Hydrocyclones

Deskripsyon

Hydrocyclonesyo gen fòm kono-silendrik, ak yon inlet manje tanjansyèl nan seksyon an silendrik ak yon priz nan chak aks. Yo rele priz la nan seksyon silendrik la toubiyon ak pwolonje nan siklòn nan diminye koule kout-sikwi ki sòti dirèkteman nan inlet la. Nan fen konik la se dezyèm priz la, spigot la. Pou separasyon gwosè, tou de plòg yo jeneralman ouvè nan atmosfè a. Hydrocyclones yo jeneralman opere vètikal ak pikèt la nan fen ki pi ba, pakonsekan pwodwi a koryas yo rele underflow la ak pwodwi a amann, kite rechèch la vortex, debòde la. Figi 1 montre schématik koule prensipal la ak karakteristik konsepsyon yon tipikidrosiklòn: de toubiyon yo, inlet manje tanjansyèl la ak plòg axial yo. Eksepte pou rejyon imedya inlet tanjansyèl la, mouvman likid nan siklòn nan gen simetri radial. Si youn oswa toude priz yo louvri nan atmosfè a, yon zòn presyon ba lakòz yon nwayo gaz sou aks vètikal la, andedan toubiyon anndan an.

Prensip fonksyònman an se senp: likid la, pote patikil yo sispann, antre nan siklòn nan tanjansyèl, espiral anba epi pwodui yon jaden santrifujeur nan koule vortex gratis. Patikil ki pi gwo deplase nan likid la ale deyò nan siklòn nan nan yon mouvman espiral, epi sòti nan grif la ak yon fraksyon nan likid la. Akòz zòn nan limite nan spigot la, yon toubiyon enteryè, wotasyon nan menm direksyon an ak toubiyon ekstèn lan men ap koule tankou dlo anlè, etabli epi li kite siklòn nan nan rechèch la vortex, pote pi fò nan patikil yo likid ak pi rafine ak li. Si kapasite grif la depase, nwayo lè a fèmen epi egzeyat spigot la chanje soti nan yon espre ki gen fòm parapli nan yon 'kòd' ak yon pèt materyèl koryas nan debòde la.

Dyamèt seksyon silendrik la se pi gwo varyab ki afekte gwosè patikil ki ka separe, byenke dyamèt priz yo ka chanje poukont pou chanje separasyon yo reyalize. Pandan ke travayè bonè yo te fè eksperyans ak siklòn osi piti ke 5 mm dyamèt, dyamèt idrosiklòn komèsyal yo kounye a varye ant 10 mm ak 2.5 m, ak gwosè separe pou patikil nan dansite 2700 kg m-3 nan 1.5-300 μm, diminye ak ogmante dansite patikil. Fonksyònman gout presyon varye ant 10 bar pou ti dyamèt ak 0.5 bar pou gwo inite yo. Pou ogmante kapasite, plizyè tiidrosiklònka manifolded soti nan yon liy manje sèl.

Malgre ke prensip la nan operasyon se senp, anpil aspè nan operasyon yo yo toujou mal konprann, ak seleksyon idrosiklòn ak prediksyon pou operasyon endistriyèl yo lajman anpirik.

Klasifikasyon

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., nan Wills' Mineral Processing Technology (wityèm edisyon), 2016

