकांश द्रव और सूक्ष्म कणों को ले जाता है। यदि स्पिगोट की क्षमता पार हो जाती है, तो वायु कोर बंद हो जाता है और स्पिगोट डिस्चार्ज छतरी के आकार के स्प्रे से बदलकर 'रस्सी' में बदल जाता है और मोटे पदार्थ का अतिप्रवाह में नुकसान होता है।
बेलनाकार भाग का व्यास पृथक किए जा सकने वाले कणों के आकार को प्रभावित करने वाला प्रमुख चर है, हालाँकि प्राप्त पृथक्करण को बदलने के लिए आउटलेट व्यास को स्वतंत्र रूप से बदला जा सकता है। जहाँ शुरुआती वैज्ञानिकों ने 5 मिमी व्यास तक के छोटे चक्रवातों के साथ प्रयोग किए थे, वहीं वर्तमान में व्यावसायिक हाइड्रोसाइक्लोन का व्यास 10 मिमी से 2.5 मीटर तक होता है, जिसमें 2700 किग्रा/मी−3 घनत्व वाले कणों के पृथक्करण आकार 1.5-300 माइक्रोमीटर होते हैं, जो कण घनत्व बढ़ने के साथ घटते जाते हैं। परिचालन दाब में कमी छोटे व्यास के लिए 10 बार से लेकर बड़ी इकाइयों के लिए 0.5 बार तक होती है। क्षमता बढ़ाने के लिए, कई छोटेहाइड्रोसाइक्लोनएकल फीड लाइन से मैनिफोल्ड किया जा सकता है।
यद्यपि प्रचालन का सिद्धांत सरल है, फिर भी उनके प्रचालन के कई पहलुओं को अभी भी ठीक से समझा नहीं गया है, तथा औद्योगिक प्रचालन के लिए हाइड्रोसाइक्लोन का चयन और पूर्वानुमान काफी हद तक अनुभवजन्य है।
वर्गीकरण
बैरी ए. विल्स, जेम्स ए. फिंच एफआरएससी, एफसीआईएम, पी.इंजी., विल्स मिनरल प्रोसेसिंग टेक्नोलॉजी (आठवां संस्करण), 2016 में
9.4.3 हाइड्रोसाइक्लोन बनाम स्क्रीन
बंद ग्राइंडिंग सर्किट (<200 µm) में सूक्ष्म कणों के आकार के वर्गीकरण में हाइड्रोसाइक्लोन का प्रभुत्व रहा है। हालाँकि, स्क्रीन तकनीक (अध्याय 8) में हाल के विकासों ने ग्राइंडिंग सर्किट में स्क्रीन के उपयोग में रुचि को नवीनीकृत किया है। स्क्रीन आकार के आधार पर अलग हो जाती हैं और फीड खनिजों में घनत्व प्रसार से सीधे प्रभावित नहीं होती हैं। यह एक फायदा हो सकता है। स्क्रीन में बाईपास अंश भी नहीं होता है, और जैसा कि उदाहरण 9.2 ने दिखाया है, बाईपास काफी बड़ा हो सकता है (उस स्थिति में 30% से अधिक)। चित्र 9.8 चक्रवातों और स्क्रीन के लिए विभाजन वक्र में अंतर का एक उदाहरण दिखाता है। डेटा पेरू में एल ब्रोकल सांद्रक से है, जिसमें ग्राइंडिंग सर्किट (डुंडर एट अल., 2014) में हाइड्रोसाइक्लोन को डेरिक स्टैक साइज़र® (अध्याय 8 देखें) से बदलने से पहले और बाद के मूल्यांकन शामिल हैं। अपेक्षा के अनुरूप, चक्रवात की तुलना में स्क्रीन में अधिक स्पष्ट पृथक्करण (वक्र का ढलान अधिक है) और थोड़ा बाईपास था। स्क्रीन लगाने के बाद टूटने की दर बढ़ने के कारण ग्राइंडिंग सर्किट क्षमता में वृद्धि दर्ज की गई। इसका कारण बाईपास का हटना बताया गया, जिससे ग्राइंडिंग मिलों में वापस भेजी जाने वाली महीन सामग्री की मात्रा कम हो गई, जिससे कण-कण के टकराव को कम करने में मदद मिली।
