ไฮโดรไซโคลน

คำอธิบาย

ไฮโดรไซโคลนมีรูปทรงกรวยทรงกระบอก โดยมีช่องป้อนเข้าในแนวสัมผัสในส่วนทรงกระบอกและมีทางออกที่แต่ละแกน ทางออกที่ส่วนทรงกระบอกเรียกว่าตัวค้นหากระแสน้ำวน และขยายเข้าไปในไซโคลนเพื่อลดการไหลลัดวงจรจากทางเข้าโดยตรง ที่ปลายทรงกรวยจะมีทางออกที่สองคือเดือย สำหรับการแยกขนาด โดยทั่วไป ช่องทางออกทั้งสองจะเปิดออกสู่บรรยากาศ โดยทั่วไปแล้ว ไฮโดรไซโคลนจะดำเนินการในแนวตั้งโดยมีเดือยอยู่ที่ปลายล่าง ดังนั้นผลิตภัณฑ์หยาบจึงเรียกว่าอันเดอร์โฟลว์ และผลิตภัณฑ์ละเอียด ออกจากตัวค้นหากระแสน้ำวน เรียกว่าโอเวอร์โฟลว์ รูปที่ 1 แผนผังแสดงการไหลหลักและคุณลักษณะการออกแบบทั่วไปไฮโดรไซโคลน: กระแสน้ำวนทั้งสอง, ช่องป้อนอาหารในแนวเส้นสัมผัสและช่องออกตามแนวแกน ยกเว้นบริเวณใกล้ๆ ของทางเข้าวงโคจร การเคลื่อนที่ของของไหลภายในพายุไซโคลนมีความสมมาตรในแนวรัศมี หากช่องระบายหนึ่งหรือทั้งสองช่องเปิดออกสู่ชั้นบรรยากาศ บริเวณความกดอากาศต่ำจะทำให้เกิดแกนก๊าซตามแนวแกนตั้งภายในกระแสน้ำวนด้านใน

หลักการทำงานนั้นเรียบง่าย: ของไหลที่บรรทุกอนุภาคแขวนลอยจะเข้าสู่ไซโคลนในวงสัมผัส หมุนวนลงด้านล่างและสร้างสนามแรงเหวี่ยงในกระแสน้ำวนอิสระ อนุภาคขนาดใหญ่จะเคลื่อนที่ผ่านของไหลออกสู่ด้านนอกของพายุไซโคลนในลักษณะเป็นเกลียว และออกผ่านหัวจุกด้วยเศษของของเหลว เนื่องจากพื้นที่จำกัดของจุก กระแสน้ำวนด้านในจึงหมุนไปในทิศทางเดียวกับกระแสน้ำวนด้านนอกแต่ไหลขึ้นด้านบน และปล่อยให้พายุไซโคลนผ่านตัวค้นหากระแสน้ำวน โดยนำของเหลวและอนุภาคปลีกย่อยส่วนใหญ่ไปด้วย หากเกินความจุของเดือย แกนอากาศจะถูกปิด และการปล่อยของเดือยจะเปลี่ยนจากสเปรย์รูปร่มเป็น 'เชือก' และสูญเสียวัสดุหยาบไปสู่การไหลล้น

เส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนทรงกระบอกเป็นตัวแปรหลักที่ส่งผลต่อขนาดของอนุภาคที่สามารถแยกออกได้ แม้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางทางออกสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างอิสระเพื่อเปลี่ยนการแยกที่เกิดขึ้น ในขณะที่คนงานในยุคแรกทดลองกับไซโคลนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กเพียง 5 มม. แต่เส้นผ่านศูนย์กลางของไฮโดรไซโคลนเชิงพาณิชย์ในปัจจุบันมีตั้งแต่ 10 มม. ถึง 2.5 ม. โดยมีขนาดแยกสำหรับอนุภาคที่มีความหนาแน่น 2,700 กก. m−3 ที่ 1.5–300 ไมโครเมตร ซึ่งลดลงเมื่อมีความหนาแน่นของอนุภาคเพิ่มขึ้น แรงดันตกขณะใช้งานมีตั้งแต่ 10 บาร์สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก ไปจนถึง 0.5 บาร์สำหรับหน่วยขนาดใหญ่ เพื่อเพิ่มความจุหลายขนาดเล็กไฮโดรไซโคลนอาจมีหลากหลายจากสายป้อนเดียว

