Hidrosiklone is van die maklikste stukke mineraalverwerkingstoerusting, werk dikwels sonder dat onderhoud of aandag van enigiemand in werking nodig is. Siklone bly hoogs doeltreffende skeidingsgereedskap ondanks hul ingewikkelde vloeistofmeganismes en strukturele konfigurasies wat skeidingsprestasie beïnvloed. Hierdie artikel sal 'n oorsig gee van hul werking sowel as moontlike foutsporingstappe wanneer hulle nie werk soos ontwerp nie.
Hulle skei growwe deeltjies
Hidrosiklone’ hoofdoel is die skeiding van growwe van fyn deeltjies. Sentrifugale krag wat op sy binneste struktuur toegepas word, verseker hierdie skeiding; swaarder deeltjies is geneig om afwaarts te beweeg in sy kolkende vloei terwyl fyner deeltjies meer na sy rand beweeg, met growwe deeltjies wat uiteindelik deur 'n onderste tapvoering of toppunt ontslaan terwyl fyner deeltjies na 'n oorloop en in 'n boonste oorloopkamer beweeg.
Bewegingskenmerke binne 'n hidrosikloon bepaal die skeidingseffek daarvan, en navorsers het hierdie aspek ondersoek om dit te vergroot. Navorsers, gelei deur Zhang, uitgebreide toetse uitgevoer om deeltjiebewegingsgedrag te verstaan om hierdie sikloon se skeidingseffek te verbeter. Zhang het ontdek dat onder hoë-konsentrasie voedingstoestande, fyn en medium deeltjies met klein digthede kan maklik die oorloop binnedring, terwyl grootdigtheid fyn en growwe deeltjies deur binneste warrelende vloeie kan binnedring en deur die uitlaat daarvan as oorloop ontslaan word.
'n Lugkern vorm in die middel van 'n sikloon wanneer vloeistof tangensiaal in sy silindriese kamer ingevoer word, wat 'n intense kolkende draaikolk produseer. 'n Sikloon het 'n aksiale bodemuitlaat met beperkte toegang wat verhoed dat alles behalwe 'n gedeelte van sy vloeistof uitvloei. Eenmaal binne, sy vloei teenstroom na sy boonste uitlaat gee aanleiding tot 'n lugkern by die kern.
Hidrosiklone sekondêre-silindriese seksiegroottes het 'n beduidende invloed op deeltjie sirkulasie vloeigebied en skeidingsprestasie, met perfeksiewaardes wat eentonig afneem soos die deursnee van hierdie gedeelte groei. As gevolg van meer growwe deeltjies wat binne die kolkende vloei van 'n sikloon sirkuleer, wanplasing van hierdie deeltjies vind plaas, lei tot hul verspreiding oor 'n groter gebied. Om meer growwe deeltjies in te sluit, verminder skeidingsprestasie en inhibeer die vorming van 'n effektiewe sirkelvormige vloeipatroon binne-in die sikloon, en belemmer sy skeidingsvermoëns. Die skeidingsprestasie wat behaal is, is bevredigend; egter, perfeksiewaardes voldoen nie aan verwagtinge nie as gevolg van rotasieweerstand en viskositeit van sikloonvloeistof wat deeltjiesnelheidverspreiding en bewegingstrajek beïnvloed.
Hulle skei fyn deeltjies
Hidrosiklone gebruik sentrifugale krag en differensiële vloeistofvloei om fyn van growwe deeltjies effektief te skei. Sentrifugale krag word geskep deur inlaatvloeistof tangensiaal na die wand van die silinder te rig, die skep van sirkelbewegings binne sy vloeistof wat veroorsaak dat swaar deeltjies na buite beweeg en saamvoeg voordat ligter teen sy muur af spiraal en uit die boonste oorloopopening van die hidrosikloon.
Hidrosikloonskeidingsdoeltreffendheid hang baie af van die struktuurontwerp daarvan, insluitend die afmetings van sy vortex finder, oorloop en onderloop openinge en grootte van sikloon. Verder, groter diameters lewer gewoonlik beter skeidingsprestasie.
Hidrosiklone word dikwels in minerale toepassings gebruik, soos om C-33 betonsand te vervaardig, om te beheer watter grootte materiaal die maalstroombaan verlaat. Verskillende ertstipes het verskillende bevrydingsgroottes wat noukeurig gemonitor moet word om 'n ekonomies haalbare produk te skep.
Drukval, die hoeveelheid energie wat dit neem vir deeltjies om deur 'n hidrosikloon te beweeg, is 'n integrale komponent van die beheer daarvan. Deur sy inlaatdruk te verander, kan die skeidingsdoeltreffendheid dramaties verander – byvoorbeeld as die druk laer as die teiken gestel word, sal meer boetes tot ondervloei rapporteer wat lei tot growwer snypunte; omgekeerd as die druk teiken oorskry, sal meer boetes in oorloop rapporteer wat lei tot verminderde d50-waardes en fyner skeiding.
Digtheid van voermateriaal kan 'n enorme uitwerking op Hidrosikloon-skeidings hê. ’n Hoër digtheid kan growwer snitte tot gevolg hê terwyl laer digthede fyner snitte lewer; om 'n optimale digtheid voeroplossing te kies, is dit dus noodsaaklik dat 'n mens hul toepassing se doelwit verstaan en 'n voerdigtheid volgens hierdie.