चित्र 9.8. एल ब्रोकल कंसंट्रेटर पर ग्राइंडिंग सर्किट में चक्रवातों और स्क्रीन के लिए विभाजन वक्र।
(डुंडर एट अल से अनुकूलित (2014))
हालांकि, परिवर्तन एकतरफा नहीं है: एक हालिया उदाहरण स्क्रीन से चक्रवात पर स्विच करना है, ताकि सघन भुगतान खनिजों के अतिरिक्त आकार में कमी का लाभ उठाया जा सके (सैसविले, 2015)।
धातुकर्म प्रक्रिया और डिजाइन
इयोन एच. मैकडोनाल्ड, हैंडबुक ऑफ गोल्ड एक्सप्लोरेशन एंड इवैल्यूएशन, 2007 में
हाइड्रोसाइक्लोन
हाइड्रोसाइक्लोन बड़े स्लरी आयतन को सस्ते में आकार देने या डीस्लाइमिंग करने के लिए पसंदीदा इकाइयाँ हैं और क्योंकि ये बहुत कम जगह घेरते हैं। ये समान प्रवाह दर और पल्प घनत्व पर प्रवाहित होने पर सबसे प्रभावी ढंग से कार्य करते हैं और आवश्यक विभाजनों पर वांछित कुल क्षमता प्राप्त करने के लिए इन्हें व्यक्तिगत रूप से या समूहों में उपयोग किया जाता है। आकार देने की क्षमताएँ इकाई के माध्यम से उच्च स्पर्शरेखीय प्रवाह वेगों द्वारा उत्पन्न अपकेन्द्रीय बलों पर निर्भर करती हैं। आने वाले स्लरी द्वारा निर्मित प्राथमिक भंवर आंतरिक शंकु भित्ति के चारों ओर सर्पिल रूप से नीचे की ओर कार्य करता है। अपकेन्द्रीय बल द्वारा ठोस पदार्थों को बाहर की ओर फेंका जाता है जिससे जैसे-जैसे पल्प नीचे की ओर गति करता है, उसका घनत्व बढ़ता जाता है। वेग के ऊर्ध्वाधर घटक शंकु भित्ति के पास नीचे की ओर और अक्ष के पास ऊपर की ओर कार्य करते हैं। कम घनत्व वाले अपकेन्द्रीय रूप से पृथक किए गए स्लाइम अंश को भंवर खोजक के माध्यम से ऊपर की ओर धकेला जाता है ताकि शंकु के ऊपरी सिरे पर स्थित छिद्र से बाहर निकल सके। दोनों प्रवाहों के बीच एक मध्यवर्ती क्षेत्र या आवरण का ऊर्ध्वाधर वेग शून्य होता है और यह नीचे की ओर गति करने वाले मोटे ठोस पदार्थों को ऊपर की ओर गति करने वाले महीन ठोस पदार्थों से अलग करता है। प्रवाह का अधिकांश भाग छोटे आंतरिक भंवर के भीतर ऊपर की ओर प्रवाहित होता है और उच्च अपकेन्द्रीय बल बड़े सूक्ष्म कणों को बाहर की ओर फेंक देते हैं, जिससे सूक्ष्म आकारों में अधिक कुशल पृथक्करण होता है। ये कण बाहरी भंवर में वापस लौट आते हैं और एक बार फिर जिग फ़ीड को रिपोर्ट करते हैं।
एक विशिष्ट सर्पिल प्रवाह पैटर्न के भीतर ज्यामिति और परिचालन स्थितियांहाइड्रोसाइक्लोनचित्र 8.13 में वर्णित हैं। परिचालन चर हैं पल्प घनत्व, फीड प्रवाह दर, ठोस विशेषताएँ, फीड इनलेट दाब और चक्रवात के माध्यम से दाब में कमी। चक्रवात चर हैं फीड इनलेट का क्षेत्रफल, भंवर खोजक का व्यास और लंबाई, और स्पिगोट डिस्चार्ज व्यास। ड्रैग गुणांक का मान आकार से भी प्रभावित होता है; एक कण गोलाकारता से जितना अधिक भिन्न होता है, उसका आकार कारक उतना ही छोटा होता है और उसका