Гідрацыклоны з'яўляюцца аднымі з самых простых частак абсталявання для перапрацоўкі карысных выкапняў, часта працуюць без неабходнасці тэхнічнага абслугоўвання або ўвагі з боку тых, хто працуе. Цыклоны застаюцца высокаэфектыўнымі інструментамі падзелу, нягледзячы на іх складаныя вадкія механізмы і структурныя канфігурацыі, якія ўплываюць на прадукцыйнасць падзелу. У гэтым артыкуле будзе дадзены агляд іх працы, а таксама магчымыя крокі па ліквідацыі непаладак, калі яны не працуюць належным чынам.
Яны аддзяляюць буйныя часціцы
Гідрацыклоны’ асноўнае прызначэнне - аддзяленне буйных часціц ад дробных. Цэнтрабежная сіла, прыкладзеная да яго ўнутранай структуры, забяспечвае гэты падзел; больш цяжкія часціцы, як правіла, рухаюцца ўніз у яго закручаны паток, у той час як больш дробныя часціцы рухаюцца больш да краю, з буйнымі часціцамі, якія ў канчатковым выніку выкідваюцца праз ніжні патэльню або вяршыню, у той час як больш дробныя рухаюцца да ператоку і ў верхнюю пераліўную камеру.
Характарыстыкі руху ўнутры гідрацыклону вызначаюць яго раздзяляльны эфект, і даследчыкі даследавалі гэты аспект, каб павялічыць яго. Даследчыкі, на чале з Чжанам, правялі шырокія выпрабаванні, каб зразумець паводзіны руху часціц, каб палепшыць эфект аддзялення гэтага цыклону. Чжан выявіў, што ва ўмовах кармлення з высокай канцэнтрацыяй, дробныя і сярэднія часціцы з малой шчыльнасцю могуць лёгка патрапіць у пераліў, у той час як дробныя і буйныя часціцы вялікай шчыльнасці могуць патрапіць праз унутраныя закручаныя патокі і выйсці праз выхад у выглядзе пераліву.
Паветраны стрыжань утвараецца ў цэнтры цыклона, калі вадкасць уводзіцца па датычнай у яго цыліндрычную камеру, ствараючы інтэнсіўны закручаны віхор. Цыклон мае восевы ніжні выхад з абмежаваным доступам, які забараняе выцяканне ўсёй вадкасці, акрамя часткі. Апынуўшыся ўнутры, яго паток супрацьтоку да верхняга выхаду стварае паветранае ядро ў ядры.
Памеры другасна-цыліндрычных секцый гідрацыклонаў аказваюць значны ўплыў на вобласць цыркуляцыі часціц і прадукцыйнасць падзелу, пры гэтым значэнні дасканаласці манатонна памяншаюцца па меры павелічэння дыяметра гэтага ўчастка. З-за больш буйных часціц, якія цыркулююць у закручаным патоку цыклона, адбываецца няправільнае размяшчэнне гэтых часціц, што прыводзіць да іх рассейвання па большай тэрыторыі. Ахоп больш буйных часціц зніжае прадукцыйнасць падзелу і перашкаджае фарміраванню эфектыўнай схемы кругавога патоку ўнутры цыклона, і абцяжарвае яго магчымасці падзелу. Дасягнутая прадукцыйнасць падзелу здавальняючая; аднак, дасканалыя значэнні не адпавядаюць чаканням з-за супраціву вярчэнню і глейкасці цыклоннай вадкасці, якія ўплываюць на размеркаванне хуткасці часціц і траекторыю руху.
Яны аддзяляюць дробныя часціцы
Гідрацыклоны выкарыстоўваюць цэнтрабежную сілу і дыферэнцыяльны паток вадкасці для эфектыўнага аддзялення дробных часціц ад буйных. Цэнтрабежная сіла ствараецца шляхам накіравання вадкасці на ўваходзе па датычнай да сценкі цыліндру, ствараючы кругавы рух ўнутры яго вадкасці, які прымушае цяжкія часціцы рухацца вонкі і агрэгаваць перад тым, як больш лёгкія спіралі ўніз па сценцы і выйдуць з верхняга пераліўнага адтуліны гідрацыклона.