Deur die deursnee van die tuit te verstel, maak dit voorsiening vir aanpassing in omleidingsboetes wat direk na die oorloop gestuur word, verhoog of verminder hul vloei direk daarheen en verminder wat teruggaan in sikloon vir verdere verwerking.
Hulle skei vloeistowwe
Hidrosiklone skei vloeistowwe van fyn deeltjies deur 'n swaai-aksie te skep wat swaarder materiaal teen die binnewand van 'n silinder gooi terwyl ligter materiaal uitwaarts en afwaarts beweeg. Hierdie skeidingsmetode werk die beste wanneer vaste stowwe deursnee groter as 10 mikron en is sferies van vorm; egter, hul doeltreffendheid wissel met toestande; byvoorbeeld, soos die konsentrasie van flodder toeneem, neem ook weerstand teen sentrifugale kragte van deeltjies wat hul grootte en aantal toeneem toe.
Vloeistof wat vanaf 'n pomp die sikloon binnedring, moet weerstand oorkom; dit veroorsaak drukval en 'n toename in radiale drukgradiënt, uiteindelik lei tot interferensie sedimentasie toestande tussen deeltjies en vloeistof. Daarom, die gebruik van lae viskositeit boorvloeistof is belangrik – dit laat deeltjies van verskillende groottes toe om teen hul eie tempo te vestig sonder om vasgevang te word tussen vloeistof en deeltjies.
Voerdigtheid is nog 'n kritieke element om te oorweeg in hidrosikloonprestasie. Om teiken snygroottes te bereik, voerdigtheid moet saamval met teikensnitgrootte, wat bewerkstellig kan word deur óf deur die digtheid van voer te verander óf deur druk by inlaat te verander – laer druk stuur meer boetes in oorloop, die skep van growwer snygrootte; hoër druk stuur fyn stowwe in ondervloei vir fyner snitte.
Hidrosiklone word wyd gebruik om te beheer watter grootte materiaal uit maalstroombane vir harde rots en edelmetaaltoepassings verlaat. Wanneer dit in hierdie kontekste toegepas word, oombliklike vloeistofinvloei na 'n hidrosikloon is gelyk aan totale oombliklike ligte deeltjievloei plus swaar deeltjievloei; swaar deeltjies sal vinniger beweeg as ligtes en ophoop by die boonste oorloop van die hidrosikloon.
Swaar materiale kan dan uit die stelsel verwyder word. Enige oorblywende vloeistofmengsel in die sikloon sal dan deur sy onderste uitlaat uitgepomp word, bekend as 'n Apex, via 'n vortex finder pyp.
Hulle skei olies
Hidrosiklone het 'n innoverende oplossing geword vir die uitdaging om olierige deeltjies van growwe materiaal te skei. 'n Spesiale vorm van die toerusting is ontwerp wat skuifkrag gebruik om druppels olie van vloeibare medium te skei. Hierdie tegnologie kan in metaalbewerking toegepas word om smeermiddels van koelwater te skei of booroperasies om sand en klei uit modder te verwyder.
Hidrosiklone verskil van ander mineraalverwerkingstoerusting deurdat hulle min bewegende dele bevat en afhanklik is van geometrie en vloeistofdruk om skeidingsprosesse uit te voer. Hulle is ontwerp om eenvoudige dog betroubare stukke masjinerie te wees wat dikwels jare lank werk sonder veel in terme van onderhoudskoste – nogtans weet baie gebruikers nie hoe om 'n hidrosikloon op te los wanneer iets nie gaan soos verwag nie.
Een van die belangrikste uitdagings verbonde aan hidrosiklone is meevoer. Wanneer growwe materiaal van fyn stowwe geskei word, sommige swaarder materiale sal in die oorloop ingedra word terwyl ander ondervloei vasgevang bly as gevolg van die komplekse interne vloeiveld van 'n hidrosikloon. Om veelvuldige siklone saam te koppel kan help om hierdie probleem op te los, maar vereis bykomende pompe, pypleidings en beleggingskoste ook.
As sodanig, dit is uiters belangrik dat 'n mens verstaan hoe 'n hidrosikloon werk en sy skeidingsmeganisme werk. Vir 'n deeltjie om deur sy oorloop uit te gaan en in sy ondervloei uitgelaat te word, hulle moet migreer na posisies waar sentrifugale krag die sleepkrag oorskry – hierdie drie areas kan geïdentifiseer word op radiale snelheidskontoere binne die hidrosikloon self; eers naby sy sywand waar aksiale snelheid negatief is sodat vloeistof afwaarts vloei na sy ondervloei.
Die tweede area lê in die middel van die koniese gedeelte, waar aksiale snelheid positief is en vloeistof opwaarts beweeg in 'n oorloop. Hier vind die meeste skeiding plaas. Uiteindelik, by die toppunt van die keël is daar negatiewe aksiale snelheid wat weer uitgelaat word en skuifeffekte help om swaar fases te konsentreer om daardeur vrygestel te word.