Hidrocikloni

Opis

Hidrocikloniso konno-cilindrične oblike, s tangencialnim dovodnim dovodom v valjasti odsek in iztokom na vsaki osi. Izstop na valjastičnem odseku se imenuje Vrtinski iskalec in sega v ciklon, da zmanjša pretok kratkega stika neposredno iz dovoda. Na stožčastem koncu je druga prodajalna, Spigot. Za ločevanje velikosti sta obe prodajni ravni na splošno odprti za ozračje. Hidrocikloni na splošno delujejo navpično s špigotom na spodnjem koncu, zato se grobi izdelek imenuje podlom in fini izdelek, pri čemer pušča vrtinčni iskalec, preliv. Slika 1 shematično prikazuje glavne značilnosti toka in oblikovanja tipičnihhidrociklon: Dva vrtinca, tangencialni dovod in osne odprtine. Razen neposrednega območja tangencialnega vstopa ima gibanje tekočine znotraj ciklona radialno simetrijo. Če sta ena ali obe vtičnici odprti za atmosfero, območje z nizkim tlakom povzroči plinsko jedro vzdolž navpične osi, znotraj notranjega vrtinca.

Načelo delovanja je preprosto: tekočina, ki prenaša suspendirane delce, vstopi v ciklon tangencialno, spirala navzdol in ustvari centrifugalno polje v prostem vrtinčnem toku. Večji delci se v spiralnem gibanju premikajo skozi tekočino na zunanjo stran ciklona in skozi delček tekočine izstopijo skozi konico. Zaradi omejevalnega območja Spigota se vzpostavi notranji vrtinec, ki se vrti v isti smeri kot zunanji vrtinec, vendar teče navzgor, in ciklon pusti skozi vrtinčni iskalec, pri čemer nosi večino tekočih in lepših delcev z njim. Če je zmogljivost Spigota presežena, se zračno jedro zapre in izcedek Spigot se spremeni iz pršila v obliki dežnika v 'vrv' in izgubo grobega materiala v prelivanje.

Premer valjastega odseka je glavna spremenljivka, ki vpliva na velikost delcev, ki jih je mogoče ločiti, čeprav je mogoče premere iztoka neodvisno spremeniti, da spremenimo doseženo ločitev. Medtem ko so zgodnji delavci eksperimentirali s cikloni, majhnimi premerom 5 mm, komercialni premeri hidrociklona trenutno segajo od 10 mm do 2,5 m, z velikosti ločevanja za delce gostote 2700 kg m - 3 1,5–300 μm, kar se zmanjšuje s povečano gostoto delcev. Padec delovnega tlaka se giblje od 10 barov za majhne premere do 0,5 bara za velike enote. Za povečanje zmogljivosti, več malihhidrociklonise lahko razdelimo iz ene same dovodne linije.

Čeprav je načelo delovanja preprosto, so številni vidiki njihovega delovanja še vedno slabo razumljeni, izbira hidrociklona in napoved za industrijsko delovanje pa sta v veliki meri empirična.

Klasifikacija

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., V tehnologiji Wills 'Mineral Processing (Osma izdaja), 2016

9.4.3 Hidrocikloni v primerjavi z zasloni

Hidrocikloni so prevladovali nad klasifikacijo, ko so se ukvarjali s finimi velikostmi delcev v zaprtih brusilnih vezjih (<200 µm). Vendar pa so nedavni dogodki v tehnologiji zaslona (poglavje 8) obnovili zanimanje za uporabo zaslonov v brušenju vezij. Zasloni se ločijo na podlagi velikosti in na njih ne vpliva neposredno širjenje gostote v krmnih mineralih. To je lahko prednost. Zasloni prav tako nimajo obvodne frakcije in kot je prikazan 9.2, je obvoz lahko precej velik (v tem primeru več kot 30%). Slika 9.8 prikazuje primer razlike v krivulji particije za ciklone in zaslone. Podatki so iz brokalnega koncentratorja EL v Peruju z ocenami pred in po hidrociklonih so bili zamenjani z Derrick Stack SIZER® (glej poglavje 8) v brusilnem vezju (Dündar in sod., 2014). V skladu s pričakovanjem je imel v primerjavi s ciklonom zaslon ostrejši ločitev (naklon krivulje je višji) in malo obvoda. Po poročanju zaslona so poročali o povečanju zmogljivosti mletja zaradi večjih hitrosti prekinitve. To je bilo pripisano izločanju obvoda, zmanjšanje količine finega materiala, poslanega nazaj v mlinsko mlino, se nagiba k blazini udarcem delcev in delcev.

