Гідроциклони

Опис

Гідроциклонимають коно-циліндричну форму, з тангенціальним вхідним подачею в циліндричну секцію та виходом на кожній осі. Вихід на циліндричній секції називається пошуком вихору і поширюється на циклон, щоб зменшити потік короткого замикання безпосередньо з входу. На конічному кінці є другий розетка, Spigot. Для розділення розмірів обидва торгові точки, як правило, відкриті для атмосфери. Гідроциклони, як правило, працюють вертикально зі шпигуном на нижньому кінці, отже, грубому продукту називають підливою та тонким продуктом, залишаючи випускник вихору, переповнення. На малюнку 1 схематично показано основні особливості потоку та дизайну типовогогідроциклон: Два вихори, тангенціальний вхід подачі та осьові торгові точки. За винятком найближчої області тангенціального входу, рух рідини всередині циклону має радіальну симетрію. Якщо один або обидва торгові точки відкриті для атмосфери, зона низького тиску викликає газову ядро вздовж вертикальної осі, всередині внутрішнього вихору.

Принцип експлуатації простий: рідина, що несе зважені частинки, входить у циклон дотично, спіралі вниз і виробляють відцентрове поле у вільному вихорі. Більші частинки рухаються через рідину до зовнішньої сторони циклону в спіральному русі і виходять через шпильку з часткою рідини. Завдяки обмежувальній площі шпигуна, внутрішній вихор, обертається в тому ж напрямку, що і зовнішній вихор, але тече вгору, встановлюється і залишає циклон через вихровий пошук, несучи більшу частину рідини та більш тонких частинок з ним. Якщо ємність SPIGOT буде перевищена, повітряне ядро закриваються, а розряд Spigot змінюється з парасолькоподібного спрею до «мотузки» та втрати грубого матеріалу до переповнення.

Діаметр циліндричної секції є основною змінною, що впливає на розмір частинки, яку можна розділити, хоча діаметри виходу можна змінити незалежно, щоб змінити досягнуте розділення. У той час як ранні працівники експериментували з циклонами діаметром 5 мм, комерційні діаметри гідроциклону в даний час становлять від 10 мм до 2,5 м, розділяючи розміри для частинок щільності 2700 кг м - 3,5–300 мкм, зменшуючись із збільшенням щільності частинок. Падіння робочого тиску коливається від 10 бар для невеликих діаметрів до 0,5 бар для великих одиниць. Для збільшення ємності, множинні малігідроциклониМоже бути виведено з однієї лінії подачі.

Хоча принцип експлуатації простий, багато аспектів їх роботи все ще недостатньо вивчені, а вибір гідроциклону та прогнозування промислової експлуатації значною мірою емпіричні.

Класифікація

Баррі А. Уіллс, Джеймс А. Фінч Фрс, FCIM, P.Eng.

9.4.3 гідроциклони проти екранів

Гідроциклони прийшли до домінування в класифікації при роботі з дрібними розмірами частинок у закритих шліфувальних схемах (<200 мкм). Однак останні розробки в галузі екранної технології (глава 8) поновили інтерес до використання екранів у шліфувальних схемах. Екрани відокремлюються на основі розміру і безпосередньо не впливають на розповсюдження щільності в мінералах подачі. Це може бути перевагою. Екрани також не мають обходу фракції, і як показав приклад 9.2, байпас може бути досить великим (понад 30% у цьому випадку). Малюнок 9.8Shows Приклад різниці кривої розділення для екранів циклонів та екранів. Дані - від концентратора El Brocal в Перу з оцінками до та після того, як гідроциклони були замінені на Derrick Stack Sizer® (див. Розділ 8) у ланцюзі шліфування (Dündar et al., 2014). Відповідно до очікування, порівняно з циклоном екран мав більш чітке розділення (нахил кривої вище) і мало обходу. Повідомлялося про збільшення потужності шліфувальної схеми через більш високі показники зриву після впровадження екрана. Це пояснювалося усуненням байпасу, зменшення кількості тонкого матеріалу, що надсилається назад до шліфувального млини, має тенденцію до удару частинок -частинок.

