აღწერა
ჰიდროციკლონებიკონოსცილინდრული ფორმისაა, ცილინდრულ მონაკვეთში ტანგენციალური შესავალი და თითოეულ ღერძზე გასასვლელი. ცილინდრულ მონაკვეთზე გამოსასვლელს ეწოდება მორევის მპოვნელი და ვრცელდება ციკლონში, რათა შეამციროს მოკლე შერთვის ნაკადი პირდაპირ შესასვლელიდან. კონუსურ ბოლოში არის მეორე გამოსასვლელი, შპიგოტი. ზომის გამოყოფისთვის, ორივე გამოსასვლელი ზოგადად ღიაა ატმოსფეროსთვის. ჰიდროციკლონები, როგორც წესი, მოქმედებენ ვერტიკალურად, ქვედა ბოლოში სპიგოტით, ამიტომ უხეშ პროდუქტს ეძახიან ქვედა ნაკადს და წვრილ პროდუქტს, რის შედეგადაც ტოვებს მორევის საპოვნელს, გადინებას. სურათი 1 სქემატურად გვიჩვენებს ტიპიური ნაკადის და დიზაინის მახასიათებლებსჰიდროციკლონი: ორი მორევი, ტანგენციალური კვების შესასვლელი და ღერძული გამოსასვლელები. ტანგენციალური შესასვლელის უშუალო რეგიონის გარდა, ციკლონის შიგნით სითხის მოძრაობას აქვს რადიალური სიმეტრია. თუ ერთი ან ორივე გამოსასვლელი ღიაა ატმოსფეროსთვის, დაბალი წნევის ზონა იწვევს გაზის ბირთვს ვერტიკალური ღერძის გასწვრივ, შიდა მორევის შიგნით.
სურათი 1. ჰიდროციკლონის ძირითადი მახასიათებლები.
მოქმედების პრინციპი მარტივია: სითხე, რომელიც ატარებს შეჩერებულ ნაწილაკებს, შედის ციკლონში ტანგენციალურად, სპირალურად მოძრაობს ქვემოთ და წარმოქმნის ცენტრიდანულ ველს თავისუფალ მორევში. უფრო დიდი ნაწილაკები სპირალური მოძრაობით მოძრაობენ სითხის გავლით ციკლონის გარედან და გამოდიან სპიგოტიდან სითხის ნაწილთან ერთად. შპიგოტის შემზღუდველი არეალის გამო, შიდა მორევი, რომელიც ბრუნავს იმავე მიმართულებით, როგორც გარე მორევი, მაგრამ მიედინება ზემოთ, იქმნება და ტოვებს ციკლონს მორევის მპოვნელის მეშვეობით, თან ატარებს სითხის უმეტესობას და წვრილ ნაწილაკებს. თუ ნაღვლის ტევადობა გადააჭარბებს, ჰაერის ბირთვი იკეტება და ღეროს გამონადენი გადაიქცევა ქოლგის ფორმის სპრეიდან „თოკზე“ და უხეში მასალის დაკარგვა გადადინებამდე.
ცილინდრული მონაკვეთის დიამეტრი არის მთავარი ცვლადი, რომელიც გავლენას ახდენს ნაწილაკების ზომაზე, რომელიც შეიძლება განცალკევდეს, თუმცა გამოსასვლელი დიამეტრი შეიძლება შეიცვალოს დამოუკიდებლად, რათა შეცვალოს მიღწეული განცალკევება. მიუხედავად იმისა, რომ ადრეული მუშები ექსპერიმენტებს ატარებდნენ 5 მმ დიამეტრის მცირე ციკლონებზე, კომერციული ჰიდროციკლონის დიამეტრი ამჟამად მერყეობს 10 მმ-დან 2,5 მ-მდე, 2700 კგ მ-3 სიმკვრივის ნაწილაკებისთვის 1,5-300 მკმ-ის განცალკევების ზომები, მცირდება ნაწილაკების სიმკვრივის გაზრდით. ოპერაციული წნევის ვარდნა მერყეობს 10 ბარიდან მცირე დიამეტრისთვის 0,5 ბარამდე დიდი ერთეულებისთვის. გაზრდის მოცულობა, მრავალჯერადი მცირეჰიდროციკლონებიშეიძლება გამრავლდეს ერთი კვების ხაზიდან.