जमाव प्रतिरोध उतना ही अधिक होता है। क्रांतिक तनाव क्षेत्र 200 मिमी आकार के कुछ सोने के कणों तक फैल सकता है और इसलिए अत्यधिक पुनर्चक्रण और परिणामस्वरूप कीचड़ के निर्माण को कम करने के लिए वर्गीकरण प्रक्रिया की सावधानीपूर्वक निगरानी आवश्यक है। ऐतिहासिक रूप से, जब 150μमीटर सोने के कणों के विश्लेषण से पता चलता है कि स्लाइम अंशों में सोने का शेष रहना सोने की हानि के लिए काफी हद तक जिम्मेदार है, जो कई स्वर्ण प्लेसर प्रचालनों में 40-60% तक दर्ज की गई थी।
8.13. हाइड्रोसाइक्लोन की सामान्य ज्यामिति और परिचालन स्थितियाँ।
चित्र 8.14 (वर्मन चयन चार्ट) 9–18 माइक्रोन से लेकर 33–76 माइक्रोन तक के विभिन्न D50 आकारों पर पृथक्करण हेतु चक्रवातों का एक प्रारंभिक चयन है। यह चार्ट, चक्रवात प्रदर्शन के अन्य ऐसे चार्टों की तरह, एक विशिष्ट प्रकार के सावधानीपूर्वक नियंत्रित संभरण पर आधारित है। यह चयन के लिए एक प्रारंभिक मार्गदर्शिका के रूप में जल में 2,700 किग्रा/घन मीटर की ठोस मात्रा मानता है। बड़े व्यास वाले चक्रवातों का उपयोग स्थूल पृथक्करण के लिए किया जाता है, लेकिन उचित कार्य के लिए उच्च संभरण मात्रा की आवश्यकता होती है। उच्च संभरण मात्रा पर सूक्ष्म पृथक्करण के लिए समानांतर रूप से संचालित होने वाले छोटे व्यास वाले चक्रवातों के समूहों की आवश्यकता होती है। निकट आकार के लिए अंतिम डिज़ाइन पैरामीटर प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किए जाने चाहिए, और सीमा के मध्य के आसपास एक चक्रवात का चयन करना महत्वपूर्ण है ताकि संचालन की शुरुआत में आवश्यक कोई भी छोटा समायोजन किया जा सके।
8.14. वार्मन प्रारंभिक चयन चार्ट.
सीबीसी (सर्कुलेटिंग बेड) चक्रवात के बारे में कहा जाता है कि यह 5 मिमी व्यास तक के जलोढ़ स्वर्ण संभरण पदार्थों को वर्गीकृत करता है और अंतर्प्रवाह से लगातार उच्च जिग संभरण प्राप्त करता है। पृथक्करण लगभगD2.65 घनत्व वाले सिलिका पर आधारित 50/150 माइक्रोन। सीबीसी साइक्लोन अंडरफ्लो को अपने अपेक्षाकृत चिकने आकार वितरण वक्र और सूक्ष्म अपशिष्ट कणों के लगभग पूर्ण निष्कासन के कारण जिग पृथक्करण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त माना जाता है। हालाँकि, इस प्रणाली के बारे में दावा किया जाता है कि यह अपेक्षाकृत लंबी आकार सीमा वाले फीड (जैसे खनिज रेत) से एक ही बार में समान भारी खनिजों का उच्च-श्रेणी का प्राथमिक सांद्रण उत्पन्न करती है, लेकिन सूक्ष्म और परतदार सोने से युक्त जलोढ़ फीड सामग्री के लिए ऐसे कोई प्रदर्शन आँकड़े उपलब्ध नहीं हैं। तालिका 8.5 में AKW के तकनीकी आँकड़े दिए गए हैं।हाइड्रोसाइक्लोन30 से 100 माइक्रोन के बीच के कट-ऑफ बिंदुओं के लिए।
तालिका 8.5. AKW हाइड्रोसाइक्लोन के लिए तकनीकी डेटा