9.4.3 Hydrocyclones kont ekran

Idwosiklòn yo te vin domine klasifikasyon lè yo fè fas ak gwosè patikil amann nan sikui fèmen fanm k'ap pile (<200 µm). Sepandan, dènye devlopman nan teknoloji ekran (Chapit 8) te renouvle enterè nan itilize ekran nan sikui fanm k'ap pile. Ekran separe sou baz gwosè epi yo pa dirèkteman enfliyanse pa dansite gaye nan mineral yo manje. Sa a kapab yon avantaj. Ekran yo tou pa gen yon fraksyon kontoune, e jan Egzanp 9.2 te montre, kontoune ka byen gwo (plis pase 30% nan ka sa a). Figi 9.8 montre yon egzanp diferans nan koub patisyon pou siklòn ak ekran. Done yo soti nan konsantratè El Brocal nan Perou ak evalyasyon anvan ak apre yo te ranplase hydrocyclones yo ak yon Derrick Stack Sizer® (gade Chapit 8) nan kous la fanm k'ap pile (Dündar et al., 2014). Konfòm ak atant, konpare ak siklòn ekran an te gen yon separasyon pi file (pant koub pi wo) ak ti kras kontoune. Yo te rapòte yon ogmantasyon nan kapasite sikwi fanm k'ap pile akòz pi gwo pousantaj rupture apre aplikasyon ekran an. Sa a te atribiye a eliminasyon an nan kontoune a, diminye kantite materyèl amann voye tounen nan moulen yo fanm k'ap pile ki gen tandans kousen enpak patikil-patikil.

Chanjman se pa yon sèl fason, sepandan: yon egzanp resan se yon switch soti nan ekran nan siklòn, yo pran avantaj de rediksyon nan gwosè adisyonèl nan mineral yo ki pi dans (Sasseville, 2015).

Pwosesis metaliji ak konsepsyon

Eoin H. Macdonald, nan Handbook of Gold Exploration and Evaluation, 2007

Hydrocyclones

Idwosiklòn yo se inite pi pito pou dimensionnement oswa desliming gwo volim sispansyon bon mache epi paske yo okipe anpil espas etaj oswa espas. Yo opere pi efikas lè yo manje nan yon pousantaj koule menm ak dansite kaka epi yo itilize endividyèlman oswa an grap pou jwenn kapasite total vle nan divize yo mande yo. Kapasite gwosè depann sou fòs santrifujeur ki te pwodwi pa gwo vitès koule tanjansyèl nan inite a. Toubiyon prensipal ki fòme pa sispansyon ki fèk ap rantre a aji espiral anba alantou miray anndan kòn lan. Solid yo jete deyò pa fòs santrifujeur pou ke kòm kaka a deplase desann dansite li yo ogmante. Konpozan vètikal nan vitès la aji anba tou pre mi kòn yo ak anwo tou pre aks la. Fraksyon limon ki pi piti nan santrifujeur separe an fòse anlè atravè rechèch vortex la pou pase nan ouvèti ki nan fen anwo kòn lan. Yon zòn entèmedyè oswa anvlòp ant de koule yo gen zewo vitès vètikal epi li separe solid ki pi gra ki deplase anba ak solid ki pi ra k ap deplase anlè. Èstime nan koule a pase anwo nan pi piti toubiyon anndan an ak pi gwo fòs santrifujeur jete pi gwo nan patikil yo pi byen deyò konsa bay yon separasyon pi efikas nan gwosè yo pi rafine. Patikil sa yo retounen nan toubiyon ekstèn lan epi rapòte yon lòt fwa ankò nan manje jig la.

Jeyometri ak kondisyon fonksyònman nan modèl koule espiral yon tipikidrosiklònyo dekri nan Fig. 8.13. Varyab operasyonèl yo se dansite kaka, pousantaj koule manje, karakteristik solid, presyon inlet manje ak gout presyon nan siklòn la. Varyab siklòn yo se zòn nan inlet manje, dyamèt rechèch toubiyon ak longè, ak dyamèt egzeyat spigot. Valè koyefisyan trennen an tou afekte pa fòm; plis yon patikil varye de sphericity se pi piti faktè fòm li yo ak pi gwo rezistans detant li yo. Zòn estrès kritik la ka pwolonje nan kèk patikil lò ki laj 200 mm nan gwosè ak siveyans atansyon nan pwosesis la klasifikasyon se konsa esansyèl nan diminye resiklaj twòp ak ki kapab lakòz bati moute nan slimes. Istorikman, lè yo te bay ti atansyon sou rekiperasyon an nan 150μm grenn lò, ranpòte lò nan fraksyon limon yo sanble te responsab pèt lò ki te anrejistre jiska 40–60% nan anpil operasyon plase lò.