მიუხედავად იმისა, რომ მოქმედების პრინციპი მარტივია, მათი მოქმედების მრავალი ასპექტი ჯერ კიდევ ცუდად არის გაგებული, ხოლო ჰიდროციკლონის შერჩევა და სამრეწველო ოპერაციის პროგნოზირება ძირითადად ემპირიულია.
კლასიფიკაცია
Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., Wills' Mineral Processing Technology (მერვე გამოცემა), 2016 წ.
9.4.3 ჰიდროციკლონები ეკრანების წინააღმდეგ
ჰიდროციკლონები დომინირებენ კლასიფიკაციაში, როდესაც საქმე ეხება წვრილი ნაწილაკების ზომებს დახურულ სახეხ სქემებში (<200 μm). თუმცა, ეკრანის ტექნოლოგიების ბოლოდროინდელმა განვითარებამ (თავი 8) განაახლეს ინტერესი საფქვავი სქემებში ეკრანების გამოყენების მიმართ. ეკრანები გამოყოფილია ზომის მიხედვით და პირდაპირ გავლენას არ ახდენს საკვებ მინერალებში გავრცელებულ სიმკვრივეზე. ეს შეიძლება იყოს უპირატესობა. ეკრანებს ასევე არ აქვთ შემოვლითი ფრაქცია და როგორც მაგალითმა 9.2 აჩვენა, შემოვლითი შეიძლება იყოს საკმაოდ დიდი (ამ შემთხვევაში 30%-ზე მეტი). სურათი 9.8 გვიჩვენებს დანაყოფების მრუდის სხვაობის მაგალითს ციკლონებისა და ეკრანებისთვის. მონაცემები არის პერუში El Brocal-ის კონცენტრატორიდან, შეფასებებით ჰიდროციკლონების ჩანაცვლებამდე და შემდეგ Derrick Stack Sizer®-ით (იხ. თავი 8) დაფქვის წრეში (Dündar et al., 2014). მოლოდინის შესაბამისად, ციკლონთან შედარებით ეკრანს ჰქონდა უფრო მკვეთრი განცალკევება (მრუდის დახრილობა უფრო მაღალია) და მცირე შემოვლითი გზა. დაფიქსირდა სახეხი მიკროსქემის სიმძლავრის ზრდა ეკრანის დაყენების შემდეგ უფრო მაღალი მსხვრევის სიხშირის გამო. ეს გამოწვეული იყო შემოვლითი გზის აღმოფხვრასთან, წვრილმასალის რაოდენობის შემცირებასთან, რომელიც იგზავნება საფქვავ ქარხნებში, რომლებიც ამცირებენ ნაწილაკების ზემოქმედებას.
სურათი 9.8. დანაყოფის მრუდები ციკლონებისა და ეკრანებისთვის დაფქვის წრეში El Brocal-ის კონცენტრატორში.
(ადაპტირებულია Dündar et al. (2014))
თუმცა ცვლილება არ არის ერთი გზა: ბოლო მაგალითია გადართვა ეკრანიდან ციკლონზე, რათა ისარგებლოს უფრო მკვრივი მინერალების ზომის შემცირებით (Sasseville, 2015).
მეტალურგიული პროცესი და დიზაინი
ეოინ ჰ. მაკდონალდი, ოქროს კვლევისა და შეფასების სახელმძღვანელოში, 2007 წ.
ჰიდროციკლონები
ჰიდროციკლონები უპირატესი ერთეულებია დიდი მოცულობების იაფად გასაზომად ან დასაშლელად და იმიტომ, რომ ისინი იკავებენ ძალიან მცირე ადგილს ან სათავეს. ისინი მუშაობენ ყველაზე ეფექტურად, როდესაც იკვებება თანაბარი ნაკადის სიჩქარით და პულპის სიმკვრივით და გამოიყენება ინდივიდუალურად ან კლასტერებში სასურველი ჯამური სიმძლავრეების მისაღებად საჭირო გაყოფისას. ზომის გაზომვის შესაძლებლობები ეყრდნობა ცენტრიდანულ ძალებს, რომლებიც წარმოიქმნება ერთეულის გავლით მაღალი ტანგენციალური ნაკადის სიჩქარით. პირველადი მორევი, რომელიც წარმოიქმნება შემომავალი შლამით, მოქმედებს სპირალურად ქვემოთ შიდა კონუსის კედლის გარშემო. მყარი ნაწილაკები ცენტრიფუგაული ძალით იფრქვევა გარედან ისე, რომ რბილობი ქვევით მოძრაობს მისი სიმკვრივე იზრდება. სიჩქარის ვერტიკალური კომპონენტები მოქმედებენ კონუსის კედლებთან ქვევით და ღერძის მახლობლად ზემოთ. ნაკლებად მკვრივი ცენტრიფუგაულად განცალკევებული ლორწოვანი ფრაქცია იძულებულია მაღლა ასწიოს მორევის მპოვნელის მეშვეობით, რათა გაიაროს კონუსის ზედა ბოლოში არსებული ღიობიდან. ორ ნაკადს შორის შუალედურ ზონას ან გარსს აქვს ნულოვანი ვერტიკალური სიჩქარე და ჰყოფს ქვევით მოძრავ უფრო უხეში სხეულებს ზემოთ მოძრავი წვრილი მყარისაგან. ნაკადის უმეტესი ნაწილი ზევით გადის უფრო მცირე შიდა მორევში და უფრო მაღალი ცენტრიდანული ძალები ახდენენ უფრო დიდ ნაწილაკებს გარეთ, რაც უზრუნველყოფს უფრო ეფექტურ განცალკევებას უფრო წვრილ ზომებში. ეს ნაწილაკები ბრუნდებიან გარე მორევში და კიდევ ერთხელ აცნობებენ ჯიგს.