| प्रकार (केआरएस) | व्यास (मिमी) | दबाव में गिरावट | क्षमता | कट बिंदु (माइक्रोन) | |
|---|---|---|---|---|---|
| घोल (m3/hr) | ठोस (टी/एच अधिकतम). | ||||
| 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 |
| (आरडब्ल्यूएन)6118 | 300 | 0.5–1.5 | 40–140 | 40 | 50–100 |
लौह अयस्क विखंडन और वर्गीकरण प्रौद्योगिकियों में विकास
ए. जानकोविच, आयरन ओर में, 2015
8.3.3.1 हाइड्रोसाइक्लोन विभाजक
हाइड्रोसाइक्लोन, जिसे साइक्लोन भी कहा जाता है, एक वर्गीकरण उपकरण है जो अपकेन्द्रीय बल का उपयोग करके घोल कणों के जमाव की दर को तेज़ करता है और कणों को उनके आकार, आकृति और विशिष्ट गुरुत्व के अनुसार अलग करता है। खनिज उद्योग में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, खनिज प्रसंस्करण में इसका मुख्य उपयोग एक वर्गीकरणकर्ता के रूप में होता है, जो सूक्ष्म पृथक्करण आकारों में अत्यंत कुशल साबित हुआ है। इसका व्यापक रूप से क्लोज्ड-सर्किट ग्राइंडिंग कार्यों में उपयोग किया जाता है, लेकिन इसके कई अन्य उपयोग भी हैं, जैसे कि डीस्लीमिंग, डीग्रिटिंग और गाढ़ा करना।
एक विशिष्ट हाइड्रोसाइक्लोन (चित्र 8.12a) एक शंक्वाकार पात्र से बना होता है, जो अपने शीर्ष पर खुला होता है, या अधोप्रवाह पर, एक बेलनाकार भाग से जुड़ा होता है, जिसमें एक स्पर्शरेखीय प्रभरण प्रवेशिका होती है। बेलनाकार भाग का शीर्ष एक प्लेट से बंद होता है जिससे होकर एक अक्षीय रूप से लगा हुआ अतिप्रवाह पाइप गुजरता है। यह पाइप चक्रवात के मुख्य भाग में एक छोटे, हटाने योग्य भाग, जिसे भंवर खोजक (वोर्टेक्स फाइंडर) कहते हैं, द्वारा विस्तारित होता है, जो प्रभरण को सीधे अतिप्रवाह में शॉर्ट-सर्किट होने से रोकता है। प्रभरण को स्पर्शरेखीय प्रवेशिका के माध्यम से दबाव में प्रविष्ट कराया जाता है, जो पल्प को एक भंवर गति प्रदान करता है। इससे चक्रवात में एक भंवर उत्पन्न होता है, जिसके ऊर्ध्वाधर अक्ष के अनुदिश एक निम्न-दाब क्षेत्र होता है, जैसा कि चित्र 8.12b में दिखाया गया है। अक्ष के अनुदिश एक वायु-कोर विकसित होता है, जो सामान्यतः शीर्ष छिद्र के माध्यम से वायुमंडल से जुड़ा होता है, लेकिन आंशिक रूप से निम्न-दाब क्षेत्र में विलयन से निकलने वाली घुली हुई वायु द्वारा निर्मित होता है। अपकेन्द्रीय बल कणों के निक्षेपण की दर को तीव्र करता है, जिससे कण आकार, आकृति और विशिष्ट गुरुत्व के अनुसार अलग हो जाते हैं। तेज़ी से निक्षेपण करने वाले कण चक्रवात की दीवार की ओर बढ़ते हैं, जहाँ वेग सबसे कम होता है, और शीर्ष छिद्र (अंडरफ़्लो) की ओर पलायन करते हैं। कर्षण बल की क्रिया के कारण, धीमी गति से निक्षेपण करने वाले कण अक्ष के अनुदिश निम्न दाब क्षेत्र की ओर बढ़ते हैं और भंवर खोजक के माध्यम से ऊपर की ओर अतिप्रवाह की ओर ले जाए जाते हैं।