Однак перехід - це не один спосіб: недавній приклад - це перехід від екрана до циклону, щоб скористатися додатковим зменшенням розміру щільних платехів (Sassevell, 2015).

Металургійний процес та дизайн

Eoin H. MacDonald, в Довіднику з розвідки та оцінки золота, 2007

Гідроциклони

Гідроциклони - це кращі одиниці для розміру або делімації великих обсягів суспензії дешево і тому, що вони займають дуже мало місця або підлогу. Вони працюють найбільш ефективно при подачі рівномірної швидкості та щільності целюлози та використовуються індивідуально або в кластерах для отримання бажаної загальної потужності при необхідних розколах. Можливості розміру покладаються на відцентрові сили, що генеруються високими дотичними швидкостями потоку через одиницю. Первинний вихор, утворений вхідною суспензією, діє спірально вниз навколо внутрішньої конусної стіни. Тверді речовини кидаються назовні відцентровою силою, так що в міру збільшення її щільності вниз рухається вниз. Вертикальні компоненти Закону про швидкість вниз поблизу стін конуса і вгору біля осі. Менш щільна відокремлена фракція слизу вимушена вгору через пошук вихору проходити через отвір у верхньому кінці конуса. Проміжна зона або конверт між двома потоками має нульову вертикальну швидкість і відокремлює більш грубі тверді речовини, що рухаються вниз від тонших твердих речовин, що рухаються вгору. Основна частина потоку проходить вгору всередині меншого внутрішнього вихору, а більш високі відцентрові сили викидають більші більш тонкі частинки назовні, таким чином забезпечуючи більш ефективне поділ у більш тонких синах. Ці частинки повертаються до зовнішнього вихору і ще раз повідомляють про подачу джигу.

Умови геометрії та експлуатації в режимі спірального потоку типовогогідроциклонописані на рис. 8.13. Оперативні змінні - це щільність пульпи, швидкість подачі, характеристики твердих речовин, подача вхідного тиску та падіння тиску через циклон. Змінні циклону - це площа входу подачі, діаметр і довжину виходу, і діаметр розряду. На значення коефіцієнта перетягування також впливає форма; Чим більше частинка варіюється від сферичності, тим меншим є його фактор форми і тим більший її стійкість до осідання. Таким чином, зона критичної напруги може поширюватися на деякі частинки золота в розмірі 200 мм та ретельне моніторинг процесу класифікації, таким чином, є важливим для зменшення надмірної переробки та виникнення накопичення шлаки. Історично, коли мало уваги приділяло відновлення 150μЗерна золота, перенесення золота у слизових фракціях, схоже, значною мірою відповідала за втрати золота, які були зафіксовані як на 40–60% у багатьох операціях із золотими розсипами.

Малюнок 8.14 (діаграма відбору Warman) - це попередній вибір циклонів для розділення на різних сінах D50 від 9–18 мкм до 33–76 мкм. Ця діаграма, як і в інших таких діаграмах продуктивності циклону, заснована на ретельно контрольованому подачі певного типу. Він передбачає вміст твердих речовин у воді 2700 кг/м3 у воді як перший посібник з вибору. Циклони більшого діаметра використовуються для отримання грубих розділень, але потребують високих обсягів подачі для належної функції. Тонкі розділення при високих обсягах подачі потребують кластерів циклонів малого діаметра, які працюють паралельно. Остаточні конструкції Parameters для близького розміру повинні бути визначені експериментально, і важливо вибрати циклон навколо середини діапазону, щоб будь -які незначні корективи, які можуть знадобитися, могли бути здійснені на початку операцій.