გეომეტრია და ოპერაციული პირობები ტიპიური სპირალური დინების ნიმუშის ფარგლებშიჰიდროციკლონიაღწერილია ნახ. 8.13. ოპერაციული ცვლადებია რბილობის სიმკვრივე, საკვების ნაკადის სიჩქარე, მყარი ნივთიერებების მახასიათებლები, საკვების შესასვლელი წნევა და წნევის ვარდნა ციკლონში. ციკლონის ცვლადებია საკვების შესასვლელის ფართობი, მორევის მპოვნელის დიამეტრი და სიგრძე და ღეროს გამონადენის დიამეტრი. წევის კოეფიციენტის მნიშვნელობაზე ასევე მოქმედებს ფორმა; რაც უფრო მეტად განსხვავდება ნაწილაკი სფერულობისგან, მით უფრო მცირეა მისი ფორმის ფაქტორი და უფრო დიდია მისი დაბინდვის წინააღმდეგობა. კრიტიკული სტრესის ზონა შეიძლება გავრცელდეს 200 მმ ზომის ოქროს ზოგიერთ ნაწილაკზე და, შესაბამისად, აუცილებელია კლასიფიკაციის პროცესის ფრთხილად მონიტორინგი გადაჭარბებული გადამუშავების შესამცირებლად და შედეგად შლის დაგროვების შესამცირებლად. ისტორიულად, როდესაც მცირე ყურადღება ეთმობოდა 150-ის აღდგენასμმ ოქროს მარცვლები, ოქროს გადატანა ლორწოვან ფრაქციებში, როგორც ჩანს, დიდწილად იყო პასუხისმგებელი ოქროს დანაკარგებზე, რომლებიც დაფიქსირდა 40-60%-მდე მაღალი ოქროს მოთავსების ოპერაციებში.
8.13. ჰიდროციკლონის ნორმალური გეომეტრია და მუშაობის პირობები.
სურათი 8.14 (Warman Selection Chart) არის ციკლონების წინასწარი შერჩევა სხვადასხვა D50 ზომით გამოსაყოფად 9-18 მიკრონიდან 33-76 მიკრონიმდე. ეს სქემა, ისევე როგორც ციკლონის შესრულების სხვა მსგავსი სქემები, ეფუძნება კონკრეტული ტიპის საგულდაგულოდ კონტროლირებულ არხს. იგი ითვალისწინებს მყარი ნივთიერებების შემცველობას წყალში 2700 კგ/მ3, როგორც შერჩევის პირველი სახელმძღვანელო. უფრო დიდი დიამეტრის ციკლონები გამოიყენება უხეში განცალკევების შესაქმნელად, მაგრამ სათანადო ფუნქციონირებისთვის საჭიროებს საკვების მაღალ მოცულობას. წვრილად განცალკევება მაღალი საკვების მოცულობებზე მოითხოვს მცირე დიამეტრის ციკლონების ჯგუფს, რომლებიც მუშაობენ პარალელურად. საბოლოო დიზაინის პარამეტრები ახლო ზომისთვის უნდა განისაზღვროს ექსპერიმენტულად და მნიშვნელოვანია ციკლონის შერჩევა შუა დიაპაზონში ისე, რომ ნებისმიერი უმნიშვნელო კორექტირება, რომელიც შეიძლება საჭირო გახდეს, შეიძლება განხორციელდეს ოპერაციის დაწყებისას.