Эфектыўнасць падзелу гідрацыклонаў моцна залежыць ад канструкцыі яго структуры, уключаючы памеры яго віхрашукальніка, пераліўныя і ніжнія адтуліны і памер цыклона. Акрамя таго, большы дыяметр звычайна забяспечвае лепшую прадукцыйнасць падзелу.
Гідрацыклоны часта выкарыстоўваюцца ў карысных выкапнях, як вытворчасць бетоннага пяску С-33, каб кантраляваць, які памер матэрыялу выходзіць з контуру драбнення. Розныя тыпы руд маюць розныя памеры вызвалення, якія неабходна ўважліва кантраляваць, каб стварыць эканамічна мэтазгодны прадукт.
Перапад ціску, колькасць энергіі, неабходнай для руху часціц праз гідрацыклон, з'яўляецца неад'емным кампанентам яго кантролю. Змена ціску на ўваходзе можа значна змяніць эфектыўнасць падзелу – напрыклад, калі ціск усталяваны ніжэй за мэтавы, больш дробных частак будзе паведамляцца пра паніжэнне, што прыводзіць да больш грубых кропак зрэзу; наадварот, калі ціск перавышае мэтавы паказчык, больш дробных дробак будзе перапаўняцца, што прыводзіць да зніжэння значэнняў d50 і больш тонкага падзелу.
Шчыльнасць сыравіны можа аказаць велізарны ўплыў на аддзяленне гідрацыклонаў. Больш высокая шчыльнасць можа прывесці да больш грубых парэзаў, у той час як больш нізкая шчыльнасць дае больш дробныя парэзы; таму, каб выбраць рашэнне для корму з аптымальнай шчыльнасцю, важна разумець мэту прымянення і выбіраць шчыльнасць корму ў адпаведнасці з гэтым.
Рэгуляванне дыяметра патрубка дазваляе наладжваць байпасную дробку, якая накіроўваецца непасрэдна ў пераліў, павелічэнне або памяншэнне іх патоку непасрэдна да яго і памяншэнне таго, што вяртаецца ў цыклон для далейшай апрацоўкі.
Яны раздзяляюць вадкасці
Гідрацыклоны аддзяляюць вадкасць ад дробных часціц, ствараючы віхравы рух, які кідае больш цяжкі матэрыял да ўнутранай сценкі цыліндра, у той час як больш лёгкі матэрыял рухаецца вонкі і ўніз. Гэты метад падзелу лепш за ўсё працуе, калі дыяметры цвёрдых цел перавышаюць 10 мкм і маюць сферычную форму; аднак, іх эфектыўнасць вар'іруецца ў залежнасці ад умоў; напрыклад, па меры павелічэння канцэнтрацыі завісі павялічваецца і супраціўленне цэнтрабежным сілам часціц, павялічваючы іх памер і колькасць.
Вадкасць, якая паступае ў цыклон з помпы, павінна пераадольваць супраціў; гэта выклікае падзенне ціску і павелічэнне радыяльнага градыенту ціску, у канчатковым рахунку, што прыводзіць да інтэрферэнцыйных станаў седыментацыі паміж часціцамі і вадкасцю. Таму, выкарыстанне буравога раствора з нізкай глейкасцю важна – гэта дазваляе часціцам рознага памеру асядаць са сваёй уласнай хуткасцю, не трапляючы ў пастку паміж вадкасцю і часціцамі.