चित्र 8.12. हाइड्रोसाइक्लोन (https://www.aeroprobe.com/applications/examples/australian-mining-industry-uses-aeroprobe-equipment-to-study-hydro-cyclone) और हाइड्रोसाइक्लोन बैटरी। कैवेक्स हाइड्रोसाइक्लोन अवलोकन ब्रोशर, https://www.weirminerals.com/products_services/cavex.aspx।
हाइड्रोसाइक्लोन अपनी उच्च क्षमता और सापेक्ष दक्षता के कारण ग्राइंडिंग सर्किट में लगभग सर्वत्र उपयोग किए जाते हैं। इन्हें कण आकारों की एक बहुत विस्तृत श्रृंखला (आमतौर पर 5-500 माइक्रोन) में भी वर्गीकृत किया जा सकता है, और बेहतर वर्गीकरण के लिए छोटे व्यास वाली इकाइयों का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, मैग्नेटाइट ग्राइंडिंग सर्किट में साइक्लोन का उपयोग मैग्नेटाइट और अपशिष्ट खनिजों (सिलिका) के बीच घनत्व के अंतर के कारण अकुशल संचालन का कारण बन सकता है। मैग्नेटाइट का विशिष्ट घनत्व लगभग 5.15 है, जबकि सिलिका का विशिष्ट घनत्व लगभग 2.7 है।हाइड्रोसाइक्लोनघने खनिज हल्के खनिजों की तुलना में अधिक महीन कट आकार में अलग हो जाते हैं। इसलिए, मुक्त मैग्नेटाइट चक्रवाती प्रवाह में केंद्रित हो रहा है, जिसके परिणामस्वरूप मैग्नेटाइट का अति-पिसाई हो रहा है। नेपियर-मुन्न एट अल. (2005) ने नोट किया कि संशोधित कट आकार (d50c) और कण घनत्व प्रवाह स्थितियों और अन्य कारकों के आधार पर निम्नलिखित रूप की अभिव्यक्ति का अनुसरण करता है:
कहाँρs ठोस का घनत्व है,ρl द्रव घनत्व है, औरn0.5 और 1.0 के बीच है। इसका मतलब है कि चक्रवात के प्रदर्शन पर खनिज घनत्व का प्रभाव काफी महत्वपूर्ण हो सकता है। उदाहरण के लिए, यदिdमैग्नेटाइट का 50c 25 μm है, तोd50c सिलिका कणों का आकार 40-65 μm होगा। चित्र 8.13 एक औद्योगिक बॉल मिल मैग्नेटाइट ग्राइंडिंग सर्किट के सर्वेक्षण से प्राप्त मैग्नेटाइट (Fe3O4) और सिलिका (SiO2) के लिए चक्रवात वर्गीकरण दक्षता वक्र दर्शाता है। सिलिका के लिए आकार पृथक्करण बहुत अधिक मोटा होता है, जिसमेंdFe3O4 के लिए 29 μm का 50c, जबकि SiO2 के लिए 68 μm है। इस परिघटना के कारण, हाइड्रोसाइक्लोन युक्त बंद परिपथों में मैग्नेटाइट ग्राइंडिंग मिलें अन्य बेस मेटलोर ग्राइंडिंग परिपथों की तुलना में कम कुशल और कम क्षमता वाली होती हैं।
चित्र 8.13. मैग्नेटाइट Fe3O4 और सिलिका SiO2 के लिए चक्रवात दक्षता - औद्योगिक सर्वेक्षण।
उच्च दाब प्रक्रिया प्रौद्योगिकी: मूल सिद्धांत और अनुप्रयोग
एमजे कोसेरो पीएचडी, इंडस्ट्रियल केमिस्ट्री लाइब्रेरी में, 2001
ठोस-पृथक्करण उपकरण
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हाइड्रोसाइक्लोन
