ハイドロサイクロン

ハイドロサイクロン形状のコノシルインドリカルで、円筒形のセクションに接線方向の供給入口と各軸に出口があります。円筒形セクションのアウトレットは渦ファインダーと呼ばれ、サイクロンに伸びて、入口から直接短絡流を減らします。円錐形の端には、2番目のアウトレット、スピゴットがあります。サイズの分離のために、両方のコンセントは一般的に大気に開かれています。ハイドロシクロンは一般に垂直に垂直に動作し、下端にスピゴットがあるため、粗い製品はアンダーフローと細かい製品と呼ばれ、渦発見者のオーバーフローを残します。図1は、典型的な主要な流れと設計の特徴を概略的に示していますハイドロシクロン：2つの渦、接線飼料入口と軸方向のアウトレット。接線入口の直接領域を除き、サイクロン内の流体運動には放射状の対称性があります。片方または両方のアウトレットが大気に開放されている場合、低圧ゾーンは内側の渦の内側の垂直軸に沿ってガスコアを引き起こします。

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図1。ハイドロシクロンの主要な特徴。

閉じた研削回路（<200 µm）で微粒子サイズを扱うとき、ハイドロサイクロンは分類を支配するようになりました。ただし、最近のスクリーンテクノロジー（第8章）は、粉砕回路でスクリーンを使用することに関心を高めています。画面はサイズに基づいて分離し、飼料鉱物の密度広がりに直接影響を受けるものではありません。これが利点になる可能性があります。また、画面にはバイパス画分がありません。例9.2が示しているように、バイパスは非常に大きくなる可能性があります（その場合は30％以上）。図9.8は、サイクロンやスクリーンのパーティション曲線の違いの例を測定します。データはペルーのエルブーカルコンセントレーターからのものであり、ハイドロサイクロンが粉砕回路（Dündaret al。、2014）のDerrickStackSizer®（第8章を参照）に置き換えられた前後の評価があります。予想と一致して、サイクロンと比較して、スクリーンはより鋭い分離（曲線の勾配が高くなっています）とバイパスがほとんどありませんでした。画面を実装した後の破損率が高いため、研削回路容量の増加が報告されました。これは、バイパスの除去に起因しており、粉砕Millswhichに送り返される細かい材料の量を減らすと、粒子と粒子の衝撃が緩和される傾向があります。

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図9.8。 El Brocal Concentatorの研削回路のサイクロンとスクリーンのパーティション曲線。

（Dündaret al。（2014）からの適応）

典型的なスパイラルフローパターン内のジオメトリと動作条件ハイドロシクロン図8.13に説明します。動作変数は、パルプ密度、飼料流量、固体特性、飼料入口圧力、サイクロンを通る圧力低下です。サイクロン変数は、飼料入口、渦ファインダーの直径と長さ、および棘の排出直径の面積です。抗力係数の値も形状の影響を受けます。粒子が球状から変化するほど、その形状係数は小さく、沈降抵抗が大きくなります。臨界ストレスゾーンは、サイズが200 mmの金粒子に拡張される可能性があり、分類プロセスの慎重な監視が過度のリサイクルと結果として生じるスライムの蓄積を減らすために不可欠です。歴史的に、150の回復にほとんど注意が払われたときμMゴールドグレイン、スライム画分における金の持ち越しは、多くの金プレーザー作業で40〜60％と記録された金の損失の主な原因であるように見えます。

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8.13。ヒドロシクロンの通常のジオメトリと動作条件。

図8.14（Warman Selection Chart）は、9〜18ミクロンから33〜76ミクロンまでのさまざまなD50サイジングで分離するためのサイクロンの予備選択です。このチャートは、サイクロン性能の他のチャートと同様に、特定のタイプの慎重に制御された飼料に基づいています。選択の最初のガイドとして、水中の2,700 kg/m3の固体含有量を想定しています。より大きな直径のサイクロンは、粗い分離を生成するために使用されますが、適切な機能のために高供給量が必要です。高供給容積での細かい分離には、並行して動作する小径サイクロンのクラスターが必要です。緊密なサイジングのための最終的な設計パラメーターは実験的に決定する必要があり、範囲の中央にサイクロンを選択して、操作の開始時に必要なマイナーな調整を行うことができるようにすることが重要です。

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8.14。ウォーマン予備選考チャート。

CBC（循環ベッド）サイクロンは、直径5 mmの沖積金飼料材料を分類し、アンダーフローから一貫して高いジグフィードを取得すると主張されています。分離はおよそで行われますD密度2.65のシリカに基づく50/150ミクロン。 CBCサイクロンのアンダーフローは、比較的滑らかなサイズ分布曲線と細かい廃棄物粒子のほぼ完全な除去のために、ジグ分離に特に適していると主張されています。ただし、このシステムは、比較的長いサイズの範囲飼料（ミネラルサンドなど）からの1つのパスで高品質の大量鉱物の一次濃縮物を生成すると主張されていますが、そのようなパフォーマンスの数値は、細かくてフレーク状の金を含む沖積飼料材料には利用できません。表8.5は、AKWの技術データを取得しますハイドロサイクロン30〜100ミクロンのカットオフポイントの場合。