Figi 8.14 (Warman Selection Chart) se yon seleksyon preliminè siklòn pou separe nan divès gwosè D50 soti nan 9-18 mikron jiska 33-76 mikron. Tablo sa a, menm jan ak lòt tablo sa yo nan pèfòmans siklòn, baze sou yon manje byen kontwole nan yon kalite espesifik. Li sipoze yon kontni solid nan 2,700 kg/m3 nan dlo kòm yon premye gid nan seleksyon. Siklòn ki pi gwo dyamèt yo itilize pou pwodwi separasyon koryas men yo mande volim manje ki wo pou fonksyone apwopriye. Separasyon amann nan volim manje segondè mande pou grap siklòn ti dyamèt ki opere an paralèl. Paramèt konsepsyon final yo pou gwosè fèmen yo dwe detèmine eksperimantal, epi li enpòtan pou chwazi yon siklòn alantou mitan seri a pou nenpòt ki ajisteman minè ki ka nesesè yo ka fè nan kòmansman operasyon yo.

Siklòn CBC (ki sikile kabann) te reklame pou klasifye materyèl manje lò alluvion jiska 5 mm dyamèt epi jwenn yon manje jij ki wo toujou soti nan underflow la. Separasyon pran plas nan apeprèD50/150 mikron ki baze sou silica dansite 2.65. Siklòn CBC underflow la reklame yo dwe patikilyèman fasil pou separasyon jig paske nan koub distribisyon gwosè relativman lis li yo ak retire prèske nèt nan patikil fatra amann. Sepandan, byenke sistèm sa a te deklare ke yo pwodui yon konsantre prensipal segondè nan mineral equant lou nan yon sèl pas soti nan yon ranje gwosè relativman long (egzanp sab mineral), pa gen okenn figi pèfòmans sa yo ki disponib pou materyèl manje alluvion ki gen lò amann ak ekaye. . Tablo 8.5 bay done teknik pou AKWidrosiklònpou pwen koupe ant 30 ak 100 mikron.

Tablo 8.5. Done teknik pou AKW hydrocyclones

Kalite (KRS)	Dyamèt (mm)	Gout presyon	Kapasite		Pwen koupe (mikwòn)
Kalite (KRS)	Dyamèt (mm)	Gout presyon	Sispansyon (m3/hr)	Solid (t/h max).	Pwen koupe (mikwòn)
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

Devlopman nan minrè fè ak teknoloji klasifikasyon

A. Jankovic, nan Iron Ore, 2015

8.3.3.1 Separatè Hydrocyclone

Idwosiklòn la, ki rele tou siklòn, se yon aparèy klasifikasyon ki itilize fòs santrifujeur pou akselere pousantaj detant slurryparticles ak patikil separe dapre gwosè, fòm ak gravite espesifik. Li se lajman ki itilize nan endistri a mineral, ak itilizasyon prensipal li nan pwosesis mineral yo te kòm yon klasifikasyon, ki te pwouve trè efikas nan gwosè separasyon amann. Li se anpil itilize nan operasyon sikwi fèmen fanm k'ap pile men li te jwenn anpil lòt itilizasyon, tankou desliming, degritting, ak epesman.