Циклон CBC (циркулюючий шар), як стверджується, класифікує алювіальні матеріали подачі золота до 5 мм і отримують послідовно високий подачу джигу від підплукування. Розділення відбувається приблизно наD50/150 мкм на основі кремнезему щільності 2,65. Застереження CBC Cyclone, як стверджується, особливо піддається розділенню джигів через його відносно гладку криву розподілу розміру та майже повне видалення частинок дрібних відходів. Однак, хоча ця система, як стверджується, виробляє високоякісний первинний концентрат рівних важких мінералів в одному проході від відносно довгих діапазонів діапазону (наприклад, мінеральних пісків), такі показники продуктивності доступні для алювіального матеріалу подачі, що містить тонке та химерне золото. Таблиця 8.5 надає технічні дані для AKWгідроциклониДля точок відсічення між 30 і 100 мкм.

Таблиця 8.5. Технічні дані для гідроциклонів AKW

Тип (KRS)	Діаметр (мм)	Падіння тиску	Потужність		Точка вирізання (мікрон)
Тип (KRS)	Діаметр (мм)	Падіння тиску	Slurry (M3/HR)	Тверді речовини (макс).	Точка вирізання (мікрон)
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

Розробки в технологіях спільного та класифікації залізної руди

А. Янкович, у Залізній руді, 2015

8.3.3.1 Сепаратори гідроциклону

Гідроциклон, який також називають циклоном, є класифікаційним пристроєм, який використовує відцентрову силу для прискорення швидкості осідання слизу та окремих частинок відповідно до розміру, форми та питомої ваги. Він широко використовується в галузі мінералів, його основне використання в обробці мінеральних речовин є класифікатором, який виявився надзвичайно ефективним при тонких розмірах розділення. Він широко використовується в операціях з подрібненням із закритим контуром, але знайшов багато інших цілей, таких як знежирення, знежирення та потовщення.

Типовий гідроциклон (мал. 8.12a) складається з посудини, відкритої, відкритої на верхівці або підплутуванню, приєднаного до циліндричного відділу, який має тангенціальний вхід подачі. Верхівка циліндричної секції закрита тарілкою, через яку проходить осі, встановлена переповненою трубою. Труба поширюється на корпус циклону коротким знімним секцією, відомим як Fortex Finder, який запобігає короткому циркулюванню подачі безпосередньо в переповнення. Подача вводиться під тиском через тангенціальний вхід, що надає закрученому русі до м'якоті. Це генерує вихор у циклоні, із зоною низького тиску вздовж вертикальної осі, як показано на малюнку 8.12b. Повітряна яма розвивається вздовж осі, як правило, з'єднана з атмосферою через відкриття вершини, але частково створена розчиненим повітрям, що виходить із розчину в зоні низького тиску. Відцентрова сила прискорює швидкість осідання частинок, тим самим розділяючи частинки відповідно до розміру, форми та питомої ваги. Швидше осідання частинок переміщуються до стінки циклону, де швидкість найнижча, і мігруйте до відкриття вершини (підплутається). Через дію сили перетягування повільніші частинки руху рухаються до зони низького тиску вздовж осі і переносяться вгору через пошук вихору до переповнення.

Гідроциклони майже універсально використовуються в шліфувальних схемах через їх високу потужність та відносну ефективність. Вони також можуть класифікувати дуже широкий діапазон розмірів частинок (як правило, 5–500 мкм), одиниці менших діаметрів, що використовуються для більш тонкої класифікації. Однак застосування циклону в контурах шліфування магнетиту може спричинити неефективну роботу через різницю щільності між магнетитом та мінералами відходів (кремнезем). Магнетит має специфічну щільність близько 5,15, тоді як кремнезем має специфічну щільність близько 2,7. Угідроциклони, щільні мінерали відокремлюються з більш витонченим розміром, ніж легші мінерали. Тому визволений магнетит зосереджується в циклоні підсвічування, з наступним перевигуванням магнетиту. Napier-Munn та ін. (2005) зазначив, що взаємозв'язок між виправленим розміром скорочення (d50c), а щільність частинок слідує за вираженням такої форми залежно від умов потоку та інших факторів:

d50c∝ρs - ρl - n

деρS - щільність твердих речовин,ρl - щільність рідини, іnстановить від 0,5 до 1,0. Це означає, що вплив мінеральної щільності на продуктивність циклону може бути досить значним. Наприклад, якщоd50c магнетиту - 25 мкм, потімd50с частинок кремнезему становитиме 40–65 мкм. На малюнку 8.13 показані криві ефективності класифікації циклону для магнетиту (Fe3O4) та кремнезему (SIO2), отримані в результаті обстеження шліфувального ланцюга магнетиту промислового млини. Розділення розміру для кремнезему набагато грубіше, зd50c для Fe3O4 з 29 мкм, тоді як для SiO2 - 68 мкм. Завдяки цьому явищу, шліфувальні заводи магнетиту в закритих ланцюгах з гідроциклонами є менш ефективними і мають меншу ємність порівняно з іншими базовими металоковими шліфувальними ланцюгами.

Технологія процесу високого тиску: основи та застосування

MJ Cocero PhD, в бібліотеці промислової хімії, 2001

Пристрої розбиття твердих речовин

•

Гідроциклон

Це один з найпростіших типів роздільників твердих речовин. Це пристрій з високою ефективністю і може бути використаний для ефективного видалення твердих речовин при високих температурах і тиску. Він економний, оскільки він не має рухомих деталей і вимагає мало технічного обслуговування.

Ефективність поділу для твердих речовин є сильною функцією розміру частинок і температури. Ефективність валового розділення поблизу 80% досягається для кремнезему та температури вище 300 ° C, тоді як в тому ж температурному діапазоні ефективність валового поділу для більш щільних частинок циркону перевищує 99% [29].

Основна гандикап роботи гідроциклону - це тенденція деяких солей дотримуватися стінок циклону.

•

Перехресна мікрофільтрація

Перехресні потоки фільтрів поводяться таким чином, як, як правило, спостерігається у фільтрації крос-потоку в умовах навколишнього середовища: підвищення рівня зсуву та знижена рідина-вікознавство призводить до збільшення кількості фільтратів. Перехресна мікросхема застосовувалася до поділу осаджених солей як твердих речовин, що надає ефективність розподілу частинок, як правило, перевищує 99,9%. Геманита ін.[30] вивчали поділ нітратів натрію від надкритичної води. В умовах дослідження нітрат натрію присутня як розплавлена сіль і здатна перетинати фільтр. Були отримані ефективність поділу, яка змінювалася з температурою, оскільки розчинність зменшується зі збільшенням температури, коливається від 40% до 85%, на 400 ° C та 470 ° C відповідно. Ці працівники пояснили механізм розділення як наслідок чіткої проникності фільтрувального середовища до надкритичного розчину, на відміну від розплавленої солі, виходячи з їх чітко чітких в'язкості. Тому було б не тільки фільтрувати осаджені солі лише як тверді речовини, але й фільтрувати ті солі з низькою картовою точкою, які знаходяться в розплавленому стані.

Проблеми з експлуатацією були в основному пов’язані з корозою фільтру за солями.

Папір: переробка та вторинні матеріали

Містер Доші, Дж.

3.3 Чистка

Очищувачі абогідроциклониВидаліть забруднення з м’якоті на основі різниці щільності між забруднювачем і водою. Ці пристрої складаються з конічного або циліндричного-конічного посудини під тиском, в якій м'якоть годують дотично в кінці великого діаметра (мал. 6). Під час проходження через очищувач целюлоза розвиває схему виходу потоку, подібну до циклону. Потік обертається навколо центральної осі, коли він проходить від входу та до вершини, або підсвічування, уздовж внутрішньої частини чистішої стіни. Швидкість обертального потоку прискорюється в міру зменшення діаметра конуса. Поруч з кінцем вершини відкриття малого діаметра запобігає розряду більшості потоку, який замість цього обертається у внутрішньому вихорі в серцевині очищувача. Потік у внутрішньому ядрі протікає від вершинного отвору, поки він не розрядиться через пошук вихору, розташований на кінці великого діаметра в центрі очищувача. Матеріал більш високої щільності, зосереджений на стінці очищувача через відцентрову силу, викидається на вершині конуса (Bliss, 1994, 1997).