यह ठोस पदार्थों को अलग करने वाले उपकरणों के सबसे सरल प्रकारों में से एक है। यह एक उच्च-दक्षता वाला पृथक्करण उपकरण है और इसका उपयोग उच्च तापमान और दबाव पर ठोस पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए किया जा सकता है। यह किफायती है क्योंकि इसमें कोई गतिशील भाग नहीं है और इसके रखरखाव की आवश्यकता भी कम है।
ठोस पदार्थों के लिए पृथक्करण दक्षता कण-आकार और तापमान का एक महत्वपूर्ण कार्य है। सिलिका और 300°C से अधिक तापमान वाले कणों के लिए लगभग 80% की सकल पृथक्करण दक्षता प्राप्त की जा सकती है, जबकि समान तापमान सीमा में, सघन ज़िरकोन कणों के लिए सकल पृथक्करण दक्षता 99% से अधिक होती है [29]।
हाइड्रोसाइक्लोन प्रचालन की मुख्य बाधा कुछ लवणों की चक्रवात की दीवारों से चिपक जाने की प्रवृत्ति है।
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क्रॉस माइक्रो-फ़िल्टरेशन
क्रॉस-फ़्लो फ़िल्टर सामान्यतः परिवेशीय परिस्थितियों में क्रॉसफ़्लो फ़िल्टरेशन में देखे जाने वाले तरीके के समान व्यवहार करते हैं: बढ़ी हुई अपरूपण दर और कम द्रव-श्यानता के परिणामस्वरूप निस्यंद संख्या में वृद्धि होती है। क्रॉस-माइक्रोफ़िल्ट्रेशन का उपयोग अवक्षेपित लवणों को ठोस पदार्थों के रूप में पृथक करने के लिए किया जाता है, जिससे कण-पृथक्करण दक्षता आमतौर पर 99.9% से अधिक होती है। गोएमन्सएट अल.[30] ने अतिक्रिटिकल जल से सोडियम नाइट्रेट पृथक्करण का अध्ययन किया। अध्ययन की परिस्थितियों में, सोडियम नाइट्रेट पिघले हुए लवण के रूप में मौजूद था और फ़िल्टर को पार करने में सक्षम था। पृथक्करण क्षमताएँ तापमान के साथ भिन्न थीं, क्योंकि तापमान बढ़ने पर घुलनशीलता घटती है, जो क्रमशः 400°C और 470°C के लिए 40% से 85% के बीच थी। इन कार्यकर्ताओं ने पृथक्करण क्रियाविधि को पिघले हुए लवण के विपरीत, अतिक्रिटिकल विलयन के प्रति निस्पंदन माध्यम की विशिष्ट पारगम्यता के परिणामस्वरूप, उनकी स्पष्ट रूप से भिन्न श्यानताओं के आधार पर समझाया। इसलिए, न केवल अवक्षेपित लवणों को केवल ठोस के रूप में निस्पंदित करना संभव होगा, बल्कि उन निम्न-गलनांक लवणों को भी निस्पंदित करना संभव होगा जो पिघली हुई अवस्था में हैं।
परिचालन संबंधी परेशानियां मुख्य रूप से लवणों द्वारा फिल्टर-संक्षारण के कारण थीं।
कागज़: पुनर्चक्रण और पुनर्चक्रित सामग्री
एमआर दोशी, जेएम डायर, मैटेरियल्स साइंस एंड मैटेरियल्स इंजीनियरिंग में संदर्भ मॉड्यूल, 2016
3.3 सफाई
सफाईकर्मी याहाइड्रोसाइक्लोनदूषित पदार्थों और पानी के बीच घनत्व के अंतर के आधार पर लुगदी से दूषित पदार्थों को हटा दें। इन उपकरणों में शंक्वाकार या बेलनाकार-शंक्वाकार दबाव पोत शामिल होता है जिसमें बड़े व्यास वाले छोर पर लुगदी को स्पर्शरेखा से खिलाया जाता है (चित्र 6)। क्लीनर से गुजरने के दौरान पल्प एक चक्रवात के समान भंवर प्रवाह पैटर्न विकसित करता है। प्रवाह केंद्रीय अक्ष के चारों ओर घूमता है क्योंकि यह इनलेट