แม้ว่าหลักการของการดำเนินการจะง่าย แต่การดำเนินงานหลายแง่มุมยังคงไม่ค่อยเข้าใจ และการเลือกไฮโดรไซโคลนและการทำนายสำหรับการดำเนินงานทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เป็นเชิงประจักษ์

การจำแนกประเภท

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng. ในเทคโนโลยีการประมวลผลแร่ของ Wills (ฉบับที่แปด), 2016

9.4.3 ไฮโดรไซโคลนกับตะแกรง

ไฮโดรไซโคลนเข้ามามีบทบาทในการจำแนกประเภทเมื่อต้องรับมือกับขนาดอนุภาคละเอียดในวงจรการบดแบบปิด (<200 µm) อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเทคโนโลยีหน้าจอล่าสุด (บทที่ 8) ได้ก่อให้เกิดความสนใจในการใช้หน้าจอในวงจรการเจียรอีกครั้ง ตะแกรงแยกตามขนาด และไม่ได้รับอิทธิพลโดยตรงจากความหนาแน่นที่แพร่กระจายในแร่ธาตุอาหารสัตว์ นี่อาจเป็นข้อได้เปรียบ หน้าจอยังไม่มีเศษส่วนบายพาส และดังตัวอย่างที่ 9.2 ได้แสดงไว้ การบายพาสอาจมีขนาดใหญ่มาก (มากกว่า 30% ในกรณีนี้) รูปที่ 9.8 แสดงตัวอย่างความแตกต่างในเส้นโค้งพาร์ติชันสำหรับตัวกรองไซโคลนและตัวกรอง ข้อมูลนี้มาจากเครื่องรวมศูนย์ El Brocal ในเปรูพร้อมการประเมินก่อนและหลังไฮโดรไซโคลนถูกแทนที่ด้วย Derrick Stack Sizer® (ดูบทที่ 8) ในวงจรการบด(Dündar et al., 2014) สอดคล้องกับความคาดหวัง เมื่อเปรียบเทียบกับพายุไซโคลน หน้าจอมีการแยกที่คมชัดกว่า (ความชันของเส้นโค้งสูงกว่า) และมีบายพาสเพียงเล็กน้อย มีรายงานความจุวงจรการเจียรที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากอัตราการแตกหักที่สูงขึ้นหลังจากติดตั้งตะแกรง สาเหตุนี้มีสาเหตุมาจากการกำจัดทางเลี่ยง ส่งผลให้ปริมาณวัสดุละเอียดที่ส่งกลับไปยังโรงบดลดลง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะรองรับผลกระทบของอนุภาคและอนุภาค

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงไม่ใช่วิธีเดียว ตัวอย่างล่าสุดคือการเปลี่ยนจากหน้าจอเป็นพายุไซโคลน เพื่อใช้ประโยชน์จากการลดขนาดเพิ่มเติมของแร่ธาตุที่จ่ายให้หนาแน่นมากขึ้น (Sasseville, 2015)

