Idwosiklòn

Deskripsyon

IdwosiklònYo gen yon fòm kono-silendrik, ak yon antre tanjansyèl nan seksyon silendrik la ak yon sòti nan chak aks. Sòti nan seksyon silendrik la rele detektè vortex la epi li pwolonje nan siklòn nan pou diminye koule kous dirèkteman nan antre a. Nan bout konik la gen dezyèm sòti a, wobinèt la. Pou separasyon gwosè, tou de sòti yo jeneralman ouvè nan atmosfè a. Idwosiklòn yo jeneralman opere vètikalman ak wobinèt la nan bout ki pi ba a, kidonk pwodwi koryas la rele anba-koule a ak pwodwi amann lan, kite detektè vortex la, debòdman an. Figi 1 montre yon fason eskematik karakteristik prensipal koule ak konsepsyon yon tipik...idrosiklònDe toubiyon yo, antre tanjansyèl la ak sòti aksyèl yo. Eksepte rejyon imedya antre tanjansyèl la, mouvman likid ki andedan siklòn nan gen simetri radyal. Si youn oubyen toude sòti yo ouvè sou atmosfè a, yon zòn presyon ba lakòz yon nwayo gaz sou aks vètikal la, andedan toubiyon enteryè a.

Prensip fonksyònman an senp: likid la, ki pote patikil yo an sispansyon, antre nan siklòn nan tanjansyèlman, li fè espiral anba epi li pwodui yon chan santrifij nan yon koule toubiyon lib. Patikil ki pi gwo yo deplase nan likid la pou ale deyò siklòn nan nan yon mouvman espiral, epi yo soti nan wobiyon an ak yon fraksyon nan likid la. Akòz zòn limite wobiyon an, yon toubiyon enteryè, ki vire nan menm direksyon ak toubiyon ekstèn nan men ki koule anlè, etabli epi li kite siklòn nan atravè detektè toubiyon an, li pote pi fò nan likid la ak patikil ki pi rafine yo avè l. Si kapasite wobiyon an depase, nwayo lè a fèmen epi egzeyat wobiyon an chanje soti nan yon espre ki gen fòm parapli pou vin tounen yon 'kòd' epi yon pèt materyèl koryas nan debòdman an.

Dyamèt seksyon silendrik la se varyab prensipal ki afekte gwosè patikil ki ka separe a, byenke dyamèt sòti yo ka chanje endepandamman pou modifye separasyon ki reyalize a. Pandan ke premye travayè yo te fè eksperyans ak siklòn ki piti tankou 5 mm dyamèt, dyamèt idrosiklòn komèsyal yo kounye a varye ant 10 mm ak 2.5 m, ak gwosè separasyon pou patikil ki gen yon dansite 2700 kg m−3 ki se 1.5–300 μm, ki diminye lè dansite patikil la ogmante. Gout presyon fonksyònman an varye ant 10 bar pou ti dyamèt ak 0.5 bar pou gwo inite yo. Pou ogmante kapasite a, plizyè ti...idrosiklònka manifold soti nan yon sèl liy alimantasyon.

Malgre ke prensip operasyon an senp, anpil aspè nan operasyon yo toujou pa byen konprann, epi seleksyon ak prediksyon idrosiklòn pou operasyon endistriyèl yo lajman anpirik.

Klasifikasyon

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., nan Teknoloji Pwosesis Mineral Wills la (Wityèm edisyon), 2016

9.4.3 Idwosiklòn kont ekran

Idwosiklòn yo vin domine klasifikasyon lè y ap fè fas ak gwosè patikil amann nan sikui fanm k'ap pile fèmen (<200 µm). Sepandan, dènye devlopman nan teknoloji ekran (Chapit 8) yo te renouvle enterè nan itilizasyon ekran nan sikui fanm k'ap pile. Ekran yo separe sou baz gwosè epi yo pa dirèkteman enfliyanse pa gaye dansite nan mineral yo manje. Sa ka yon avantaj. Ekran yo pa gen yon fraksyon bypass tou, epi jan Egzanp 9.2 te montre, bypass la 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 idrosiklòn yo te ranplase ak yon Derrick Stack Sizer® (gade Chapit 8) nan sikui fanm k'ap pile a (Dündar et al., 2014). Konfòm ak atant, konpare ak siklòn nan ekran an te gen yon separasyon pi file (pant koub la pi wo) ak yon ti bypass. Yo te rapòte yon ogmantasyon nan kapasite sikui fanm k'ap pile a akòz pi gwo pousantaj kraze apre yo te fin aplike ekran an. Sa te atribiye a eliminasyon kontoune a, ki diminye kantite materyèl amann ki voye tounen nan moulen yo, ki gen tandans pou diminye enpak patikil-patikil.

