Hydrocyclones

Hydrocyclonescó hình dạng hình trụ, với một đầu vào tiếp tuyến vào phần hình trụ và một ổ cắm ở mỗi trục. Các ổ cắm tại phần hình trụ được gọi là công cụ tìm xoáy và mở rộng vào lốc xoáy để giảm lưu lượng ngắn mạch trực tiếp từ đầu vào. Ở đầu hình nón là ổ cắm thứ hai, spigot. Để phân tách kích thước, cả hai cửa hàng thường được mở cho khí quyển. Hydrocyclone thường được vận hành theo chiều dọc với các spigot ở đầu dưới, do đó sản phẩm thô được gọi là dòng chảy và sản phẩm tốt, để lại công cụ tìm xoáy, tràn. Hình 1 về mặt sơ đồ cho thấy các tính năng thiết kế và dòng chính của một điển hìnhHydrocyclone: Hai xoáy, đầu vào thức ăn tiếp tuyến và các ổ cắm trục. Ngoại trừ vùng ngay lập tức của đầu vào tiếp tuyến, chuyển động chất lỏng trong lốc xoáy có đối xứng xuyên tâm. Nếu một hoặc cả hai ổ cắm được mở cho khí quyển, vùng áp suất thấp gây ra lõi khí dọc theo trục thẳng đứng, bên trong xoáy bên trong.

Đăng nhập để tải xuống hình ảnh kích thước đầy đủ

Hình 1. Các tính năng chính của hydrocyclone.

Hydrocyclones đã đến để thống trị phân loại khi xử lý kích thước hạt mịn trong các mạch mài đóng (<200 Phagm). Tuy nhiên, những phát triển gần đây trong công nghệ màn hình (Chương 8) đã đổi mới sự quan tâm đến việc sử dụng màn hình trong các mạch mài. Màn hình tách biệt trên cơ sở kích thước và không bị ảnh hưởng trực tiếp bởi mật độ lan truyền trong khoáng chất thức ăn. Đây có thể là một lợi thế. Màn hình cũng không có phân số bỏ qua và như ví dụ 9.2 đã hiển thị, Bypass có thể khá lớn (trên 30% trong trường hợp đó). Hình 9.8 cho thấy một ví dụ về sự khác biệt trong đường cong phân vùng cho màn hình lốc xoáy. Dữ liệu là từ bộ tập trung el brocal ở Peru với các đánh giá trước và sau khi hydrocyclone được thay thế bằng Derrick Stack Sizer® (xem Chương 8) trong mạch mài (Dündar et al., 2014). Phù hợp với kỳ vọng, so với lốc xoáy, màn hình có sự phân tách sắc nét hơn (độ dốc của đường cong cao hơn) và ít bỏ qua. Sự gia tăng dung lượng mạch mài đã được báo cáo do tỷ lệ phá vỡ cao hơn sau khi thực hiện màn hình. Điều này được quy cho việc loại bỏ đường vòng, làm giảm lượng vật liệu tốt được gửi trở lại các millswhich mài có xu hướng các tác động hạt của hạt đệm.

Đăng nhập để tải xuống hình ảnh kích thước đầy đủ

Hình 9.8. Các đường cong phân vùng cho lốc xoáy và màn hình trong mạch mài ở bộ tập trung el brocal.

(Chuyển thể từ Dündar et al. (2014))

Hình học và điều kiện vận hành trong mô hình dòng xoắn ốc của một điển hìnhHydrocycloneđược mô tả trong hình 8.13. Các biến hoạt động là mật độ bột giấy, tốc độ dòng thức ăn, đặc tính rắn, áp suất đầu vào và áp suất giảm qua lốc xoáy. Các biến lốc xoáy là diện tích của đầu vào thức ăn, đường kính và chiều dài của Vortex Finder, và đường kính xả Spigot. Giá trị của hệ số kéo cũng bị ảnh hưởng bởi hình dạng; Càng nhiều hạt thay đổi từ tính cầu, yếu tố hình dạng của nó càng nhỏ và khả năng kháng lắng của nó càng lớn. Vùng ứng suất tới hạn có thể mở rộng đến một số hạt vàng lớn tới 200 mm và giám sát cẩn thận quá trình phân loại là rất cần thiết để giảm tái chế quá mức và kết quả là sự tích tụ của các chất nhờn. Trong lịch sử, khi ít chú ý đến sự phục hồi của 150μM hạt vàng, mang vàng trong các phân số chất nhờn dường như chịu trách nhiệm phần lớn cho các tổn thất vàng được ghi nhận cao tới 40 thép60% trong nhiều hoạt động của Vàng.