Шчыльнасць падачы з'яўляецца яшчэ адным найважнейшым элементам, які трэба ўлічваць пры прадукцыйнасці гідрацыклона. Для дасягнення мэтавых памераў разрэзу, Шчыльнасць падачы павінна супадаць з мэтавым памерам нарэзкі, што можа быць дасягнута шляхам змены шчыльнасці падачы або змены ціску на ўваходзе – меншы ціск прыводзіць да перапаўнення больш дробных дробак, стварэнне больш грубага памеру разрэзу; больш высокі ціск адпраўляе дробныя дробкі ў ніжні паток для больш тонкіх парэзаў.
Гідрацыклоны шырока выкарыстоўваюцца для кантролю памеру матэрыялу, які выходзіць з контураў драбнення для прымянення цвёрдых парод і каштоўных металаў. Пры ўжыванні ў гэтых кантэкстах, імгненны прыток вадкасці ў гідрацыклон роўны агульнаму імгненнаму патоку лёгкіх часціц плюс паток цяжкіх часціц; цяжкія часціцы будуць рухацца хутчэй, чым лёгкія, і назапашвацца ў верхняй частцы гідрацыклона.
Затым цяжкія матэрыялы можна выдаліць з сістэмы. Затым любая сумесь вадкасці, якая засталася ў цыклоне, будзе адпампоўвацца праз яго ніжні выхад, вядомы як Apex, праз віхравую шукальную трубу.
Яны аддзяляюць масла
Гідрацыклоны сталі інавацыйным рашэннем праблемы аддзялення масляністых часціц ад грубага матэрыялу. Спецыяльная форма абсталявання была распрацавана, якая выкарыстоўвае сілу зруху для аддзялення кропель алею ад вадкай асяроддзя. Гэтую тэхналогію можна прымяніць у металаапрацоўцы для аддзялення змазачных матэрыялаў ад астуджальнай вады або пры свідраванні для выдалення пяску і гліны з бруду.
Гідрацыклоны адрозніваюцца ад іншага абсталявання для перапрацоўкі карысных выкапняў тым, што яны маюць некалькі рухомых частак і залежаць ад геаметрыі і ціску вадкасці для выканання працэсаў падзелу. Яны створаны як простыя, але надзейныя машыны, якія часта працуюць гадамі без вялікіх выдаткаў на абслугоўванне – але многія карыстальнікі не ведаюць, як ліквідаваць непаладкі гідрацыклон, калі нешта ідзе не так, як чакалася.
Адной з ключавых праблем, звязаных з гідрацыклонамі, з'яўляецца ўцягванне. Пры аддзяленні грубага матэрыялу ад дробнага, некаторыя больш цяжкія матэрыялы будуць перанесены ў пераліў, а іншыя застануцца пад патокам з-за складанага ўнутранага поля патоку гідрацыклона. Злучэнне некалькіх цыклонаў разам можа дапамагчы вырашыць гэтую праблему, але патрабуе дадатковых помпаў, трубаправодаў і інвестыцыйныя выдаткі, а таксама.
Як такавы, жыццёва важна разумець, як працуе гідрацыклон і працуе яго сепарацыйны механізм. Каб часціца выйшла праз пераліў і скінулася ў ніжні паток, яны павінны міграваць да пазіцый, дзе цэнтрабежная сіла перавышае сілу супраціву – гэтыя тры вобласці можна вызначыць на контурах радыяльнай хуткасці ў самім гідрацыклоне; спачатку каля яго бакавой сценкі, дзе восевая хуткасць адмоўная, таму вадкасць цячэ ўніз да ніжняга патоку.
Другая зона знаходзіцца ў сярэдзіне канічнага сячэння, дзе восевая хуткасць дадатная і вадкасць рухаецца ўверх у пераліў. Тут адбываецца найбольшае аддзяленне. Нарэшце, на вяршыні конусу ёсць адмоўная восевая хуткасць, якая выкідваецца назад, і эфекты зруху дапамагаюць канцэнтраваць цяжкія фазы, якія вылучаюцца праз яго.