Sepandan, chanjman an pa yon sèl fason: yon egzanp resan se yon chanjman soti nan ekran pou ale nan siklòn, pou pwofite rediksyon gwosè adisyonèl mineral ki pi dans yo (Sasseville, 2015).

Pwosesis ak konsepsyon metaliji

Eoin H. Macdonald, nan Manyèl Eksplorasyon ak Evalyasyon Lò, 2007

Idwosiklòn

Idwosiklòn yo se inite yo pi pito pou mezire oswa retire labou gwo volim a yon pri abòdab epi paske yo okipe trè ti espas sou planche a oswa anba plafon an. Yo fonksyone pi efikasman lè yo bay yo yon to koule ak yon dansite kaka inifòm epi yo itilize yo endividyèlman oswa an gwoup pou jwenn kapasite total yo vle nan divizyon yo mande yo. Kapasite gwosè yo depann sou fòs santrifij ki pwodui pa gwo vitès koule tanjansyèl nan inite a. Toubiyon prensipal ki fòme pa kaka k ap antre a aji an espiral anba toutotou miray kòn enteryè a. Solid yo voye deyò pa fòs santrifij la pou ke pandan kaka a ap desann dansite li ogmante. Konpozan vètikal vitès la aji anba toupre miray kòn yo epi anlè toupre aks la. Fraksyon labou ki mwens dans ki separe pa santrifij la fòse anlè nan detektè toubiyon an pou l pase nan ouvèti ki nan bout anwo kòn lan. Yon zòn entèmedyè oswa yon anvlòp ant de koule yo gen vitès vètikal zewo epi li separe solid ki pi koryas k ap desann yo ak solid ki pi rafine k ap monte yo. Pi gwo pati nan koule a pase anlè nan toubiyon enteryè ki pi piti a epi fòs santrifij ki pi wo yo pouse pi gwo patikil ki pi rafine yo deyò, sa ki bay yon separasyon ki pi efikas nan gwosè ki pi rafine yo. Patikil sa yo retounen nan toubiyon ekstèn lan epi yo retounen ankò nan aparèy pou bay jig la.

Jewometri ak kondisyon fonksyònman nan modèl koule espiral yon tipikidrosiklònyo dekri nan Fig. 8.13. Varyab operasyonèl yo se dansite kaka, to koule manje a, karakteristik solid yo, presyon antre manje a ak gout presyon nan siklòn nan. Varyab siklòn yo se sifas antre manje a, dyamèt ak longè detektè vortex la, ak dyamèt egzeyat wobinèt la. Valè koyefisyan trennen an afekte tou pa fòm nan; plis yon patikil varye de esferite a, se pi piti faktè fòm li epi se pi gwo rezistans sediman li. Zòn estrès kritik la ka pwolonje rive nan kèk patikil lò ki gen yon gwosè 200 mm, kidonk siveyans atansyon pwosesis klasifikasyon an esansyèl pou diminye resiklaj twòp ak akimilasyon labou ki vin apre a. Nan tan lontan, lè yo pa t bay anpil atansyon sou rekiperasyon 150μNan grenn lò yo, sanble rapò lò ki rete nan fraksyon labou yo te lajman responsab pou pèt lò yo ki te anrejistre jiska 40-60% nan anpil operasyon plasè lò.

Figi 8.14 (Tablo Seleksyon Warman) se yon seleksyon preliminè siklòn pou separasyon nan divès gwosè D50 soti nan 9–18 mikron rive nan 33–76 mikron. Tablo sa a, menm jan ak lòt tablo pèfòmans siklòn, baze sou yon alimantasyon byen kontwole nan yon kalite espesifik. Li sipoze yon kontni solid 2,700 kg/m3 nan dlo kòm yon premye gid pou seleksyon. Siklòn ki gen pi gwo dyamèt yo itilize pou pwodui separasyon ki graj men yo mande gwo volim alimantasyon pou fonksyone byen. Separasyon fen nan gwo volim alimantasyon mande gwoup siklòn ki gen ti dyamèt k ap opere an paralèl. Paramèt konsepsyon final yo pou gwosè pre yo dwe detèmine eksperimantalman, epi li enpòtan pou chwazi yon siklòn nan mitan seri a pou nenpòt ti ajisteman ki ka nesesè ka fèt nan kòmansman operasyon yo.