กระบวนการและการออกแบบทางโลหะวิทยา

Eoin H. Macdonald ในคู่มือการสำรวจและประเมินผลทองคำ ปี 2550

ไฮโดรไซโคลน

ไฮโดรไซโคลนเป็นหน่วยที่ต้องการสำหรับการปรับขนาดหรือกำจัดสารละลายสารละลายขนาดใหญ่ในราคาถูก และเนื่องจากใช้พื้นที่หรือพื้นที่ส่วนหัวน้อยมาก โดยจะทำงานอย่างมีประสิทธิผลสูงสุดเมื่อป้อนด้วยอัตราการไหลที่สม่ำเสมอและความหนาแน่นของเยื่อกระดาษ และใช้แยกกันหรือเป็นกลุ่มเพื่อให้ได้ความจุทั้งหมดที่ต้องการตามการแบ่งแยกที่ต้องการ ความสามารถในการปรับขนาดขึ้นอยู่กับแรงเหวี่ยงที่เกิดจากความเร็วการไหลในแนวสัมผัสสูงผ่านตัวเครื่อง กระแสน้ำวนปฐมภูมิที่เกิดจากสารละลายที่เข้ามาจะทำหน้าที่หมุนวนลงไปรอบๆ ผนังกรวยด้านใน ของแข็งถูกเหวี่ยงออกไปด้านนอกด้วยแรงเหวี่ยง ดังนั้นเมื่อเยื่อกระดาษเคลื่อนตัวลงด้านล่าง ความหนาแน่นของมันจะเพิ่มขึ้น องค์ประกอบในแนวตั้งของความเร็วจะเคลื่อนลงใกล้กับผนังกรวยและขึ้นไปใกล้แกน เศษเมือกที่แยกออกจากกันแบบแรงเหวี่ยงที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าจะถูกดันขึ้นผ่านเครื่องค้นหากระแสน้ำวนเพื่อส่งผ่านช่องที่ปลายด้านบนของกรวย โซนหรือเปลือกที่อยู่ตรงกลางระหว่างกระแสทั้งสองมีความเร็วแนวตั้งเป็นศูนย์ และแยกของแข็งหยาบที่เคลื่อนลงด้านล่างจากของแข็งที่ละเอียดกว่าซึ่งเคลื่อนขึ้นไปด้านบน กระแสน้ำส่วนใหญ่ไหลผ่านขึ้นไปภายในกระแสน้ำวนภายในที่มีขนาดเล็กกว่า และแรงเหวี่ยงที่สูงกว่าจะผลักอนุภาคที่ละเอียดกว่าออกไปด้านนอก ทำให้การแยกอนุภาคที่มีขนาดปลีกย่อยมีประสิทธิภาพมากขึ้น อนุภาคเหล่านี้จะกลับสู่กระแสน้ำวนด้านนอกและรายงานไปยังฟีดจิ๊กอีกครั้ง

รูปทรงและสภาพการทำงานภายในรูปแบบการไหลของเกลียวแบบทั่วไปไฮโดรไซโคลนอธิบายไว้ในรูปที่ 8.13 ตัวแปรการปฏิบัติงานได้แก่ ความหนาแน่นของเยื่อกระดาษ อัตราการไหลของฟีด คุณลักษณะของของแข็ง ความดันทางเข้าของฟีด และแรงดันตกผ่านไซโคลน ตัวแปรไซโคลนคือพื้นที่ของทางเข้าป้อน เส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของตัวค้นหากระแสน้ำวน และเส้นผ่านศูนย์กลางการปล่อยเดือย ค่าของค่าสัมประสิทธิ์การลากยังได้รับผลกระทบจากรูปร่างด้วย ยิ่งอนุภาคแปรผันจากสภาพทรงกลมมากเท่าใด รูปร่างก็จะยิ่งเล็กลงและความต้านทานการตกตะกอนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น โซนความเครียดวิกฤตอาจขยายไปถึงอนุภาคทองคำบางส่วนที่มีขนาดใหญ่ถึง 200 มม. และการติดตามกระบวนการจำแนกประเภทอย่างระมัดระวังจึงเป็นสิ่งสำคัญในการลดการรีไซเคิลมากเกินไปและส่งผลให้เกิดการสะสมของเมือก ในอดีต เมื่อได้รับความสนใจเพียงเล็กน้อยต่อการฟื้นตัวของ 150μm เมล็ดทองคำ การขนย้ายทองคำในส่วนเมือกดูเหมือนจะเป็นสาเหตุส่วนใหญ่ต่อการสูญเสียทองคำที่ได้รับการบันทึกว่าสูงถึง 40–60% ในการดำเนินการวางทองคำจำนวนมาก

รูปที่ 8.14 (แผนภูมิการคัดเลือก Warman) คือการเลือกไซโคลนเบื้องต้นสำหรับการแยกขนาด D50 ต่างๆ ตั้งแต่ 9–18 ไมครอน จนถึง 33–76 ไมครอน แผนภูมินี้ เช่นเดียวกับแผนภูมิประสิทธิภาพของไซโคลนอื่นๆ จะขึ้นอยู่กับฟีดประเภทเฉพาะที่มีการควบคุมอย่างระมัดระวัง โดยถือว่าปริมาณของแข็งในน้ำ 2,700 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร เป็นแนวทางแรกในการเลือก ไซโคลนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่านั้นถูกใช้เพื่อสร้างการแยกแบบหยาบ แต่ต้องใช้ปริมาณป้อนสูงเพื่อการทำงานที่เหมาะสม การแยกละเอียดที่ปริมาณป้อนสูงจำเป็นต้องมีกลุ่มของไซโคลนเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กที่ทำงานขนานกัน พารามิเตอร์การออกแบบขั้นสุดท้ายสำหรับขนาดที่ใกล้เคียงจะต้องถูกกำหนดโดยการทดลอง และสิ่งสำคัญคือต้องเลือกไซโคลนที่อยู่ตรงกลางของช่วง เพื่อให้สามารถปรับเปลี่ยนเล็กน้อยที่อาจจำเป็นได้เมื่อเริ่มการทำงาน