8.14. Warman-ის წინასწარი შერჩევის სქემა.
CBC (მოცირკულირე კალაპოტი) ციკლონი, როგორც ამბობენ, კლასიფიცირებს ალუვიურ ოქროს საკვებ მასალებს 5 მმ დიამეტრამდე და იღებს მუდმივ მაღალ ჯიშის საკვებს ქვემოდან. გამოყოფა ხდება დაახლოებითD50/150 მიკრონი დაფუძნებული სილიციუმის დიოქსიდზე 2,65 სიმკვრივის. CBC ციკლონის დაქვეითება, როგორც ამტკიცებენ, განსაკუთრებით ემორჩილება ჯიგების გამოყოფას მისი შედარებით გლუვი ზომის განაწილების მრუდისა და წვრილი ნარჩენების ნაწილაკების თითქმის სრული მოცილების გამო. თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ ეს სისტემა ამტკიცებს, რომ აწარმოებს ტოლფასი მძიმე მინერალების მაღალი ხარისხის პირველადი კონცენტრატს ერთი გადასასვლელით შედარებით დიდი ზომის საკვებიდან (მაგ. მინერალური ქვიშა), არ არის ხელმისაწვდომი ალუვიური საკვები მასალის ასეთი ეფექტურობა, რომელიც შეიცავს წვრილ და ქერცლიან ოქროს. . ცხრილი 8.5 მოცემულია AKW-ის ტექნიკური მონაცემებიჰიდროციკლონები30 და 100 მიკრონი შორის ათვლის წერტილებისთვის.
ცხრილი 8.5. ტექნიკური მონაცემები AKW ჰიდროციკლონებისთვის
| ტიპი (KRS) | დიამეტრი (მმ) | წნევის ვარდნა | ტევადობა | ჭრის წერტილი (მიკრონი) | |
|---|---|---|---|---|---|
| ნალექი (მ3/სთ) | მყარი (ტ/სთ max). | ||||
| 2118 წ | 100 | 1–2,5 | 9.27 | 5 | 30–50 |
| 2515 წ | 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 წწ | 40 | 50–100 |
რკინის მადნის დაქუცმაცების და კლასიფიკაციის ტექნოლოგიების განვითარება
ა.იანკოვიჩი, რკინის საბადოში, 2015 წ
8.3.3.1 ჰიდროციკლონის გამყოფები
ჰიდროციკლონი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ციკლონს, არის კლასიფიკაციის მოწყობილობა, რომელიც იყენებს ცენტრიდანულ ძალას, რათა დააჩქაროს ნალექის ნაწილაკებისა და ნაწილაკების დაყოფის სიჩქარე ზომის, ფორმისა და სპეციფიკური სიმძიმის მიხედვით. იგი ფართოდ გამოიყენება წიაღისეულის მრეწველობაში, მისი ძირითადი გამოყენება მინერალების გადამუშავებაში არის კლასიფიკატორი, რომელიც ძალიან ეფექტური აღმოჩნდა წვრილად გამოყოფის ზომებში. იგი ფართოდ გამოიყენება დახურული წრიული სახეხისთვის, მაგრამ მან აღმოაჩინა მრავალი სხვა გამოყენება, როგორიცაა გამწმენდი, გამწმენდი და გასქელება.