Đăng nhập để tải xuống hình ảnh kích thước đầy đủ

8.13. Hình học bình thường và điều kiện vận hành của hydrocyclone.

Hình 8.14 (Biểu đồ lựa chọn Warman) là một lựa chọn sơ bộ các cơn bão để tách ở các Siz D50 khác nhau từ 9 Mic18 Micron lên đến 33 Mic76 micron. Biểu đồ này, như với các biểu đồ hiệu suất lốc xoáy khác, dựa trên một nguồn cấp dữ liệu được kiểm soát cẩn thận thuộc loại cụ thể. Nó giả định hàm lượng chất rắn 2.700 kg/m3 trong nước như một hướng dẫn đầu tiên để lựa chọn. Các lốc xoáy đường kính lớn hơn được sử dụng để tạo ra sự phân tách thô nhưng yêu cầu khối lượng thức ăn cao cho chức năng thích hợp. Sự phân tách tốt ở khối lượng thức ăn cao yêu cầu các cụm có đường kính nhỏ hoạt động song song. DesignParameter cuối cùng để kích thước gần phải được xác định bằng thực nghiệm và điều quan trọng là chọn một cơn bão xung quanh giữa phạm vi để có thể bắt buộc phải thực hiện bất kỳ điều chỉnh nhỏ nào khi bắt đầu hoạt động.

Đăng nhập để tải xuống hình ảnh kích thước đầy đủ

8.14. Biểu đồ lựa chọn sơ bộ của Warman.

Lốc xoáy CBC (giường lưu hành) được tuyên bố là phân loại các vật liệu thức ăn vàng phù sa có đường kính lên đến 5 mm và thu được một nguồn cấp dữ liệu cao nhất từ ​​dòng chảy. Sự tách biệt diễn ra ở khoảngD50/150 micron dựa trên silica của mật độ 2,65. Dòng chảy lốc xoáy CBC được tuyên bố là đặc biệt có thể chấp nhận để tách jig vì đường cong phân phối kích thước tương đối mịn của nó và loại bỏ hoàn toàn các hạt chất thải tốt. Tuy nhiên, mặc dù hệ thống này được tuyên bố là tạo ra một chất cô đặc nguyên phát cấp cao của các khoáng chất nặng tương đương trong một lần từ một nguồn cấp dữ liệu tương đối dài (ví dụ: cát khoáng), không có số liệu hiệu suất như vậy có sẵn cho vật liệu thức ăn phù sa có chứa vàng mịn và dễ vỡ. Bảng 8.5gives Dữ liệu kỹ thuật cho AKWHydrocyclonescho các điểm cắt từ 30 đến 100 micron.

Một hydrocyclone điển hình (Hình 8.12a) bao gồm một tàu có hình dạng khớp, mở ở đỉnh của nó hoặc dòng chảy, được nối với một phần hình trụ, có một đầu vào tiếp tuyến. Phần trên của phần hình trụ được đóng bằng một tấm qua đó đi qua một ống tràn được gắn dọc trục. Ống được mở rộng vào cơ thể của lốc xoáy bởi một phần ngắn, có thể tháo rời được gọi là công cụ tìm xoáy, ngăn chặn sự ngắn mạch của thức ăn trực tiếp vào tràn. Nguồn cấp dữ liệu được đưa ra dưới áp lực thông qua lối vào tiếp tuyến, trong đó truyền một chuyển động xoáy cho bột giấy. Điều này tạo ra một cơn lốc trong lốc xoáy, với vùng áp suất thấp dọc theo trục thẳng đứng, như trong Hình 8.12b. Một lõi không khí phát triển dọc theo trục, thường được kết nối với bầu khí quyển thông qua lỗ mở đỉnh, nhưng một phần được tạo ra bởi không khí hòa tan đi ra từ dung dịch trong khu vực có áp suất thấp. Lực ly tâm tăng tốc tốc độ lắng của các hạt, do đó tách các hạt theo kích thước, hình dạng và trọng lực riêng. Các hạt lắng nhanh hơn di chuyển đến thành của lốc xoáy, nơi vận tốc thấp nhất và di chuyển đến lỗ mở đỉnh (dòng chảy). Do tác động của lực kéo, các hạt ổn định chậm hơn di chuyển về phía vùng áp suất thấp dọc theo trục và được đưa lên qua công cụ tìm xoáy đến tràn.

 

Hình 8.12. Hydrocyclone (https://www.aeroprobe.com/applications/examples/australian-mining-industry-uses-aeroprobe- abipment-to-study-hydro-cyclone) và pin hydrocyclone. Cavex hydrocyclone Overvew Brochure, https://www.weirminerals.com/products_service/cavex.aspx.