से दूर और क्लीनर दीवार के अंदर शीर्ष या अंडरफ्लो उद्घाटन की ओर जाता है। जैसे ही शंकु का व्यास घटता है, घूर्णी प्रवाह वेग तेज हो जाता है। शीर्ष छोर के पास छोटे व्यास का उद्घाटन अधिकांश प्रवाह के निर्वहन को रोकता है जो इसके बजाय क्लीनर के मूल में एक आंतरिक भंवर में घूमता है। आंतरिक कोर पर प्रवाह शीर्ष उद्घाटन से दूर बहता है जब तक कि यह क्लीनर के केंद्र में बड़े व्यास के अंत में स्थित भंवर खोजक के माध्यम से निर्वहन नहीं करता है। उच्च घनत्व वाली सामग्री, अपकेन्द्रीय बल के कारण क्लीनर की दीवार पर केंद्रित होकर, शंकु के शीर्ष पर विसर्जित हो जाती है (ब्लिस, 1994, 1997)।
चित्र 6. हाइड्रोसाइक्लोन के भाग, प्रमुख प्रवाह पैटर्न और पृथक्करण प्रवृत्तियाँ।
हटाए जाने वाले प्रदूषकों के घनत्व और आकार के आधार पर क्लीनर को उच्च, मध्यम या निम्न घनत्व में वर्गीकृत किया जाता है। 15 से 50 सेमी (6-20 इंच) व्यास वाले उच्च घनत्व वाले क्लीनर का उपयोग ट्रैम्प मेटल, पेपर क्लिप और स्टेपल को हटाने के लिए किया जाता है और आमतौर पर इसे पल्पर के ठीक बाद रखा जाता है। जैसे-जैसे क्लीनर का व्यास घटता जाता है, छोटे आकार के प्रदूषकों को हटाने में इसकी दक्षता बढ़ती जाती है। व्यावहारिक और आर्थिक कारणों से, 75 मिमी (3 इंच) व्यास वाला साइक्लोन आमतौर पर कागज उद्योग में इस्तेमाल होने वाला सबसे छोटा क्लीनर होता है।
रिवर्स क्लीनर और थ्रूफ़्लो क्लीनर कम घनत्व वाले प्रदूषकों जैसे मोम, पॉलीस्टाइरीन और स्टिकीज़ को हटाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। रिवर्स क्लीनर इसलिए नामित किए गए हैं क्योंकि स्वीकृत धारा क्लीनर के शीर्ष पर एकत्रित होती है जबकि अस्वीकृत धाराएँ ओवरफ़्लो पर बाहर निकलती हैं। थ्रूफ़्लो क्लीनर में, स्वीकृत और अस्वीकृत धाराएँ क्लीनर के एक ही सिरे से बाहर निकलती हैं, जहाँ क्लीनर की दीवार के पास स्थित स्वीकृत धाराएँ, क्लीनर के केंद्र के पास स्थित एक केंद्रीय ट्यूब द्वारा अस्वीकृत धारा से अलग होती हैं, जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है।
चित्र 7. थ्रूफ्लो क्लीनर का योजनाबद्ध चित्र।
1920 और 1930 के दशक में पल्प से रेत निकालने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले सतत अपकेंद्रित्रों का उपयोग हाइड्रोसाइक्लोन के विकास के बाद बंद कर दिया गया। सेंटर टेक्निक डू पेपियर, ग्रेनोबल, फ्रांस में विकसित गायरोक्लीन में एक सिलेंडर होता है जो 1200-1500 आरपीएम पर घूमता है (ब्लिस, 1997; जूलियन सेंट अमांड, 1998, 2002)। अपेक्षाकृत लंबे निवास समय और उच्च अपकेन्द्रीय बल के संयोजन से कम घनत्व वाले प्रदूषकों को क्लीनर के केंद्र में जाने के लिए पर्याप्त समय मिलता है, जहाँ उन्हें केंद्र भंवर निर्वहन के माध्यम से बाहर निकाल दिया जाता है।