ტიპიური ჰიდროციკლონი (სურათი 8.12a) შედგება კონუსური ფორმის ჭურჭლისგან, რომელიც ღიაა მის მწვერვალზე ან ქვედა ნაკადისგან, რომელიც მიერთებულია ცილინდრულ მონაკვეთზე, რომელსაც აქვს ტანგენციალური საკვების შესასვლელი. ცილინდრული მონაკვეთის ზემოდან დახურულია ფირფიტა, რომლის მეშვეობითაც გადის ღერძულად დამაგრებული გადმოდინების მილი. მილი გაჭიმულია ციკლონის სხეულში მოკლე, მოსახსნელი განყოფილებით, რომელიც ცნობილია როგორც მორევის მპოვნელი, რომელიც ხელს უშლის საკვების მოკლე ჩართვას პირდაპირ გადინებაში. საკვების შეყვანა ხდება ზეწოლის ქვეშ ტანგენციალური შესასვლელის მეშვეობით, რომელიც აწვდის რბილობიან მოძრაობას რბილობზე. ეს წარმოქმნის მორევს ციკლონში, დაბალი წნევის ზონით ვერტიკალური ღერძის გასწვრივ, როგორც ნაჩვენებია 8.12b სურათზე. ღერძის გასწვრივ ვითარდება ჰაერის ბირთვი, რომელიც ჩვეულებრივ უკავშირდება ატმოსფეროს მწვერვალის გახსნის მეშვეობით, მაგრამ ნაწილობრივ იქმნება დაშლილი ჰაერით, რომელიც გამოდის ხსნარიდან დაბალი წნევის ზონაში. ცენტრიდანული ძალა აჩქარებს ნაწილაკების დაბინძურების სიჩქარეს, რითაც ნაწილაკებს ჰყოფს ზომის, ფორმისა და სპეციფიკური სიმძიმის მიხედვით. უფრო სწრაფად დაბინძურებული ნაწილაკები გადადიან ციკლონის კედელზე, სადაც სიჩქარე ყველაზე დაბალია და მიგრირებენ მწვერვალის გახსნისკენ (ქვენაკადისკენ). წევის ძალის მოქმედების გამო, ნელ-ნელა დაბინძურებული ნაწილაკები ღერძის გასწვრივ დაბალი წნევის ზონისკენ მიიწევენ და მორევის მპოვნელის მეშვეობით ზევით გადადიან ზედმეტად.
სურათი 8.12. ჰიდროციკლონი (https://www.aeroprobe.com/applications/examples/australian-mining-industry-uses-aeroprobe-equipment-to-study-hydro-cyclone) და ჰიდროციკლონის ბატარეა. Cavex hydrocyclone overvew ბროშურა, https://www.weirminerals.com/products_services/cavex.aspx.
ჰიდროციკლონები თითქმის უნივერსალურად გამოიყენება სახეხი სქემებში მათი მაღალი სიმძლავრისა და შედარებითი ეფექტურობის გამო. მათ ასევე შეუძლიათ კლასიფიცირება ნაწილაკების ზომის ძალიან ფართო დიაპაზონში (ჩვეულებრივ 5-500 მკმ), უფრო მცირე დიამეტრის ერთეულები გამოიყენება უფრო დახვეწილი კლასიფიკაციისთვის. თუმცა, ციკლონის გამოყენებამ მაგნიტიტის დაფქვის სქემებში შეიძლება გამოიწვიოს არაეფექტური მუშაობა მაგნეტიტსა და ნარჩენ მინერალებს შორის სიმკვრივის სხვაობის გამო. მაგნიტიტს აქვს სპეციფიკური სიმკვრივე დაახლოებით 5.15, ხოლო სილიციუმს აქვს სპეციფიკური სიმკვრივე დაახლოებით 2.7. Inჰიდროციკლონებიმკვრივი მინერალები გამოიყოფა უფრო თხელი ზომით, ვიდრე მსუბუქი მინერალები. მაშასადამე, განთავისუფლებული მაგნეტიტი კონცენტრირდება ციკლონის წყალმომარაგებაში, რაც იწვევს მაგნეტიტის ზედმეტად დაფქვას. Napier-Munn და სხვ. (2005) აღნიშნა, რომ კავშირი შესწორებულ ჭრის ზომას შორის (d50c) და ნაწილაკების სიმკვრივე მიჰყვება შემდეგი ფორმის გამოხატვას, რაც დამოკიდებულია დინების პირობებზე და სხვა ფაქტორებზე:
სადაცρs არის მყარი ნივთიერებების სიმკვრივე,ρl არის სითხის სიმკვრივე დაnარის 0.5-დან 1.0-მდე. ეს ნიშნავს, რომ მინერალური სიმკვრივის გავლენა ციკლონის შესრულებაზე შეიძლება საკმაოდ მნიშვნელოვანი იყოს. მაგალითად, თუdმაგნეტიტის 50c არის 25 მკმ, შემდეგ კიdსილიციუმის ნაწილაკების 50c იქნება 40-65 მკმ. ნახაზი 8.13 გვიჩვენებს ციკლონის კლასიფიკაციის ეფექტურობის მრუდებს მაგნეტიტის (Fe3O4) და სილიციუმის დიოქსიდის (SiO2)თვის, რომლებიც მიღებულია სამრეწველო ბურთის წისქვილის მაგნეტიტის დაფქვის სქემის კვლევის შედეგად. სილიციუმის დიოქსიდის ზომის გამოყოფა გაცილებით უხეშია, აd50c Fe3O4-ისთვის 29 მკმ, ხოლო SiO2-ისთვის არის 68 მკმ. ამ ფენომენის გამო, ჰიდროციკლონებით დახურულ სქემებში მაგნეტიტის საფქვავი ქარხნები ნაკლებად ეფექტურია და აქვთ უფრო დაბალი სიმძლავრე სხვა საბაზისო მეტალის სახეხ სქემებთან შედარებით.