Siklon CBC (lit sikile) la sipoze klase materyèl lò alivyon jiska 5 mm dyamèt epi jwenn yon jig ki toujou wo nan anba koule a. Separasyon an fèt apeprèD50/150 mikron ki baze sou silica ki gen dansite 2.65. Yo pretann siklòn CBC a patikilyèman fasil pou separe ak jig akòz koub distribisyon gwosè relativman lis li yo ak eliminasyon prèske konplè patikil dechè amann yo. Sepandan, byenke yo pretann sistèm sa a pwodui yon konsantre prensipal mineral lou ekwan ki gen yon bon kalite nan yon sèl pasaj ki soti nan yon materyèl alivyon ki gen yon seri gwosè relativman long (pa egzanp sab mineral), pa gen okenn figi pèfòmans sa yo ki disponib pou materyèl alivyon ki gen lò amann ak lò an flokon. Tablo 8.5 bay done teknik pou AKW.idrosiklònpou pwen koupe ant 30 ak 100 mikron.

Tablo 8.5. Done teknik pou idrosiklòn AKW yo

Kalite (KRS)	Dyamèt (mm)	Gout presyon	Kapasite		Pwen koupe (mikwon)
Kalite (KRS)	Dyamèt (mm)	Gout presyon	Sispansyon (m3/èdtan)	Solid (t/h max).	Pwen koupe (mikwon)
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 teknoloji kominisyon ak klasifikasyon minrè fè

A. Jankovic, nan Minrè Fè, 2015

8.3.3.1 Separatè idrosiklòn

Idwosiklòn nan, ke yo rele tou siklòn, se yon aparèy klasifikasyon ki itilize fòs santrifij pou akselere vitès depozisyon patikil sispansyon yo epi separe patikil yo selon gwosè, fòm ak gravite espesifik. Li lajman itilize nan endistri mineral yo, prensipal itilizasyon li nan pwosesis mineral se kòm yon klasifikatè, ki te pwouve trè efikas nan gwosè separasyon amann. Li lajman itilize nan operasyon fanm k'ap pile sikwi fèmen men li te jwenn anpil lòt itilizasyon, tankou retire lacho, retire sablaj ak epesman.

Yon idrosiklòn tipik (Figi 8.12a) konsiste de yon veso ki gen fòm konik, ouvè nan somè li, oswa anba-koule, ki konekte ak yon seksyon silendrik, ki gen yon antre tanjansyèl pou alimantasyon. Tèt seksyon silendrik la fèmen ak yon plak kote yon tiyo debòdman monte sou aks la pase. Tiyo a pwolonje nan kò siklòn nan pa yon seksyon kout, detachable ke yo rele detektè vortex la, ki anpeche alimantasyon an fè kous dirèk nan debòdman an. Yo entwodui alimantasyon an anba presyon atravè antre tanjansyèl la, ki bay kaka a yon mouvman toubiyon. Sa jenere yon vortex nan siklòn nan, ak yon zòn ba-presyon 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 somè a, men an pati kreye pa lè ki fonn ki soti nan solisyon an nan zòn ba-presyon an. Fòs santrifij la akselere vitès depozisyon patikil yo, kidonk separe patikil yo selon gwosè, fòm, ak gravite espesifik. Patikil ki depoze pi vit yo deplase nan miray siklòn nan, kote vitès la pi ba, epi yo migre nan ouvèti somè a (koule anba). Akòz aksyon fòs trennen an, patikil ki depoze pi dousman yo deplase nan direksyon zòn presyon ki ba a sou aks la epi yo pote yo anlè nan detektè vortex la pou rive nan debòdman an.

Idwosiklòn yo prèske inivèsèlman itilize nan sikwi broyage akòz gwo kapasite yo ak efikasite relatif yo. Yo kapab tou klase sou yon pakèt gwosè patikil (tipikman 5-500 μm), inite dyamèt ki pi piti yo itilize pou yon klasifikasyon ki pi presi. Sepandan, aplikasyon siklòn nan sikwi broyage mayetit ka lakòz operasyon ki pa efikas akòz diferans dansite ki genyen ant mayetit ak mineral dechè yo (silice). Mayetit gen yon dansite espesifik anviwon 5.15, alòske silice gen yon dansite espesifik anviwon 2.7. Nanidrosiklòn, mineral dans yo separe nan yon gwosè koupe ki pi rafine pase mineral ki pi lejè yo. Se poutèt sa, mayetit ki libere a ap konsantre nan anba siklòn nan, sa ki lakòz mayetit la vin twò moulen. Napier-Munn et al. (2005) te note ke relasyon ki genyen ant gwosè koupe ki korije a (d50c) epi dansite patikil la swiv yon ekspresyon nan fòm sa a selon kondisyon koule yo ak lòt faktè:

d50c∝ρs−ρl−n

koteρs se dansite solid yo,ρl se dansite likid la, epinant 0.5 ak 1.0. Sa vle di ke efè dansite mineral la sou pèfòmans siklòn nan ka byen siyifikatif. Pa egzanp, sid50c nan mayetit la se 25 μm, lè sa ad50c patikil silica yo pral 40–65 μm. Figi 8.13 montre koub efikasite klasifikasyon siklòn pou mayetit (Fe3O4) ak silica (SiO2) yo jwenn nan sondaj yon sikwi fanm k'ap pile mayetit nan yon moulen boul endistriyèl. Separasyon gwosè pou silica a pi koryas, ak yond50c pou Fe3O4 se 29 μm, alòske pou SiO2 se 68 μm. Akòz fenomèn sa a, moulen fanm mayetit yo nan sikwi fèmen ak idrosiklòn yo mwens efikas epi yo gen pi ba kapasite konpare ak lòt sikwi fanm metal de baz.

Teknoloji Pwosesis Segondè Presyon: Fondamantal ak Aplikasyon

MJ Cocero PhD, nan Bibliyotèk Chimi Endistriyèl, 2001

Aparèy separasyon solid yo

•

Idwosiklòn

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

Efikasite separasyon pou solid yo depann anpil de gwosè patikil yo ak tanperati a. Efikasite separasyon brit ki toupre 80% ka atenn pou silica ak tanperati ki pi wo pase 300°C, alòske nan menm seri tanperati a, efikasite separasyon brit pou patikil zirkon ki pi dans yo pi gran pase 99% [29].

Prensipal andikap fonksyònman idrosiklòn se tandans kèk sèl genyen pou kole sou mi siklòn nan.

•

Mikwofiltrasyon kwaze

Filtè kwa-koule yo konpòte yo menm jan ak sa yo obsève nòmalman nan filtrasyon kwa-koule anba kondisyon anbyen: ogmantasyon nan vitès tayisman ak rediksyon nan viskozite likid lakòz yon ogmantasyon nan kantite filtrat. Yo te aplike mikwofiltrasyon kwa-a nan separasyon sèl presipite kòm solid, sa ki bay efikasite separasyon patikil ki tipikman depase 99.9%. Goemanset al.[30] te etidye separasyon nitrat sodyòm nan dlo superkritik. Nan kondisyon etid la, nitrat sodyòm te prezan kòm sèl fonn epi li te kapab travèse filtè a. Yo te jwenn efikasite separasyon ki te varye avèk tanperati a, piske solubilite a diminye lè tanperati a ogmante, sòti ant 40% ak 85%, pou 400 °C ak 470 °C, respektivman. Chèchè sa yo te eksplike mekanis separasyon an kòm yon konsekans yon pèmeyabilite diferan nan medyòm filtraj la anvè solisyon superkritik la, kontrèman ak sèl fonn lan, ki baze sou viskozite klèman diferan yo. Se poutèt sa, li ta posib non sèlman pou filtre sèl presipite yo sèlman kòm solid, men tou pou filtre sèl ki gen pwen fizyon ba ki nan yon eta fonn.

Pwoblèm fonksyònman yo te sitou akòz korozyon filtè a 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

Moun k ap netwaye oswaidrosiklònRetire kontaminan yo nan kaka papye a dapre diferans dansite ki genyen ant kontaminan an ak dlo a. Aparèy sa yo konpoze de veso presyon konik oswa silendrik-konik kote yo mete kaka papye a tanjansyèlman nan bout ki gen gwo dyamèt la (Figi 6). Pandan l ap pase nan aparèy netwayaj la, kaka papye a devlope yon modèl koule toubiyon, menm jan ak yon siklòn. Koule a vire toutotou aks santral la pandan l ap pase lwen antre a epi l ap ale nan direksyon somè a, oswa ouvèti koule anba a, sou anndan miray aparèy netwayaj la. Vitès koule wotasyon an akselere pandan dyamèt kòn lan diminye. Toupre bout somè a, ouvèti ki gen ti dyamèt la anpeche pifò koule a koule, ki olye de sa vire nan yon toubiyon enteryè nan nwayo aparèy netwayaj la. Koule a nan nwayo enteryè a koule lwen ouvèti somè a jiskaske li pase nan detektè toubiyon an, ki sitiye nan bout ki gen gwo dyamèt la nan sant aparèy netwayaj la. Materyèl ki gen pi gwo dansite a, ki te konsantre sou miray aparèy netwayaj la akòz fòs santrifij, li pase nan somè kòn lan (Bliss, 1994, 1997).