एमटी थ्यू, इनसाइक्लोपीडिया ऑफ सेपरेशन साइंस, 2000
सार
यद्यपि ठोस-द्रवहाइड्रोसाइक्लोन20वीं सदी के अधिकांश समय से चली आ रही इस धारणा के बावजूद, संतोषजनक द्रव-द्रव पृथक्करण प्रदर्शन 1980 के दशक तक नहीं आ पाया था। अपतटीय तेल उद्योग को पानी से बारीक विभाजित दूषित तेल को निकालने के लिए सघन, मज़बूत और विश्वसनीय उपकरणों की आवश्यकता थी। यह आवश्यकता एक अत्यंत भिन्न प्रकार के हाइड्रोसाइक्लोन द्वारा पूरी की गई, जिसमें निश्चित रूप से कोई गतिशील भाग नहीं था।
इस आवश्यकता को और अधिक विस्तार से समझाने तथा खनिज प्रसंस्करण में ठोस-द्रव चक्रवाती पृथक्करण के साथ इसकी तुलना करने के बाद, इस कार्य को पूरा करने के लिए पहले स्थापित किए गए उपकरणों की तुलना में हाइड्रोसाइक्लोन द्वारा प्रदान किए गए लाभों को बताया गया है।
पृथक्करण प्रदर्शन मूल्यांकन मानदंडों को फीड संविधान, ऑपरेटर नियंत्रण और आवश्यक ऊर्जा, यानी दबाव में गिरावट और प्रवाह दर के उत्पाद के संदर्भ में प्रदर्शन पर चर्चा करने से पहले सूचीबद्ध किया गया है।
पेट्रोलियम उत्पादन के लिए पर्यावरण, सामग्रियों के लिए कुछ बाधाएँ उत्पन्न करता है, जिनमें कणिकीय अपरदन की समस्या भी शामिल है। प्रयुक्त विशिष्ट सामग्रियों का उल्लेख किया गया है। तेल पृथक्करण संयंत्रों के प्रकारों, पूंजीगत और आवर्ती, दोनों के सापेक्ष लागत आँकड़े दिए गए हैं, हालाँकि स्रोत सीमित हैं। अंत में, आगे के विकास के लिए कुछ संकेत दिए गए हैं, क्योंकि तेल उद्योग समुद्र तल पर या कुएँ की तलहटी में स्थापित उपकरणों पर निर्भर करता है।
नमूनाकरण, नियंत्रण और द्रव्यमान संतुलन
बैरी ए. विल्स, जेम्स ए. फिंच एफआरएससी, एफसीआईएम, पी.इंजी., विल्स मिनरल प्रोसेसिंग टेक्नोलॉजी (आठवां संस्करण), 2016 में
3.7.1 कण आकार का उपयोग
कई इकाइयाँ, जैसेहाइड्रोसाइक्लोनऔर गुरुत्वाकर्षण विभाजक, आकार पृथक्करण की एक डिग्री का उत्पादन करते हैं और कण आकार डेटा का उपयोग द्रव्यमान संतुलन के लिए किया जा सकता है (उदाहरण 3.15)।
उदाहरण 3.15 नोड असंतुलन न्यूनीकरण का एक उदाहरण है; उदाहरण के लिए, यह सामान्यीकृत न्यूनतम वर्ग न्यूनीकरण का प्रारंभिक मान प्रदान करता है। इस ग्राफ़िकल दृष्टिकोण का उपयोग तब किया जा सकता है जब "अतिरिक्त" घटक डेटा हो; उदाहरण 3.9 में इसका उपयोग किया जा सकता था।
उदाहरण 3.15 में साइक्लोन को नोड के रूप में इस्तेमाल किया गया है। दूसरा नोड सम्प है: यह दो इनपुट (ताज़ा फ़ीड और बॉल मिल डिस्चार्ज) और एक आउटपुट (साइक्लोन फ़ीड) का उदाहरण है। इससे एक और द्रव्यमान संतुलन प्राप्त होता है (उदाहरण 3.16)।
अध्याय 9 में हम चक्रवात विभाजन वक्र निर्धारित करने के लिए समायोजित डेटा का उपयोग करके इस पीस सर्किट उदाहरण पर लौटते हैं।
पोस्ट करने का समय: मई-07-2019