სურათი 8.13. ციკლონის ეფექტურობა მაგნეტიტის Fe3O4-ისა და სილიციუმის დიოქსიდის SiO2-სთვის - სამრეწველო კვლევა.
მაღალი წნევის პროცესის ტექნოლოგია: საფუძვლები და აპლიკაციები
MJ Cocero PhD, სამრეწველო ქიმიის ბიბლიოთეკაში, 2001 წ
მყარი ნივთიერებების გამოყოფის მოწყობილობები
- •
-
ჰიდროციკლონი
ეს არის მყარი გამყოფების ერთ-ერთი უმარტივესი სახეობა. ეს არის მაღალი ეფექტურობის გამყოფი მოწყობილობა და შეიძლება გამოყენებულ იქნას მყარი ნივთიერებების ეფექტურად მოსაშორებლად მაღალ ტემპერატურასა და წნევაზე. ეს არის ეკონომიური, რადგან მას არ აქვს მოძრავი ნაწილები და საჭიროებს მცირე მოვლას.
მყარი ნივთიერებების გამოყოფის ეფექტურობა არის ნაწილაკების ზომისა და ტემპერატურის ძლიერი ფუნქცია. მთლიანი განცალკევების ეფექტურობა 80%-მდე მიიღწევა სილიციუმის დიოქსიდისთვის და 300°C-ზე მაღალი ტემპერატურისთვის, ხოლო იმავე ტემპერატურულ დიაპაზონში, მკვრივი ცირკონის ნაწილაკების მთლიანი გამოყოფის ეფექტურობა 99%-ზე მეტია [29].
ჰიდროციკლონის მუშაობის მთავარი მინუსი არის ზოგიერთი მარილის მიდრეკილება ციკლონის კედლებზე მიბმის.
- •
-
ჯვარედინი მიკროფილტრაცია
ჯვარედინი ნაკადის ფილტრები იქცევიან ისე, როგორც ჩვეულებრივ შეინიშნება ჯვარედინი ნაკადის ფილტრაციის დროს გარემო პირობებში: გაზრდილი ათვლის სიჩქარე და სითხის სიბლანტის დაქვეითება იწვევს ფილტრაციის რაოდენობის გაზრდას. ჯვარედინი მიკროფილტრაცია გამოყენებულია ნალექი მარილების მყარი სახით გამოყოფისას, რაც იძლევა ნაწილაკების გამოყოფის ეფექტურობას, როგორც წესი, აღემატება 99,9%-ს. გოემანსდა სხვ.[30] შეისწავლა ნატრიუმის ნიტრატის გამოყოფა სუპერკრიტიკული წყლისგან. კვლევის პირობებში, ნატრიუმის ნიტრატი იყო გამდნარი მარილის სახით და შეეძლო ფილტრის გადაკვეთა. მიღებულ იქნა გამოყოფის ეფექტურობა, რომელიც იცვლებოდა ტემპერატურის მიხედვით, ვინაიდან ხსნადობა მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად და მერყეობს 40%-დან 85%-მდე, შესაბამისად 400°C და 470°C-ისთვის. ამ მუშებმა განცალკევების მექანიზმი განმარტეს, როგორც გაფილტრული საშუალების მკაფიო გამტარიანობის შედეგი სუპერკრიტიკული ხსნარის მიმართ, მდნარი მარილისგან განსხვავებით, მათი აშკარად განსხვავებული სიბლანტის საფუძველზე. აქედან გამომდინარე, შესაძლებელი იქნება არა მხოლოდ დალექილი მარილების გაფილტვრა მხოლოდ როგორც მყარი, არამედ იმ დაბალი დნობის წერტილის მარილების გაფილტვრა, რომლებიც დნობის მდგომარეობაშია.
ოპერაციული პრობლემები ძირითადად მარილების მიერ ფილტრის კოროზიის გამო იყო.