ไซโคลน CBC (เตียงหมุนเวียน) อ้างว่าสามารถจำแนกประเภทวัสดุป้อนทองคำในลุ่มน้ำที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 5 มม. และได้รับฟีดจิ๊กที่สูงสม่ำเสมอจากการไหลด้านล่าง การแยกจะเกิดขึ้นในเวลาประมาณD50/150 ไมครอน ขึ้นอยู่กับซิลิกาที่มีความหนาแน่น 2.65 ไซโคลน CBC อันเดอร์โฟลว์อ้างว่าคล้อยตามโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแยกจิ๊ก เนื่องจากมีเส้นโค้งการกระจายขนาดที่ค่อนข้างเรียบและการกำจัดอนุภาคของเสียละเอียดได้เกือบสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าระบบนี้อ้างว่าผลิตความเข้มข้นปฐมภูมิคุณภาพสูงของแร่ธาตุหนักที่เท่ากันในการป้อนครั้งเดียวจากฟีดที่มีขนาดค่อนข้างยาว (เช่น ทรายแร่) แต่ไม่มีตัวเลขประสิทธิภาพดังกล่าวสำหรับวัสดุป้อนจากลุ่มน้ำที่มีทองคำละเอียดและเป็นขุย . ตารางที่ 8.5 ให้ข้อมูลทางเทคนิคสำหรับ AKWไฮโดรไซโคลนสำหรับจุดตัดระหว่าง 30 ถึง 100 ไมครอน

ตารางที่ 8.5. ข้อมูลทางเทคนิคสำหรับไฮโดรไซโคลน AKW

ประเภท (KRS)	เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.)	ความดันตก	ความจุ		จุดตัด (ไมครอน)
ประเภท (KRS)	เส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.)	ความดันตก	สารละลาย (ลบ.ม./ชม.)	ของแข็ง (t/h สูงสุด)	จุดตัด (ไมครอน)
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

การพัฒนาเทคโนโลยีการแยกแร่เหล็กและการจำแนกประเภท

อ. ยานโควิช ใน Iron Ore, 2015

8.3.3.1 เครื่องแยกไฮโดรไซโคลน

ไฮโดรไซโคลนหรือที่เรียกว่าไซโคลนเป็นอุปกรณ์จำแนกประเภทที่ใช้แรงเหวี่ยงเพื่อเร่งอัตราการตกตะกอนของอนุภาคของสารละลายและแยกอนุภาคตามขนาด รูปร่าง และความถ่วงจำเพาะ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแร่ธาตุ โดยการใช้หลักในการแปรรูปแร่คือการเป็นตัวแยกประเภท ซึ่งพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพอย่างมากในขนาดการแยกละเอียด มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบดแบบวงจรปิด แต่พบการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย เช่น การขจัดคราบหินปูน การทำให้เนื้อละเอียด และการทำให้หนาขึ้น