Vendar preklop ni eden od načinov: nedavni primer je prehod z zaslona na ciklon, da izkoristite dodatno zmanjšanje velikosti gostejših plačilnih mineral (Sasseville, 2015).

Metalurški proces in oblikovanje

Eoin H. MacDonald, v priročniku za raziskovanje in ocenjevanje zlata, 2007

Hidrocikloni

Hidrocikloni so prednostne enote za velikost ali deskanje velikih količin gnojevke poceni in ker zasedajo zelo malo talnega prostora ali prostora za glavo. Delujejo najučinkovitejše, če se hranijo s enakomerno hitrostjo in gostoto kaše in se uporabljajo posamično ali v grozdih, da dobijo želene skupne zmogljivosti na zahtevanih razcepih. Zmogljivosti velikosti se zanašajo na centrifugalne sile, ki nastanejo z visokimi tangencialnimi hitrostmi skozi enoto. Primarni vrtinec, ki ga tvori vhodna gnoja, deluje spiralno navzdol okoli notranje stožčaste stene. Trdne snovi se s centrifugalno silo odlepijo navzven, tako da se s kašo, ki se premika navzdol, poveča gostoto. Vertikalne komponente hitrosti delujejo navzdol v bližini stožčastih sten in navzgor v bližini osi. Manj gosta centrifugalno ločena frakcija sluz je prisiljena navzgor skozi vrtinčni iskalec, da se skozi odprtino na zgornjem koncu stožca odpravi skozi odprtino. Vmesno območje ali ovojnica med obema tokoma ima ničelno navpično hitrost in loči bolj grobe trdne snovi, ki se premikajo navzdol od lepših trdnih snovi, ki se premikajo navzgor. Večina toka prehaja navzgor znotraj manjšega notranjega vrtinca in višje centrifugalne sile mečejo večje od lepših delcev navzven in tako zagotavljajo učinkovitejšo ločitev v lepših velikosti. Ti delci se vrnejo v zunanji vrtinec in še enkrat poročajo o viru.

Geometrije in delovne pogoje znotraj vzorca spiralnega pretoka tipičnegahidrociklonso opisani na sliki 8.13. Operativne spremenljivke so gostota celuloze, pretok krme, trdne snovi, tlak dovodnega dovoda in padec tlaka skozi ciklon. Ciklonske spremenljivke so območje dovodnega dovoda, premera in dolžine vrtinčenja in premera praznjenja. Na vrednost koeficienta povleka vpliva tudi oblika; Bolj ko se delček razlikuje od sferičnosti, manjši je njegov faktor oblike in večji je upodobljen odpornost. Kritično stresno območje se lahko razširi na nekaj zlatih delcev, velikih velikosti 200 mm, zato je skrbno spremljanje postopka klasifikacije bistvenega pomena za zmanjšanje prekomernega recikliranja in nastalega nabiranja slik. Zgodovinsko gledano, ko je bilo malo pozornosti namenjeno okrevanju 150μM Zlata zrna, prenos zlata v frakcijah sluzi, so v veliki meri odgovorni za izgube zlata, za katere je bilo zabeleženo, da znašajo kar 40–60% v številnih operacijah zlata.

Slika 8.14 (Warmana Selection Chart) je predhodni izbor ciklonov za ločevanje pri različnih velikostih D50 od 9–18 mikronov do 33–76 mikronov. Ta grafikon, tako kot pri drugih takih lestvicah zmogljivosti ciklona, temelji na skrbno nadzorovanem viru določene vrste. Predvideva vsebnost trdnih snovi 2700 kg/m3 v vodi kot prvi vodnik po izbiri. Cikloni večjega premera se uporabljajo za izdelavo grobih ločitve, vendar za pravilno delovanje potrebujejo visok volumen krme. Fine ločitve pri visokih količinah krme zahtevajo grozde ciklonov z majhnim premerom, ki delujejo vzporedno. Končne oblikovalske parametre za tesno velikost je treba določiti eksperimentalno in pomembno je, da na sredini območja izberete ciklon, tako da se lahko na začetku operacij opravijo vse manjše prilagoditve, ki jih je mogoče izvesti.