Yon idrosiklòn tipik (Figi 8.12a) konsiste de yon veso ki gen fòm konik, ki louvri nan somè li, oswa anba koule, ansanm ak yon seksyon silendrik, ki gen yon antre tanjansyèl. Tèt la nan seksyon silendrik la fèmen ak yon plak nan ki pase yon tiyo axial monte debòde. Tiyo a pwolonje nan kò siklòn la pa yon seksyon kout, detachable ke yo rekonèt kòm chèche vortex la, ki anpeche kout-sikwi nan manje dirèkteman nan debòde la. Se manje a prezante anba presyon nan antre tanjansyèl la, ki bay yon mouvman toubiyon nan kaka a. Sa a jenere yon toubiyon nan siklòn nan, ak yon zòn presyon ba sou aks vètikal la, jan yo montre nan Figi 8.12b. Yon nwayo lè devlope sou aks la, nòmalman konekte ak atmosfè a atravè ouvèti apex la, men an pati ki te kreye pa lè ki fonn ki soti nan solisyon nan zòn presyon ki ba. Fòs santrifujeur la akselere pousantaj detant patikil yo, kidonk separe patikil yo dapre gwosè, fòm, ak gravite espesifik. Pi vit patikil rezoud deplase nan miray la nan siklòn lan, kote vitès la pi ba, epi imigre nan ouvèti a apex (sounderflow). Akòz aksyon fòs trennen an, patikil ki pi dousman yo ap deplase nan direksyon zòn presyon ki ba sou aks la epi yo pote anlè atravè rechèch vortex la nan debòde la.

Hydrocyclones yo prèske inivèsèl itilize nan sikui fanm k'ap pile paske nan gwo kapasite yo ak efikasite relatif. Yo kapab tou klase sou yon pakèt gwosè patikil (tipikman 5-500 μm), inite dyamèt ki pi piti yo te itilize pou pi rafine klasifikasyon. Sepandan, aplikasyon siklòn nan sikui fanm k'ap pile mayetit ka lakòz operasyon efikas akòz diferans nan dansite ant mayetit ak mineral fatra (silik). Magnetite gen yon dansite espesifik apeprè 5.15, pandan y ap silica gen yon dansite espesifik apeprè 2.7. Nanidrosiklòn, mineral dans separe nan yon gwosè koupe pi rafine pase mineral pi lejè. Se poutèt sa, mayetit libere yo te konsantre nan underflow siklòn la, ak konsekan overgrinding nan mayetit la. Napier-Munn et al. (2005) te note ke relasyon ki genyen ant gwosè koupe korije a (d50c) ak dansite patikil swiv yon ekspresyon fòm sa a depann sou kondisyon koule ak lòt faktè:

d50c∝ρs−ρl−n

koteρs se dansite solid,ρl se dansite likid la, aknse ant 0.5 ak 1.0. Sa vle di ke efè dansite mineral sou pèfòmans siklòn ka byen enpòtan. Pou egzanp, si lad50c nan mayetit la se 25 μm, Lè sa a, lad50c nan patikil silica pral 40-65 μm. Figi 8.13 montre koub efikasite klasifikasyon siklòn pou mayetit (Fe3O4) ak silica (SiO2) jwenn nan sondaj la nan yon sikwi moulen boul endistriyèl mayetit fanm k'ap pile. Separasyon nan gwosè pou silica se pi koryas, ak yond50c pou Fe3O4 de 29 μm, pandan ke pou SiO2 se 68 μm. Akòz fenomèn sa a, moulen mayetit fanm k'ap pile nan sikui fèmen ak idrosiklòn yo mwens efikas epi yo gen pi ba kapasite konpare ak lòt sikui baz metalore fanm k'ap pile.

Teknoloji Pwosesis Presyon wo: Fondamantal ak Aplikasyon

MJ Cocero PhD, nan Bibliyotèk Chimi Endistriyèl, 2001

Solid-separasyon aparèy

•

Hydrocyclone

Sa a se youn nan kalite ki pi senp nan separasyon solid. Li se yon aparèy separasyon segondè-efikasite epi yo ka itilize efektivman retire solid nan tanperati ki wo ak presyon. Li se ekonomik paske li pa gen okenn pati k ap deplase epi li mande pou ti antretyen.

Efikasite separasyon an pou solid se yon fonksyon fò nan gwosè a patikil ak tanperati. Efikasite separasyon brit tou pre 80% yo ka reyalize pou silica ak tanperati ki pi wo a 300 ° C, pandan y ap nan menm ranje tanperati a, efikasite separasyon brit pou patikil zirkon pi dans yo pi gran pase 99% [29].