Очищення класифікуються як висока, середня або низька щільність залежно від щільності та розміру забруднень, що видаляються. Для видалення торгового металу, паперових затискачів використовується очищувач високої щільності, діаметр від 15 до 50 см (6–20 дюймів) і зазвичай розміщується відразу за пульперами. Зі зменшенням діаметра чистіше ефективність усунення забруднень невеликого розміру зростає. З практичних та економічних причин діаметр 75-мм (3 дюйма), як правило, найменший чистіший, що використовується в паперовій галузі.

Зворотні очищувачі та очищувачі через потік розроблені для видалення забруднень низької щільності, таких як віск, полістирол та сікення. Зворотні очищувачі так називають, оскільки потік прийому збирається на більш чистому верхівці, поки відмови від переповнення. У очищувачі через потік приймає та відкидає вихід на тому ж кінці очищувача, з прийняттям біля очищувача, відокремленою від відхилень центральною трубкою біля серцевини очищувача, як показано на малюнку 7.

Безперервні центрифуги, що використовуються в 1920 -х та 1930 -х роках для видалення піску з м’якоті, були припинені після розвитку гідроциклонів. Gyroclean, розроблений в центральній техніці дю Пап'є, Гренобле, Франція, складається з циліндра, який обертається при 1200–1500 об / хв (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). Поєднання відносно тривалого часу перебування та високої відцентрової сили дозволяє забруднювачам низької щільності достатньо часу, щоб переїхати до ядра очищувача, де вони відкидаються через центральний викид виходу.

MT Thew, в енциклопедії розмежування, 2000

Конспект

Хоча тверда рідинагідроциклонБуло створено протягом більшої частини 20 століття, задовільні показники розмежування рідини та рідини не відбулися до 1980 -х років. Офшорна нафтова промисловість мала потребу в компактному, надійному та надійному обладнанні для видалення дрібно розділеного забруднюючого масла з води. Ця потреба була задоволена значно різним типом гідроциклону, який, звичайно, не мав рухомих частин.

Після пояснення цього потреби більш повно і порівняння його з твердим рідким циклонічним розділенням при переробці мінералів, надаються переваги, які гідроциклон надає види обладнання, встановлене раніше для виконання обов'язку.

Критерії оцінки ефективності поділу перераховані до обговорення ефективності з точки зору конституції корму, контролю оператора та необхідної енергії, тобто продуктом падіння тиску та потоку.

Навколишнє середовище для виробництва нафти встановлює деякі обмеження для матеріалів, і це включає проблему ерозії твердих частинок. Згадуються типові матеріали. Відносні дані про витрати на типи заводу для розділення нафти, як капітал, так і рецидивуючі, хоча джерела є рідкими. Нарешті, описуються деякі покажчики для подальшого розвитку, оскільки нафтова промисловість шукає обладнання, встановлене на морському ліжку або навіть на дні свердловини.

Відбір проб, контроль та масове балансування

Баррі А. Уіллс, Джеймс А. Фінч Фрс, FCIM, P.Eng.

3.7.1 Використання розміру частинок

Багато одиниць, таких якгідроциклониі гравітаційні сепаратори, створюють ступінь розділення розмірів, а дані про розмір частинок можуть використовуватися для масового балансування (приклад 3.15).

Приклад 3.15 - приклад мінімізації дисбалансу вузла; Він забезпечує, наприклад, початкове значення для узагальненої мінімізації найменших квадратів. Цей графічний підхід може використовуватися, коли є дані "надлишок" компонентів; У прикладі 3.9 його можна було використовувати.

Приклад 3.15 використовує циклон як вузол. Другий вузол - це відстійник: це приклад 2 входів (свіжий подача та кульова млинка) та один вихід (циклонний подача). Це дає ще один масовий баланс (приклад 3.16).

У главі 9 ми повертаємося до цього прикладу ланцюга шліфування за допомогою коригуваних даних для визначення кривої розділу циклону.

Час посади: 07-2019 травня