Ciklon CBC (kroženje) naj bi razvrstil materiale za aluvialno zlato do premera do 5 mm in pridobilo konstantno visok vir iz poddaje. Ločitev poteka na približno približnoD50/150 mikronov, ki temeljijo na silicijevem dioguto gostote 2,65. CBC Cyclone Tamflow naj bi bil še posebej primeren za ločitev džiga zaradi relativno gladke krivulje porazdelitve velikosti in skoraj popolne odstranitve drobnih odpadnih delcev. Kljub temu, da ta sistem proizvaja visoko stopnjo primarnega koncentrata enakih težkih mineralov v enem prehodu iz relativno dolge velikosti krme (npr. Mineralni peski), za aluvialno krmo, ki vsebuje fino in luskavo zlato, ni na voljo takšnih podatkov. Tabela 8.5živi tehnični podatki za AKWhidrocikloniZa mejne točke med 30 in 100 mikronov.

Tabela 8.5. Tehnični podatki za AKW hidrociklone

Vrsta (KRS)	Premer (mm)	Padec tlaka	Sposobnost		Rezano točko (mikroni)
Vrsta (KRS)	Premer (mm)	Padec tlaka	Blata (m3/h)	Trdne snovi (t/h max).	Rezano točko (mikroni)
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

Razvoj v tehnologiji in klasifikacijske tehnologije železove rude

A. Janković, v Iron Ore, 2015

8.3.3.1 Ločevalci hidrociklona

Hidrociklon, imenovan tudi ciklon, je klasifikacijska naprava, ki uporablja centrifugalno silo za pospešitev hitrosti usedanja gnojevke in ločenih delcev glede na velikost, obliko in specifično gravitacijo. V industriji mineralov se pogosto uporablja, pri čemer je bila njegova glavna uporaba pri predelavi mineralov kot klasifikator, ki se je pri velikosti ločevanja izkazala za izjemno učinkovito. Ogromno se uporablja v operacijah brušenja z zaprtim krogom, vendar je našel številne druge uporabe, kot so desliming, razgradnjo in odebelitev.

Tipičen hidrociklon (slika 8.12a) je sestavljen iz stožčaste oblike posode, odprte na vrhu ali pod prestolom, združenim na cilindrični odsek, ki ima tangencialni dovod. Vrh cilindričnega odseka je zaprt s ploščo, skozi katero prehaja osno nameščeno prelivno cev. Cev se razširi v telo ciklona s kratkim, odstranljivim odsekom, znanim kot vrtinčni iskalec, ki preprečuje kratek stik krme neposredno v preliv. Krva je uvedena pod pritiskom skozi tangencialni vnos, ki daje vrtinčenje gibanja kaše. To ustvari vrtinec v ciklonu z območjem nizkega tlaka vzdolž navpične osi, kot je prikazano na sliki 8.12b. Zračna jedra se razvije vzdolž osi, običajno povezana z atmosfero skozi odprtino Apex, delno pa nastane z raztopljenim zrakom, ki izhaja iz raztopine v območju nizkega tlaka. Centrifugalna sila pospešuje hitrost poravnave delcev in s tem loči delce glede na velikost, obliko in specifično gravitacijo. Hitrejši poselitveni delci se premikajo na steno ciklona, kjer je hitrost najnižja, in se selijo na odprtino Apex (podlogo). Zaradi delovanja vlečne sile se počasnejši delci premikajo proti območju nizkega tlaka vzdolž osi in se skozi vrtinčni iskalec prenašajo navzgor do preliva.

Hidrocikloni se skoraj na splošno uporabljajo v brušenih vezjih zaradi visoke zmogljivosti in relativne učinkovitosti. Prav tako lahko razvrstijo v zelo širok razpon velikosti delcev (običajno 5–500 μm), enote manjšega premera pa se uporabljajo za natančnejšo klasifikacijo. Vendar lahko uporaba ciklona v vezjih za brušenje magnetita povzroči neučinkovito delovanje zaradi razlike v gostoti med magnetit in odpadnimi minerali (silicijev dioksid). Magnetit ima specifično gostoto približno 5,15, silicijev pa posebno gostoto približno 2,7. Vhidrocikloni, Gosti minerali se ločijo pri lepši velikosti rezanja kot lažji minerali. Zato je osvobojeni magnetit koncentriran v podlogu ciklona, s posledičnim prekomerno prigovarjanjem magnetita. Napier-Munn in sod. (2005) je ugotovil, da je razmerje med popravljeno velikostjo reza (d50C) in gostota delcev sledi izrazu naslednje oblike, odvisno od pogojev pretoka in drugih dejavnikov:

d50c∝ρs -ρl -n

KjeρS je gostota trdnih snovi,ρl je gostota tekočine innje med 0,5 in 1,0. To pomeni, da je učinek mineralne gostote na delovanje ciklona lahko precej pomemben. Na primer, čed50C magnetita je 25 μm, natod50C delcev silicijevega dioksida bo 40–65 μm. Slika 8.13 prikazuje krivulje učinkovitosti klasifikacije ciklona za magnetit (Fe3O4) in silicijev dioksid (SiO2), pridobljen iz pregleda industrijskega vezja za brušenje magnetita v kroglici. Ločitev velikosti za kremen je veliko bolj groba, z ad50C za Fe3O4 od 29 μm, medtem ko je za SiO2 68 μm. Zaradi tega pojava so mlini za brušenje magnetita v zaprtih vezjih s hidrocikloni manj učinkoviti in imajo nižjo zmogljivost v primerjavi z drugimi osnovnimi vezji za brušenje.