Andikap prensipal la nan operasyon idrosiklòn se tandans kèk sèl pou konfòme yo ak mi siklòn yo.

•

Kwa mikwo-filtrasyon

Filtè kwa-koule konpòte yo nan yon fason ki sanble ak sa ki nòmalman obsève nan filtraj kwaze nan kondisyon anbyen: ogmante pousantaj taye ak redwi likid-viskozite rezilta nan yon kantite filtraj ogmante. Kwa-mikrofiltrasyon yo te aplike nan separasyon an nan sèl presipite kòm solid, bay efikasite patikil-separasyon tipikman depase 99.9%. Goemanset al.[30] etidye separasyon nitrat sodyòm ak dlo superkritik. Anba kondisyon yo nan etid la, nitrat sodyòm te prezan kòm sèl la fonn e li te kapab travèse filtè a. Separasyon efikasite yo te jwenn ki varye ak tanperati a, depi solubility la diminye kòm tanperati a ogmante, sòti ant 40% ak 85%, pou 400 °C ak 470 °C, respektivman. Travayè sa yo te eksplike mekanis separasyon an kòm yon konsekans yon pèmeyabilite diferan nan mwayen filtraj la nan direksyon pou solisyon an superkritik, kòm opoze a sèl la fonn, ki baze sou viskozite klèman diferan yo. Se poutèt sa, li ta posib pa sèlman filtre sèl presipite jis kòm solid, men tou pou filtre sèl sa yo ki ba-pwen k ap fonn ki nan yon eta fonn.

Pwoblèm fonksyònman yo te sitou akòz filtre-korozyon pa sèl yo.

Papye: Resiklaj ak materyèl resikle

MR Doshi, JM Dyer, nan Modil Referans nan Syans Materyèl ak Jeni Materyèl, 2016

3.3 Netwayaj

Netwayaj oswaidrosiklònretire kontaminan nan kaka ki baze sou diferans dansite ant kontaminan an ak dlo. Aparèy sa yo konpoze de veso presyon kon oswa silendrik-konik nan ki kaka yo manje tanjansyèlman nan fen gwo dyamèt (Figi 6). Pandan pasaj nan cleaner la kaka a devlope yon modèl koule vortex, menm jan ak sa ki nan yon siklòn. Koule a vire toutotou aks santral la pandan li pase lwen inlet la ak nan direksyon apex la, oswa ouvèti underflow, sou andedan miray la cleaner. Vitès koule wotasyon an akselere kòm dyamèt kòn lan diminye. Toupre pwent apex ti dyamèt ouvèti a anpeche egzeyat pi fò nan koule a ki olye de vire nan yon toubiyon enteryè nan nwayo cleaner la. Koule a nan nwayo enteryè flowsaway soti nan ouvèti a apex jiskaske li dechaje nan rechèch la toubiyon, ki chita nan fen nan gwo dyamèt nan sant la nan cleaner la. Materyèl ki pi wo dansite a, ki te konsantre nan miray netwayaj la akòz fòs santrifujeur, se egzeyate nan somè kòn lan (Bliss, 1994, 1997).

Netwayaj yo klase kòm dansite segondè, mwayen oswa ba selon dansite ak gwosè kontaminan yo retire. Yo itilize yon pwodui netwayaj ki gen gwo dansite, ak dyamèt ki varye ant 15 ak 50 cm (6-20 pous) pou retire metal vagabon, klip papye, ak diskontinu epi li anjeneral pozisyone imedyatman apre pulper la. Kòm dyamèt la cleaner diminye, efikasite li nan retire ti kontaminan gwosè ogmante. Pou rezon pratik ak ekonomik, siklòn an dyamèt 75-mm (3 pous) se jeneralman pi piti cleaner yo itilize nan endistri papye a.