典型的なヒドロシクロン（図8.12a）は、その頂点またはアンダーフローで開いている円錐形の形状の容器で構成され、接線のフィードインレットを備えた円筒形のセクションに結合されています。円筒形のセクションの上部は、軸方向に取り付けられたオーバーフローパイプを通過するプレートで閉じられています。パイプは、渦ファインダーとして知られる短い取り外し可能なセクションによってサイクロンの本体に拡張され、オーバーフローへの直接フ​​ィードの短絡を防ぎます。フィードは、接線方向のエントリを通じて圧力下で導入され、パルプに渦巻く動きを与えます。これにより、図8.12bに示すように、垂直軸に沿って低圧ゾーンを備えたサイクロンの渦が生成されます。軸に沿ってエアコアが発達し、通常は頂点の開口部を介して大気に接続されていますが、一部は低圧のゾーンで溶液から出てくる溶存空気によって作成されます。遠心力は、粒子の沈降速度を加速し、それにより粒子をサイズ、形状、および比重に応じて分離します。より速い沈降粒子はサイクロンの壁に移動します。サイクロンでは速度が最も低く、頂点開口部に移動します（Underflow）。抗力の作用により、遅い沈着粒子は軸に沿って低圧のゾーンに向かって移動し、渦発見者を介してオーバーフローまで上に運ばれます。

 

図8.12。ハイドロシクロン（https://www.aeroprobe.com/applications/examples/australian-mining-industry-uses-aeroprobe-equipment-to-study-hydro-cyclone）およびヒドロシクロンバッテリー。 Cavex Hydrucyclone Overvew Brofure、https：//www.weirminerals.com/products_services/cavex.aspx。

ハイドロサイクロンは、その大容量と相対効率のため、粉砕回路でほぼ普遍的に使用されています。また、非常に広い範囲の粒子サイズ（通常は5〜500μm）に分類し、より細かい分類に使用されている直径の小さなユニットを分類することもできます。ただし、マグネタイト粉砕回路におけるサイクロンアプリケーションは、マグネタイト鉱物と廃棄物鉱物（シリカ）の密度の違いにより、非効率的な動作を引き起こす可能性があります。マグネタイトの比密度は約5.15、シリカの比密度は約2.7です。でハイドロサイクロン、軽い鉱物よりも細かいカットサイズで分離します。したがって、解放されたマグネタイトはサイクロンのアンダーフローに集中しており、その結果、マグネタイトのオーバーグローニングがあります。 Napier-Munn et al。 （2005）は、修正されたカットサイズの関係（d50c）および粒子密度は、流れの条件やその他の要因に応じて、次の形式の式に従います。

どこρSは固形物密度です、ρlは液体密度ですn0.5〜1.0の間です。これは、サイクロン性能に対する鉱物密度の影響が非常に重要であることを意味します。たとえば、dマグネタイトの50cは25μm、次にdシリカ粒子の50cは40〜65μmです。図8.13は、工業用ボールミルマグネタイト粉砕回路の調査から得られたマグネタイト（Fe3O4）およびシリカ（SIO2）のサイクロン分類効率曲線を示しています。シリカのサイズの分離は、はるかに粗く、d29μmのFe3O4の50c、Sio2の場合は68μmです。この現象により、ハイドロサイクロンを備えた閉じた回路にあるマグネタイト研削工場の効率が低く、他のベースメタロ粉砕回路と比較して容量が少ない。

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図8.13。マグネタイトFe3O4およびシリカSIO2のサイクロン効率 - 産業調査。

クリーナーまたはハイドロサイクロン汚染物質と水の密度の差に基づいて、パルプから汚染物質を除去します。これらのデバイスは、パルプが大きな直径の端で接線方向に供給される円錐形または円筒形の通信圧力容器で構成されています（図6）。クリーナーを通過する際、パルプはサイクロンと同様に渦流パターンを開発します。流れは、クリーンウォールの内側に沿って、入口から頂点またはアンダーフロー開口部に向かって通過するときに、中央軸の周りを回転します。円錐の直径が減少すると、回転流速度が加速します。頂点の端の近くで、小径の開口部は、よりクリーナーの核の内側の渦で回転するほとんどの流れの放電を防ぎます。内側のコアでの流れは、頂点から開口部から流れ、クリーナーの中央にある大きな直径の端にあるVortex Finderを排出するまで流れます。遠心力のためにクリーナーの壁に集中している高密度材料は、円錐の頂点で排出されます（Bliss、1994、1997）。

 

図6。ハイドロサイクロンの一部、主要なフローパターンおよび分離傾向。

リバースクリーナーとスルーフロークリーナーは、ワックス、ポリスチレン、スティッキーなどの低密度の汚染物質を除去するように設計されています。逆洗浄剤は、オーバーフローで拒否される一方で、クリーナーの頂点でcompectsストリームが収集されるため、そのように命名されます。スルーフロークリーナーでは、図7に示すように、クリーナーの同じ端でクリーナーの同じ端で出口を受け入れて拒否します。

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図7。スルーフロークリーナーの回路図。