ไฮโดรไซโคลนทั่วไป (รูปที่ 8.12a) ประกอบด้วยภาชนะที่มีรูปทรงกรวย เปิดที่ปลายหรือด้านล่าง เชื่อมเข้ากับส่วนทรงกระบอกซึ่งมีทางเข้าป้อนตามแนวเส้นสัมผัส ด้านบนของส่วนทรงกระบอกปิดด้วยแผ่นซึ่งผ่านท่อล้นที่ติดตั้งตามแนวแกน ท่อถูกขยายเข้าไปในตัวของไซโคลนโดยส่วนสั้นและถอดออกได้ที่เรียกว่าตัวค้นหากระแสน้ำวน ซึ่งป้องกันการลัดวงจรของฟีดโดยตรงไปยังน้ำล้น การป้อนจะถูกป้อนภายใต้ความกดดันผ่านทางเข้าในแนวสัมผัส ซึ่งจะทำให้เยื่อกระดาษหมุนวน สิ่งนี้จะสร้างกระแสน้ำวนในพายุไซโคลน โดยมีโซนความกดอากาศต่ำตามแนวแกนตั้ง ดังแสดงในรูปที่ 8.12b แกนอากาศพัฒนาไปตามแกน ซึ่งปกติแล้วจะเชื่อมต่อกับบรรยากาศผ่านช่องเปิดยอด แต่ในส่วนหนึ่งถูกสร้างขึ้นโดยอากาศที่ละลายออกมาจากสารละลายในบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ แรงเหวี่ยงเร่งอัตราการตกตะกอนของอนุภาค ดังนั้นจึงแยกอนุภาคตามขนาด รูปร่าง และความถ่วงจำเพาะ อนุภาคที่ตกตะกอนเร็วขึ้นจะเคลื่อนไปที่ผนังของพายุไซโคลนซึ่งมีความเร็วต่ำสุด และเคลื่อนตัวไปยังช่องเปิดยอด (อันเดอร์โฟลว์) เนื่องจากการกระทำของแรงลาก อนุภาคที่ตกตะกอนช้ากว่าจะเคลื่อนที่ไปยังโซนความดันต่ำตามแนวแกน และถูกพาขึ้นด้านบนผ่านตัวค้นหากระแสน้ำวนไปยังน้ำล้น

ไฮโดรไซโคลนถูกใช้อย่างกว้างขวางในวงจรการเจียร เนื่องจากมีความจุสูงและมีประสิทธิภาพสัมพัทธ์ นอกจากนี้ยังสามารถจำแนกขนาดอนุภาคได้หลากหลาย (โดยทั่วไปคือ 5–500 μm) ซึ่งเป็นหน่วยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าซึ่งใช้สำหรับการจำแนกประเภทที่ละเอียดยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม การใช้ไซโคลนในวงจรการบดแมกนีไทต์อาจทำให้การทำงานไม่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากความหนาแน่นที่แตกต่างกันระหว่างแมกนีไทต์และแร่ธาตุเสีย (ซิลิกา) แมกนีไทต์มีความหนาแน่นจำเพาะประมาณ 5.15 ในขณะที่ซิลิกามีความหนาแน่นจำเพาะประมาณ 2.7 ในไฮโดรไซโคลนแร่ธาตุที่มีความหนาแน่นสูงจะแยกออกจากกันด้วยขนาดที่ละเอียดกว่าแร่ธาตุที่เบากว่า ดังนั้น แมกนีไทต์ที่ถูกปลดปล่อยจึงกระจุกตัวอยู่ในกระแสไซโคลนอันเดอร์โฟลว์ ซึ่งส่งผลให้แมกนีไทต์บดมากเกินไป เนเปียร์-มันน์ และคณะ (2005) ตั้งข้อสังเกตว่าความสัมพันธ์ระหว่างขนาดการตัดที่ถูกต้อง (d50c) และความหนาแน่นของอนุภาคเป็นไปตามการแสดงออกของรูปแบบต่อไปนี้ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาวะการไหลและปัจจัยอื่นๆ:

d50c∝ρs−ρl−n

ที่ไหนρs คือความหนาแน่นของของแข็งρl คือความหนาแน่นของของเหลว และnอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 1.0 ซึ่งหมายความว่าผลกระทบของความหนาแน่นของแร่ธาตุต่อประสิทธิภาพของไซโคลนอาจมีนัยสำคัญมาก ตัวอย่างเช่น ถ้าd50c ของแมกนีไทต์คือ 25 μm จากนั้นdอนุภาคซิลิกา 50c จะอยู่ที่ 40–65 μm รูปที่ 8.13 แสดงเส้นโค้งประสิทธิภาพการจำแนกประเภทพายุไซโคลนสำหรับแมกนีไทต์ (Fe3O4) และซิลิกา (SiO2) ที่ได้จากการสำรวจวงจรการบดแมกนีไทต์แบบลูกกลิ้งอุตสาหกรรม การแยกขนาดของซิลิกาจะหยาบกว่ามาก โดยมี ad50c สำหรับ Fe3O4 ที่ 29 μm ในขณะที่ SiO2 คือ 68 μm เนื่องจากปรากฏการณ์นี้ โรงบดแมกนีไทต์ในวงจรปิดที่มีไฮโดรไซโคลนจึงมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและมีกำลังการผลิตต่ำกว่าเมื่อเทียบกับวงจรการบดโลหะฐานอื่นๆ