Netwayaj ranvèse ak pwodui netwayaj koule yo fèt pou retire kontaminan ki ba dansite tankou sir, polystyrène, ak stickies. Netwayaj ranvèse yo rele konsa paske kouran an aksepte yo kolekte nan apex cleaner a pandan y ap rejte yo sòti nan debòde la. Nan netwayaj la koule, aksepte ak rejte sòti nan menm fen netwayaj la, ak aksepte tou pre miray la cleaner separe de rejte yo pa yon tib santral tou pre nwayo netwayaj la, jan yo montre nan Figi 7.

Santrifij kontinyèl yo te itilize nan ane 1920 yo ak ane 1930 yo pou retire sab nan kaka yo te sispann apre devlopman idrosiklòn yo. Gyroclean, devlope nan Centre Technique du Papier, Grenoble, Frans, konsiste de yon silenn ki wotasyon nan 1200-1500 rpm (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). Konbinezon tan rezidans relativman long ak gwo fòs santrifujeur pèmèt kontaminan dansite ki ba ase tan pou emigre nan nwayo netwayaj la kote yo rejte atravè egzeyat vortex sant la.

MT Thew, nan Ansiklopedi Syans Separasyon, 2000

Rezime

Menm si solid-likid laidrosiklònte etabli pou pi fò nan 20yèm syèk la, pèfòmans satisfezan separasyon likid-likid pa t 'rive jiska ane 1980 yo. Endistri lwil oliv lanmè a te gen yon bezwen pou kontra enfòmèl ant, gaya ak serye ekipman pou retire tise byen divize lwil kontaminan nan dlo. Bezwen sa a te satisfè pa yon kalite siyifikativman diferan nan idrosiklòn, ki nan kou pa te gen okenn pati k ap deplase.

Apre yo fin eksplike bezwen sa a pi byen epi konpare li ak separasyon solid-likid siklòn nan pwosesis mineral, avantaj ki genyen idrosiklòn nan konfere sou kalite ekipman enstale pi bonè satisfè devwa a.

Kritè evalyasyon pèfòmans separasyon yo ki nan lis anvan yo diskite sou pèfòmans an tèm de konstitisyon manje, kontwòl operatè ak enèji ki nesesè, sa vle di pwodwi gout presyon ak debit.

Anviwònman pou pwodiksyon petwòl mete kèk kontrent pou materyèl e sa enkli pwoblèm ewozyon patikil yo. Materyèl tipik yo itilize yo mansyone. Done pri relatif pou kalite plant separasyon lwil oliv, tou de kapital ak renouvlab, yo dekri, menm si sous yo ra. Finalman, yo dekri kèk konsèy sou plis devlopman, kòm endistri lwil oliv la sanble ekipman enstale sou kabann lan lanmè oswa menm nan pati anba a nan twou a.

Echantiyon, Kontwòl, ak Balanse Mass

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., nan Wills' Mineral Processing Technology (wityèm edisyon), 2016

3.7.1 Itilizasyon Gwosè Patikil

Anpil inite, tankouidrosiklònak separasyon gravite, pwodui yon degre separasyon gwosè ak done gwosè patikil yo ka itilize pou balanse mas (Egzanp 3.15).

Egzanp 3.15 se yon egzanp minimize dezekilib ne; li bay, pou egzanp, valè inisyal la pou minimize jeneralize piti kare yo. Apwòch grafik sa a ka itilize chak fwa gen done eleman "depase"; nan Egzanp 3.9 li te kapab itilize.

Egzanp 3.15 sèvi ak siklòn nan kòm ne. Yon dezyèm ne se sip la: sa a se yon egzanp 2 entrées (fre manje ak boul milldischarge) ak yon pwodiksyon (siklòn manje). Sa a bay yon lòt balans mas (Egzanp 3.16).

Nan chapit 9 nou retounen nan egzanp sikwi fanm k'ap pile sa a lè l sèvi avèk done ajiste pou detèmine koub patisyon siklòn lan.

Tan poste: Me-07-2019