Yo klase pwodui netwayaj yo kòm dansite wo, mwayen, oswa ba selon dansite ak gwosè kontaminan y ap retire yo. Yo itilize yon pwodui netwayaj dansite wo, ak yon dyamèt ki varye ant 15 a 50 cm (6-20 pous) pou retire metal ki pa sèvi, klip papye, ak agraf epi yo anjeneral mete l touswit apre machin pou fè papye a. Ofiramezi dyamèt pwodui netwayaj la diminye, efikasite li nan retire ti kontaminan yo ogmante. Pou rezon pratik ak ekonomik, siklòn 75 mm (3 pous) an dyamèt se jeneralman pi piti pwodui netwayaj yo itilize nan endistri papye a.

Netwayaj envès ak netwayaj koule dirèk yo fèt pou retire kontaminan ki gen ti dansite tankou sir, polistirèn, ak bagay kolan. Yo rele netwayaj envès yo konsa paske kouran materyèl aksepte yo kolekte nan somè netwayaj la pandan ke materyèl rejè yo soti nan debòdman an. Nan netwayaj koule dirèk la, materyèl aksepte yo ak materyèl rejè yo soti nan menm bout netwayaj la, ak materyèl aksepte yo toupre miray netwayaj la separe de materyèl rejè yo pa yon tib santral toupre nwayo netwayaj la, jan yo montre nan Figi 7.

Santrifij kontinyèl yo te itilize nan ane 1920 ak 1930 yo pou retire sab nan kaka papye yo te sispann apre devlopman idrosiklòn yo. Gyroclean an, devlope nan Centre Technique du Papier, Grenoble, Frans, konsiste de yon silenn ki vire a 1200–1500 rpm (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). Konbinezon tan rezidans relativman long ak fòs santrifij ki wo pèmèt kontaminan ki gen yon dansite ki ba ase tan pou yo migre nan nwayo aparèy pou netwaye a kote yo rejte yo atravè egzeyat toubiyon santral la.

MT Thew, nan Ansiklopedi Syans Separasyon, 2000

Sinopsis

Malgre ke solid-likid laidrosiklònte etabli pou pi fò nan 20yèm syèk la, pèfòmans separasyon likid-likid satisfezan pa te rive jiskaske ane 1980 yo. Endistri petwòl lanmè a te bezwen ekipman kontra enfòmèl ant, solid ak fyab pou retire lwil kontaminan byen divize nan dlo. Bezwen sa a te satisfè pa yon kalite idrosiklòn ki te siyifikativman diferan, ki natirèlman pa t gen okenn pati k ap deplase.

Apre yo fin eksplike nesesite sa a pi byen epi konpare l ak separasyon siklonik solid-likid nan pwosesis mineral, yo bay avantaj idrosiklòn nan te bay sou kalite ekipman ki te enstale anvan pou satisfè devwa sa a.

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

Anviwònman pwodiksyon petwòl la fikse kèk limit pou materyèl yo, e sa gen ladan pwoblèm ewozyon patikil yo. Yo mansyone materyèl tipik yo itilize yo. Yo prezante done sou pri relatif pou kalite plant separasyon lwil, ni kapital ni rekiran, byenke sous yo ra. Finalman, yo dekri kèk pwen pou plis devlopman, pandan endistri petwòl la ap chèche ekipman ki enstale nan fon lanmè a oswa menm nan fon pi a.

Echantiyonaj, Kontwòl, ak Balansaj Mas

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., nan Teknoloji Pwosesis Mineral Wills la (Wityèm edisyon), 2016

3.7.1 Itilizasyon Gwosè Patikil

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

Egzanp 3.15 la se yon egzanp minimizasyon dezekilib ne; li bay, pa egzanp, valè inisyal la pou minimizasyon kare minim jeneralize a. Apwòch grafik sa a ka itilize chak fwa gen done konpozan "anplis"; nan Egzanp 3.9 la li te ka itilize.

Egzanp 3.15 la itilize siklòn nan kòm ne. Yon dezyèm ne se puisin nan: sa a se yon egzanp 2 antre (alimantasyon fre ak egzeyat moulen boul) ak yon sòti (alimantasyon siklòn). Sa bay yon lòt balans mas (Egzanp 3.16).

Nan chapit 9 la, nou retounen sou egzanp sikwi fanm k'ap pile sa a lè nou itilize done ajiste pou detèmine koub patisyon siklòn nan.

Dat piblikasyon: 7 me 2019