เทคโนโลยีกระบวนการแรงดันสูง: พื้นฐานและการประยุกต์

MJ Cocero ปริญญาเอก ในห้องสมุดเคมีอุตสาหกรรม, 2001

อุปกรณ์แยกของแข็ง

-

ไฮโดรไซโคลน

นี่คือหนึ่งในเครื่องแยกของแข็งประเภทที่ง่ายที่สุด เป็นอุปกรณ์แยกสารประสิทธิภาพสูงและสามารถใช้เพื่อกำจัดของแข็งที่อุณหภูมิและความดันสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประหยัดเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อย

ประสิทธิภาพในการแยกของแข็งขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคและอุณหภูมิ ประสิทธิภาพการแยกโดยรวมเกือบ 80% สามารถทำได้สำหรับซิลิกาและอุณหภูมิสูงกว่า 300°C ในขณะที่อยู่ในช่วงอุณหภูมิเดียวกัน ประสิทธิภาพการแยกขั้นต้นสำหรับอนุภาคเพทายที่มีความหนาแน่นมากกว่านั้นมากกว่า 99% [29]

อุปสรรคหลักของการทำงานของไฮโดรไซโคลนคือแนวโน้มที่เกลือบางชนิดจะเกาะติดกับผนังพายุไซโคลน

-

การกรองไมโครแบบข้าม

ตัวกรองแบบไหลข้ามมีพฤติกรรมคล้ายกับที่พบในการกรองแบบไหลข้ามตามปกติภายใต้สภาวะแวดล้อม: อัตราเฉือนที่เพิ่มขึ้นและความหนืดของของเหลวที่ลดลงส่งผลให้จำนวนการกรองเพิ่มขึ้น มีการใช้การกรองไมโครฟิลเตรชันข้ามเพื่อการแยกเกลือที่ตกตะกอนเป็นของแข็ง ทำให้ประสิทธิภาพในการแยกอนุภาคโดยทั่วไปเกิน 99.9% โกแมนส์และคณะ[30] ศึกษาการแยกโซเดียมไนเตรตจากน้ำที่วิกฤตยิ่งยวด ภายใต้เงื่อนไขของการศึกษา พบว่ามีโซเดียมไนเตรตเป็นเกลือหลอมเหลวและสามารถข้ามตัวกรองได้ ประสิทธิภาพการแยกสารจะแปรผันตามอุณหภูมิ เนื่องจากความสามารถในการละลายลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ซึ่งอยู่ในช่วงระหว่าง 40% ถึง 85% สำหรับ 400 °C และ 470°C ตามลำดับ คนงานเหล่านี้อธิบายกลไกการแยกซึ่งเป็นผลมาจากการซึมผ่านที่ชัดเจนของตัวกลางกรองไปยังสารละลายที่วิกฤตยิ่งยวด เมื่อเทียบกับเกลือหลอมเหลว โดยพิจารณาจากความหนืดที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะกรองเกลือที่ตกตะกอนเพียงของแข็งเท่านั้น แต่ยังกรองเกลือที่มีจุดหลอมเหลวต่ำที่อยู่ในสถานะหลอมเหลวได้อีกด้วย

ปัญหาในการทำงานมีสาเหตุหลักมาจากการกัดกร่อนของตัวกรองโดยเกลือ

กระดาษ: การรีไซเคิลและวัสดุรีไซเคิล

MR Doshi, JM Dyer ในโมดูลอ้างอิงสาขาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมวัสดุ ปี 2016