Hydrocyclone gần như được sử dụng phổ biến trong các mạch mài vì khả năng cao và hiệu quả tương đối của chúng. Họ cũng có thể phân loại trên một phạm vi rất rộng các kích thước hạt (thường là 5 500500 m), các đơn vị đường kính nhỏ hơn được sử dụng để phân loại tốt hơn. Tuy nhiên, ứng dụng lốc xoáy trong các mạch mài từ tính có thể gây ra hoạt động không hiệu quả do chênh lệch mật độ giữa khoáng vật và khoáng chất thải (silica). Magnetite có mật độ cụ thể khoảng 5,15, trong khi silica có mật độ cụ thể khoảng 2,7. TRONGHydrocyclones, Khoáng chất dày đặc tách biệt với kích thước cắt mịn hơn so với khoáng chất nhẹ hơn. Do đó, từ tính được giải phóng đang được tập trung trong dòng lốc xoáy, với hậu quả là quá mức của từ tính. Napier-Munn et al. (2005) lưu ý rằng mối quan hệ giữa kích thước cắt được điều chỉnh (d50c) và mật độ hạt tuân theo biểu thức của hình thức sau tùy thuộc vào điều kiện dòng chảy và các yếu tố khác:

Ở đâuρs là mật độ chất rắn,ρl là mật độ chất lỏng, vànlà từ 0,5 đến 1,0. Điều này có nghĩa là ảnh hưởng của mật độ khoáng đối với hiệu suất lốc xoáy có thể khá đáng kể. Ví dụ, nếud50C từ tính là 25 μm, sau đód50C các hạt silica sẽ là 40 trận65 μm. Hình 8.13 cho thấy các đường cong hiệu suất phân loại lốc xoáy cho từ tính (FE3O4) và silica (SiO2) thu được từ khảo sát của mạch mài từ tính bóng đá công nghiệp. Sự phân tách kích thước cho silica là nhiềud50C cho Fe3O4 là 29 μm, trong khi đó đối với SiO2 là 68 μm. Do hiện tượng này, các nhà máy mài từ tính trong các mạch kín với hydrocyclone kém hiệu quả và có công suất thấp hơn so với các mạch mài metalore cơ sở khác.

Đăng nhập để tải xuống hình ảnh kích thước đầy đủ

Hình 8.13. Hiệu quả lốc xoáy cho Magnetite FE3O4 và SIO2 Khảo sát công nghiệp.

Chất tẩy rửa hoặcHydrocyclonesHủy bỏ các chất gây ô nhiễm từ bột giấy dựa trên sự khác biệt mật độ giữa chất gây ô nhiễm và nước. Các thiết bị này bao gồm tàu ​​áp suất hình trụ hoặc hình trụ mà bột giấy được cho ăn tiếp tuyến ở đầu đường kính lớn (Hình 6). Trong quá trình đi qua chất tẩy rửa, bột giấy phát triển mô hình dòng xoáy, tương tự như của một cơn bão. Dòng chảy xoay quanh trục trung tâm khi nó đi ra khỏi đầu vào và về phía đỉnh, hoặc mở ra, dọc theo bên trong bức tường sạch hơn. Vận tốc dòng quay tăng tốc khi đường kính của hình nón giảm. Gần đầu đỉnh, mở đường kính nhỏ ngăn chặn sự phóng điện của hầu hết các dòng chảy mà thay vào đó quay trong một cơn lốc bên trong ở lõi của chất tẩy rửa. Dòng chảy ở lõi bên trong chảy từ mở đỉnh cho đến khi nó xả qua công cụ tìm Vortex, nằm ở đầu đường kính lớn ở trung tâm của chất tẩy rửa. Vật liệu mật độ cao hơn, đã được tập trung ở thành của chất tẩy rửa do lực ly tâm, được thải ra ở đỉnh của hình nón (Bliss, 1994, 1997).

 

Hình 6. Các phần của hydrocyclone, các mẫu dòng chính và xu hướng phân tách.

Chất tẩy rửa ngược và chất tẩy rửa dòng chảy được thiết kế để loại bỏ các chất gây ô nhiễm mật độ thấp như sáp, polystyrene và dính. Các chất tẩy rửa ngược được đặt tên như vậy vì luồng chấp nhận được thu thập ở đỉnh sạch hơn trong khi thoát khỏi thoát ở tràn. Trong chất tẩy rửa xuyên suốt, chấp nhận và từ chối thoát ở cùng một đầu của chất tẩy rửa, với các chấp nhận gần thành sạch hơn được tách ra khỏi các ống bị từ chối bởi một ống trung tâm gần lõi của chất tẩy rửa, như trong Hình 7.

Đăng nhập để tải xuống hình ảnh kích thước đầy đủ

Hình 7. Sơ đồ của chất tẩy rửa thông qua.