ქაღალდი: გადამუშავება და რეციკლირებული მასალები
MR Doshi, JM Dyer, საცნობარო მოდულში მასალების მეცნიერებაში და მასალების ინჟინერიაში, 2016 წ.
3.3 დასუფთავება
საწმენდები ანჰიდროციკლონებიამოიღეთ დამაბინძურებლები რბილობისაგან დამაბინძურებელსა და წყალს შორის სიმკვრივის სხვაობის საფუძველზე. ეს მოწყობილობები შედგება კონუსური ან ცილინდრულ-კონუსური წნევის ჭურჭლისგან, რომელშიც რბილობი იკვებება ტანგენციურად დიდი დიამეტრის ბოლოზე (სურათი 6). გამწმენდის საშუალებით გავლისას რბილობი ავითარებს მორევის ნაკადის სქემას, ციკლონის მსგავსი. ნაკადი ბრუნავს ცენტრალური ღერძის ირგვლივ, როდესაც ის გადის შესასვლელიდან მოშორებით და მწვერვალისკენ, ანუ ნაკადის გახსნისკენ, გამწმენდი კედლის შიგნით. ბრუნვის ნაკადის სიჩქარე აჩქარებს კონუსის დიამეტრის შემცირებით. მწვერვალთან ახლოს, მცირე დიამეტრის გახსნა ხელს უშლის ნაკადის უმეტესი ნაწილის გადინებას, რომელიც სანაცვლოდ ბრუნავს შიდა მორევში გამწმენდის ბირთვში. შიდა ბირთვში ნაკადი მიედინება მწვერვალის ღიობიდან, სანამ არ ჩაედინება მორევის მპოვნელში, რომელიც მდებარეობს გამწმენდის ცენტრში დიდი დიამეტრის ბოლოში. უფრო მაღალი სიმკვრივის მასალა, რომელიც კონცენტრირებულია გამწმენდის კედელზე ცენტრიდანული ძალის გამო, გამოიყოფა კონუსის მწვერვალზე (Bliss, 1994, 1997).
სურათი 6. ჰიდროციკლონის ნაწილები, ძირითადი ნაკადის შაბლონები და გამოყოფის ტენდენციები.
გამწმენდები კლასიფიცირდება როგორც მაღალი, საშუალო ან დაბალი სიმკვრივის მიხედვით, მოცილებული დამაბინძურებლების სიმკვრივისა და ზომის მიხედვით. მაღალი სიმკვრივის გამწმენდი, დიამეტრით 15-დან 50 სმ-მდე (6-20 ინჩი) გამოიყენება მაწანწალა ლითონის, ქაღალდის სამაგრებისა და სამაგრების მოსაშორებლად და ჩვეულებრივ განლაგებულია პულპერის შემდეგ. როგორც გამწმენდის დიამეტრი მცირდება, იზრდება მისი ეფექტურობა მცირე ზომის დამაბინძურებლების მოსაშორებლად. პრაქტიკული და ეკონომიკური მიზეზების გამო, 75 მმ (3 ინჩი) დიამეტრის ციკლონი ზოგადად ყველაზე პატარა გამწმენდია, რომელიც გამოიყენება ქაღალდის ინდუსტრიაში.
საპირისპირო გამწმენდები და გამწმენდები შექმნილია დაბალი სიმკვრივის დამაბინძურებლების მოსაშორებლად, როგორიცაა ცვილი, პოლისტიროლი და წებოვანი. საპირისპირო გამწმენდებს ასე ეძახიან, რადგან მიმღების ნაკადი გროვდება გამწმენდის მწვერვალზე, ხოლო უარყოფილი გასასვლელი გადინებაზე. გამტარი გამწმენდი, იღებს და უარყოფს გასასვლელს გამწმენდის იმავე ბოლოს, მიმღებები გამწმენდის კედელთან ახლოს, რომლებიც გამოყოფილია ნაგავსაყრელებისგან ცენტრალური მილით გამწმენდის ბირთვთან ახლოს, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 7.
სურათი 7. გამტარი გამწმენდის სქემები.
1920-იან და 1930-იან წლებში გამოყენებული უწყვეტი ცენტრიფუგები რბილობიდან ქვიშის მოსაშორებლად, ჰიდროციკლონების განვითარების შემდეგ შეწყდა. Gyroclean, შემუშავებული Center Technique du Papier, გრენობლი, საფრანგეთი, შედგება ცილინდრისგან, რომელიც ბრუნავს 1200–1500 rpm-ზე (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). შედარებით ხანგრძლივი ყოფნის დროისა და მაღალი ცენტრიდანული ძალის ერთობლიობა დაბალი სიმკვრივის დამაბინძურებლებს აძლევს საკმარის დროს მიგრაციას გამწმენდის ბირთვში, სადაც ისინი უარყოფილია ცენტრალური მორევის გამონადენის მეშვეობით.