3.3 การทำความสะอาด

น้ำยาทำความสะอาดหรือไฮโดรไซโคลนกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากเยื่อกระดาษตามความหนาแน่นที่แตกต่างกันระหว่างสารปนเปื้อนและน้ำ อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วยภาชนะรับความดันทรงกรวยหรือทรงกระบอกซึ่งมีการป้อนเยื่อแบบสัมผัสที่ปลายเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (รูปที่ 6) ในระหว่างที่ผ่านเครื่องทำความสะอาด เยื่อกระดาษจะพัฒนารูปแบบการไหลของน้ำวน คล้ายกับของพายุไซโคลน การไหลจะหมุนรอบแกนกลางขณะที่ไหลออกจากทางเข้าและไปยังยอด หรือช่องเปิดอันเดอร์โฟลว์ ไปตามด้านในของผนังที่สะอาดกว่า ความเร็วของการไหลแบบหมุนจะเพิ่มขึ้นเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของกรวยลดลง ใกล้กับปลายยอด ช่องเปิดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กจะช่วยป้องกันการไหลออกส่วนใหญ่ ซึ่งจะหมุนไปในกระแสน้ำวนด้านในที่แกนของตัวทำความสะอาดแทน การไหลที่แกนในจะไหลออกจากช่องเปิดเอเพ็กซ์จนกระทั่งไหลผ่านตัวค้นหากระแสน้ำวน ซึ่งอยู่ที่ปลายเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ตรงกลางของตัวทำความสะอาด วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงกว่าซึ่งถูกรวมตัวไว้ที่ผนังของน้ำยาทำความสะอาดเนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ จะถูกปล่อยออกมาที่ปลายกรวย (Bliss, 1994, 1997)

น้ำยาทำความสะอาดจัดอยู่ในประเภทความหนาแน่นสูง ปานกลาง หรือต่ำ ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและขนาดของสารปนเปื้อนที่ถูกกำจัดออก เครื่องทำความสะอาดที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 15 ถึง 50 ซม. (6–20 นิ้ว) ใช้เพื่อขจัดโลหะที่จรจัด คลิปหนีบกระดาษ และลวดเย็บ และโดยปกติจะวางไว้ตามหลังเครื่องเยื่อกระดาษ เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของน้ำยาทำความสะอาดลดลง ประสิทธิภาพในการกำจัดสิ่งปนเปื้อนขนาดเล็กจะเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุผลในทางปฏิบัติและทางเศรษฐกิจ โดยทั่วไปไซโคลนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 75 มม. (3 นิ้ว) จึงเป็นเครื่องทำความสะอาดที่มีขนาดเล็กที่สุดที่ใช้ในอุตสาหกรรมกระดาษ

น้ำยาทำความสะอาดแบบย้อนกลับและน้ำยาทำความสะอาดไหลผ่าน ได้รับการออกแบบมาเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนที่มีความหนาแน่นต่ำ เช่น ขี้ผึ้ง โพลีสไตรีน และกาวเหนียว เครื่องทำความสะอาดแบบย้อนกลับได้รับการตั้งชื่อเช่นนี้เนื่องจากกระแสการยอมรับจะถูกรวบรวมที่ปลายตัวทำความสะอาดในขณะที่เครื่องคัดแยกจะออกจากที่ล้น ในเครื่องทำความสะอาดแบบไหลผ่าน ให้ยอมรับและปฏิเสธทางออกที่ปลายด้านเดียวกันของเครื่องทำความสะอาด โดยมีการยอมรับใกล้กับผนังเครื่องทำความสะอาดที่แยกออกจากสิ่งคัดแยกด้วยท่อกลางใกล้กับแกนของเครื่องทำความสะอาด ดังแสดงในรูปที่ 7

เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบต่อเนื่องที่ใช้ในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 และ 1930 เพื่อขจัดทรายออกจากเยื่อกระดาษถูกยกเลิกหลังจากการพัฒนาของไฮโดรไซโคลน Gyroclean พัฒนาขึ้นที่ Centre Technique du Papier เมืองเกรอน็อบล์ ประเทศฝรั่งเศส ประกอบด้วยกระบอกสูบที่หมุนที่ 1200–1500 รอบต่อนาที (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002) การผสมผสานระหว่างระยะเวลาการคงตัวที่ค่อนข้างยาวนานและแรงเหวี่ยงหนีศูนย์สูงทำให้สารปนเปื้อนที่มีความหนาแน่นต่ำมีเวลาเพียงพอในการเคลื่อนย้ายไปยังแกนของเครื่องทำความสะอาด ซึ่งพวกมันจะถูกปฏิเสธโดยการปล่อยกระแสน้ำวนตรงกลาง