Tehnologija visokotlačnega procesa: osnove in aplikacije

MJ COCERO doktorat, v knjižnici industrijske kemije, 2001

Naprave za ločevanje trdnih snovi

•

Hidrociklon

To je ena najpreprostejših vrst ločevalcev trdnih snovi. Gre za visoko učinkovitost ločitvene naprave in jo je mogoče uporabiti za učinkovito odstranjevanje trdnih snovi pri visokih temperaturah in tlakih. Je ekonomičen, ker nima gibljivih delov in zahteva malo vzdrževanja.

Učinkovitost ločevanja trdnih snovi je močna funkcija velikosti delcev in temperature. Učinkovitost bruto ločevanja v bližini 80% je dosegljiva za silicijev dioksid in temperature nad 300 ° C, medtem ko je v istem temperaturnem območju učinkovitost bruto ločevanja pri gostejših cirkonskih delcih večja od 99% [29].

Glavni hendikep o delovanju hidrociklona je težnja nekaterih soli, da se držijo ciklonskih sten.

•

Navzkrižna mikrofiltracija

Cross-pretočni filtri se obnašajo na podoben način, ki ga običajno opazimo pri filtriranju pretoka v okoljskih pogojih: povečana hitrost striženja in zmanjšana tekočina-viskoznost povzročijo povečano število filtrata. Za ločevanje oborjenih soli kot trdnih snovi je bila uporabljena navzkrižna mikrofiltracija, kar daje učinkovitost ločevanja delcev, ki običajno presegajo 99,9%. Goemaniet al.[30] so preučevali ločitev natrijevega nitrata od nadkritične vode. V pogojih študije je bil natrijev nitrat prisoten kot staljena sol in je bil sposoben prečkati filter. Učinkovitost ločevanja smo dobili, ki se spreminjajo glede na temperaturo, saj se topnost znižuje, ko se temperatura zvišuje med 40% in 85%, za 400 ° C oziroma 470 ° C. Ti delavci so ločitveni mehanizem razložili kot posledico izrazite prepustnosti filtrirnega medija proti nadkritični raztopini, v nasprotju s staljeno soljo, ki temelji na njihovih jasno ločenih viskoznostih. Zato bi bilo mogoče samo filtrirati oborine soli zgolj kot trdne snovi, ampak tudi filtriranje tistih soli z nizko cepljenjem, ki so v staljenem stanju.

Operacijske težave so bile predvsem posledica filtrirne korozije s soli.

Papir: recikliranje in reciklirane materiale

G. Doshi, JM Dyer, v referenčnem modulu iz materialov in materialov Engineering, 2016

3.3 Čiščenje

Čistila alihidrocikloniOdstranite onesnaževalce iz kaše na podlagi razlike v gostoti med onesnaževalcem in vodo. Te naprave so sestavljene iz stožčaste ali cilindrično-konične tlačne posode, na katero se na koncu velikega premera hrani kaša, ki se hrani s celulozo (slika 6). Med prehodom skozi čistilec celuloza razvije vzorec vrtinca, podoben vzorcu ciklona. Pretok se vrti okoli osrednje osi, ko mine stran od dovoda in proti vrhu ali odprtju podpnja, vzdolž notranjosti čistejše stene. Hitrost rotacijskega pretoka se pospeši, ko se premer stožca zmanjšuje. V bližini konca vrha odprtina majhnega premera preprečuje praznjenje večine toka, ki se namesto tega vrti v notranjem vrtincu v jedru čistilca. Pretok v notranjem jedru se pretaka od odprtine vrha, dokler se ne izpusti skozi vrtinčni iskalec, ki se nahaja na koncu velikega premera v središču čistilca. Material z višjo gostoto, ki je bil koncentriran na steni čistila zaradi centrifugalne sile, se izpusti na vrhu stožca (Bliss, 1994, 1997).