MT Thew, ენციკლოპედიაში Separation Science, 2000 წ
სინოფსისი
თუმცა მყარი-თხევადიჰიდროციკლონიდამკვიდრდა მე-20 საუკუნის უმეტესი ნაწილის განმავლობაში, სითხე-თხევადი გამიჯვნის დამაკმაყოფილებელი მაჩვენებლები 1980-იან წლებამდე არ მოვიდა. ოფშორული ნავთობის ინდუსტრიას სჭირდებოდა კომპაქტური, მტკიცე და საიმედო აღჭურვილობა წყლიდან წვრილად გაყოფილი დამაბინძურებლების ზეთის მოსაშორებლად. ამ მოთხოვნილებას აკმაყოფილებდა მნიშვნელოვნად განსხვავებული ტიპის ჰიდროციკლონი, რომელსაც, რა თქმა უნდა, არ ჰქონდა მოძრავი ნაწილები.
ამ საჭიროების უფრო სრულყოფილად ახსნისა და მინერალების დამუშავებისას მყარ-თხევად ციკლონურ განცალკევებასთან შედარების შემდეგ მოცემულია უპირატესობები, რომლებიც ჰიდროციკლონს ანიჭებდა მოვალეობის შესასრულებლად ადრე დაყენებულ აღჭურვილობასთან შედარებით.
განცალკევების შესრულების შეფასების კრიტერიუმები ჩამოთვლილია ეფექტურობის განხილვამდე საკვების კონსტიტუციის, ოპერატორის კონტროლისა და საჭირო ენერგიის თვალსაზრისით, ანუ წნევის ვარდნისა და ნაკადის პროდუქტი.
ნავთობის წარმოების გარემო ადგენს გარკვეულ შეზღუდვებს მასალებისთვის და ეს მოიცავს ნაწილაკების ეროზიის პრობლემას. ნახსენებია გამოყენებული ტიპიური მასალები. ნავთობის გამყოფი ქარხნების ტიპების შედარებითი ღირებულების მონაცემები, როგორც კაპიტალური, ასევე განმეორებითი, მოყვანილია, თუმცა წყაროები მწირია. დაბოლოს, აღწერილია შემდგომი განვითარების რამდენიმე მითითება, რადგან ნავთობის მრეწველობა ეძებს აღჭურვილობას, რომელიც დამონტაჟებულია ზღვის ფსკერზე ან თუნდაც ჭაბურღილის ფსკერზე.
ნიმუშის აღება, კონტროლი და მასის დაბალანსება
Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., Wills' Mineral Processing Technology (მერვე გამოცემა), 2016 წ.
3.7.1 ნაწილაკების ზომის გამოყენება
ბევრი ერთეული, როგორიცააჰიდროციკლონებიდა გრავიტაციის გამყოფები, წარმოქმნიან ზომის განცალკევების ხარისხს და ნაწილაკების ზომის მონაცემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასის დასაბალანსებლად (მაგალითი 3.15).
მაგალითი 3.15 არის კვანძის დისბალანსის მინიმიზაციის მაგალითი; ის უზრუნველყოფს, მაგალითად, საწყის მნიშვნელობას განზოგადებული უმცირესი კვადრატების მინიმიზაციისთვის. ეს გრაფიკული მიდგომა შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაშინ, როდესაც არის "ჭარბი" კომპონენტის მონაცემები; მაგალითში 3.9 ის შეიძლებოდა ყოფილიყო გამოყენებული.
მაგალითი 3.15 იყენებს ციკლონს, როგორც კვანძს. მეორე კვანძი არის ჯამი: ეს არის 2 შეყვანის მაგალითი (ახალი საკვები და ბურთის გამონადენი) და ერთი გამომავალი (ციკლონის კვება). ეს იძლევა სხვა მასის ბალანსს (მაგალითი 3.16).
მე-9 თავში ჩვენ ვუბრუნდებით ამ დაფქვის მიკროსქემის მაგალითს რეგულირებული მონაცემების გამოყენებით ციკლონის დანაყოფის მრუდის დასადგენად.
გამოქვეყნების დრო: მაისი-07-2019