เอ็มที ทิว ในสารานุกรมวิทยาศาสตร์การแยก 2543

เรื่องย่อ

แม้ว่าจะเป็นของแข็ง-ของเหลวก็ตามไฮโดรไซโคลนได้รับการจัดตั้งขึ้นเกือบศตวรรษที่ 20 ประสิทธิภาพการแยกของเหลวและของเหลวที่น่าพอใจยังไม่เกิดขึ้นจนกระทั่งช่วงปี 1980 อุตสาหกรรมน้ำมันนอกชายฝั่งมีความต้องการอุปกรณ์ที่มีขนาดกะทัดรัด ทนทาน และเชื่อถือได้สำหรับการกำจัดน้ำมันปนเปื้อนที่แยกตัวละเอียดออกจากน้ำ ความต้องการนี้ได้รับการตอบสนองด้วยไฮโดรไซโคลนประเภทต่าง ๆ อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งแน่นอนว่าไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว

หลังจากอธิบายความต้องการนี้ให้ครบถ้วนยิ่งขึ้น และเปรียบเทียบกับการแยกไซโคลนของแข็งและของเหลวในการแปรรูปแร่แล้ว จะมีการมอบข้อดีที่ไฮโดรไซโคลนมอบให้กับอุปกรณ์ประเภทต่างๆ ที่ติดตั้งก่อนหน้านี้เพื่อให้เป็นไปตามหน้าที่

เกณฑ์การประเมินประสิทธิภาพการแยกจะถูกระบุไว้ก่อนที่จะอภิปรายการประสิทธิภาพในแง่ขององค์ประกอบการป้อน การควบคุมผู้ปฏิบัติงาน และพลังงานที่ต้องการ เช่น ผลคูณของแรงดันตกคร่อมและอัตราการไหล

สภาพแวดล้อมสำหรับการผลิตปิโตรเลียมทำให้เกิดข้อจำกัดบางประการสำหรับวัสดุ ซึ่งรวมถึงปัญหาการกัดเซาะของอนุภาคด้วย มีการกล่าวถึงวัสดุทั่วไปที่ใช้ มีการสรุปข้อมูลต้นทุนสัมพัทธ์สำหรับประเภทของโรงแยกน้ำมันทั้งแบบทุนและแบบหมุนเวียน แม้ว่าแหล่งที่มาจะกระจัดกระจายก็ตาม ท้ายที่สุด มีการอธิบายตัวชี้บางประการสำหรับการพัฒนาเพิ่มเติม เนื่องจากอุตสาหกรรมน้ำมันมองหาอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนพื้นทะเลหรือแม้แต่ที่ด้านล่างของหลุมเจาะ

การสุ่มตัวอย่าง การควบคุม และการปรับสมดุลมวล

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng. ในเทคโนโลยีการประมวลผลแร่ของ Wills (ฉบับที่แปด), 2016

3.7.1 การใช้ขนาดอนุภาค

มากมายหลายหน่วยเช่นไฮโดรไซโคลนและเครื่องแยกแรงโน้มถ่วง ทำให้เกิดระดับการแยกขนาด และข้อมูลขนาดอนุภาคสามารถนำมาใช้ในการปรับสมดุลมวลได้ (ตัวอย่าง 3.15)

ตัวอย่าง 3.15 เป็นตัวอย่างของการลดความไม่สมดุลของโหนด โดยจะให้ค่าเริ่มต้นสำหรับการย่อขนาดกำลังสองน้อยที่สุดโดยทั่วไปให้เหลือน้อยที่สุด วิธีการแบบกราฟิกนี้สามารถใช้ได้เมื่อใดก็ตามที่มีข้อมูลส่วนประกอบ "ส่วนเกิน" ในตัวอย่างที่ 3.9 ก็สามารถใช้ได้

ตัวอย่าง 3.15 ใช้ไซโคลนเป็นโหนด โหนดที่สองคือบ่อ: นี่คือตัวอย่างของอินพุต 2 รายการ (ฟีดสดและการปล่อยมิลลิ่งของลูกบอล) และเอาต์พุตหนึ่งรายการ (ฟีดไซโคลน) สิ่งนี้ทำให้เกิดความสมดุลของมวลอีกครั้ง (ตัวอย่าง 3.16)

ในบทที่ 9 เราจะกลับมาที่ตัวอย่างวงจรการเจียรนี้โดยใช้ข้อมูลที่ปรับแล้วเพื่อกำหนดเส้นโค้งพาร์ติชันไซโคลน

เวลาโพสต์: May-07-2019