Čistila so razvrščena kot visoka, srednja ali nizka gostota, odvisno od odstranjevanja gostote in velikosti onesnaževal. Čistilo z visoko gostoto, s premerom, ki sega od 15 do 50 cm (6–20 in), se uporablja za odstranjevanje tramvalne kovine, sponke papirja in sponke in je običajno nameščen takoj po Perperju. Ko se čistejši premer zmanjšuje, se njegova učinkovitost pri odstranjevanju onesnaževalcev z majhnimi velikostmi poveča. Zaradi praktičnih in ekonomskih razlogov je ciklon premera 75 mm (3 in) na splošno najmanjši čistilec, ki se uporablja v papirni industriji.

Povratna čistila in čistila za pretok so zasnovana tako, da odstranijo onesnaževalce z nizko gostoto, kot so vosek, polistiren in lepljive. Povratna čistila so tako imenovana, ker se sprejema tok na čistejših vrhovih, medtem ko zavrnijo zavrnitve ob prelivu. V čistilcu pretoka sprejema in zavrne izstop na istem koncu čistila, pri čemer sprejema v bližini čistejše stene, ločene od zavrnitve s centralno cevjo v bližini jedra čistila, kot je prikazano na sliki 7.

Nenehne centrifuge, ki se uporabljajo v dvajsetih in tridesetih letih prejšnjega stoletja za odstranjevanje peska iz kaše, so bile ukinjene po razvoju hidrociklonov. Gyroclean, razvit v Center Technique du Papier, Grenoble, Francija, je sestavljen iz cilindra, ki se vrti pri 1200–1500 vrt./min. (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). Kombinacija relativno dolgega bivalnega časa in visoke centrifugalne sile omogoča onesnaževalcem z nizko gostoto dovolj časa, da se preselijo v jedro čistila, kjer jih zavrnemo skozi srednji vrtinski izpust.

Mt Thew, v Encyclopedia of Love Science, 2000

Sinopsis

Čeprav trdna - tekočinahidrociklonje bila ustanovljena večino 20. stoletja, zadovoljiva uspešnost tekočine in tekočine je prišla šele v osemdesetih letih. Offshore naftna industrija je imela potrebo po kompaktni, robustni in zanesljivi opremi za odstranjevanje fino razdeljenega onesnaževalnega olja iz vode. To potrebo je zadovoljila bistveno drugačna vrsta hidrociklona, ki seveda ni imela gibljivih delov.

Po pojasnilu te potrebe bolj v celoti in jo primerjamo s trdno -tekočino ciklonsko ločitev pri mineralnih predelavi, so podane prednosti, ki jih hidrociklon podeli nad vrstami opreme, nameščene prej, da bi izpolnili dajatev.

Merila za oceno uspešnosti ločitve so navedena pred razpravo o uspešnosti v smislu krmne ustave, nadzora operaterja in potrebne energije, tj. Produt padca tlaka in pretoka.

Okolje za proizvodnjo nafte postavlja nekaj omejitev za materiale, kar vključuje problem erozije delcev. Omenjeni so tipični uporabljeni materiali. Podatki o relativni stroški za vrste obrata za ločevanje nafte, tako kapital kot ponavljajoči se, so opisani, čeprav so viri redki. Nazadnje so opisani nekateri kazalci za nadaljnji razvoj, saj naftna industrija išče opremo, nameščeno na morskem dnu ali celo na dnu vrtine.

Vzorčenje, nadzor in uravnoteženje mase

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., V tehnologiji Wills 'Mineral Processing (Osma izdaja), 2016

3.7.1 Uporaba velikosti delcev

Številne enote, na primerhidrocikloniin gravitacijski ločevalci, ustvarijo stopnjo ločevanja velikosti in podatki o velikosti delcev se lahko uporabijo za uravnoteženje mase (primer 3.15).

Primer 3.15 je primer zmanjševanja neravnovesja vozlišč; Ponuja na primer začetno vrednost za posplošeno zmanjšanje najmanjših kvadratov. Ta grafični pristop je mogoče uporabiti, kadar koli so "presežni" podatki o komponentah; V primeru 3.9 bi ga lahko uporabili.

Primer 3.15 uporablja ciklon kot vozlišče. Drugo vozlišče je znižanja: to je primer 2 vhodov (sveža krma in kroglica Milldischarge) in en izhod (ciklonska krma). To daje še eno masno ravnovesje (primer 3.16).

V 9. poglavju se vrnemo na ta primer brušenja z uporabo prilagojenih podatkov za določitev krivulje particije ciklona.

Čas objave: maj-07-2019