হাইড্রোসাইক্লোনগুলি খনিজ প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামগুলির মধ্যে সবচেয়ে সহজ অংশ, প্রায়শই অপারেশনে কারও রক্ষণাবেক্ষণ বা মনোযোগের প্রয়োজন ছাড়াই কাজ করে৷ সাইক্লোনগুলি তাদের জটিল তরল প্রক্রিয়া এবং কাঠামোগত কনফিগারেশন যা বিচ্ছেদ কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে তা সত্ত্বেও অত্যন্ত কার্যকর পৃথকীকরণের সরঞ্জাম থাকে. এই নিবন্ধটি তাদের ক্রিয়াকলাপের একটি ওভারভিউ এবং সেইসাথে সম্ভাব্য সমস্যা সমাধানের পদক্ষেপগুলি দেবে যখন তারা ডিজাইন হিসাবে কাজ করে না.
তারা মোটা কণা আলাদা করে
হাইড্রোসাইক্লোন’ প্রধান উদ্দেশ্য সূক্ষ্ম কণা থেকে মোটা বিচ্ছেদ. এর অভ্যন্তরীণ কাঠামোতে প্রয়োগ করা কেন্দ্রাতিগ শক্তি এই বিচ্ছেদ নিশ্চিত করে; ভারী কণাগুলি এর ঘূর্ণায়মান প্রবাহে নীচের দিকে সরে যায় যখন সূক্ষ্ম কণাগুলি তার প্রান্তের দিকে আরও এগিয়ে যায়, মোটা কণাগুলি শেষ পর্যন্ত নীচের স্পিগট লাইনার বা শীর্ষের মাধ্যমে নিঃসৃত হয় যখন সূক্ষ্মগুলি একটি ওভারফ্লো এবং একটি উপরের ওভারফ্লো চেম্বারের দিকে চলে যায়.
একটি হাইড্রোসাইক্লোনের মধ্যে চলাচলের বৈশিষ্ট্যগুলি এর বিচ্ছেদ প্রভাব নির্ধারণ করে, এবং গবেষকরা এটি বাড়ানোর জন্য এই দিকটি অন্বেষণ করেছেন. গবেষকরা, ঝাং এর নেতৃত্বে, এই ঘূর্ণিঝড়ের বিচ্ছেদ প্রভাবকে উন্নত করার জন্য কণার গতিবিধি বোঝার জন্য ব্যাপক পরীক্ষা চালানো হয়েছে. ঝাং আবিষ্কার করেছেন যে উচ্চ-ঘনত্ব খাওয়ানোর অবস্থার অধীনে, ছোট ঘনত্বের সূক্ষ্ম এবং মাঝারি কণা সহজেই ওভারফ্লোতে প্রবেশ করতে পারে যখন বৃহৎ-ঘনত্বের সূক্ষ্ম এবং মোটা কণাগুলি অভ্যন্তরীণ ঘূর্ণায়মান প্রবাহের মধ্য দিয়ে প্রবেশ করতে পারে এবং ওভারফ্লো হিসাবে এর আউটলেটের মাধ্যমে নির্গত হতে পারে।.
একটি ঘূর্ণিঝড়ের কেন্দ্রে একটি বায়ু কোর গঠন করে যখন তরলটি স্পর্শকভাবে এর নলাকার চেম্বারে প্রবর্তিত হয়, একটি তীব্র ঘূর্ণি ঘূর্ণি উত্পাদন. একটি ঘূর্ণিঝড়ের সীমাবদ্ধ অ্যাক্সেস সহ একটি অক্ষীয় নীচের আউটলেট রয়েছে যা এর তরলের একটি অংশ ছাড়া বাকি সবকে প্রবাহিত হতে বাধা দেয়. একবার ভিতরে, এর উপরের আউটলেটের দিকে বিপরীতভাবে এর প্রবাহ মূলে একটি বায়ু কোরের জন্ম দেয়.
হাইড্রোসাইক্লোনের গৌণ-নলাকার অংশের আকার কণা সঞ্চালন প্রবাহ অঞ্চল এবং বিচ্ছেদ কার্যকারিতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে, এই বিভাগের ব্যাস বাড়ার সাথে সাথে পরিপূর্ণতা মান একঘেয়েভাবে হ্রাস পাচ্ছে. ঘূর্ণিঝড়ের ঘূর্ণায়মান প্রবাহের মধ্যে সঞ্চালিত আরও মোটা কণার কারণে, এই কণার ভুল স্থানান্তর ঘটে, একটি বৃহত্তর এলাকা জুড়ে তাদের ছত্রভঙ্গের দিকে পরিচালিত করে. আরও মোটা কণাকে ঢেকে রাখা বিচ্ছেদ কার্যক্ষমতা হ্রাস করে এবং ঘূর্ণিঝড়ের ভিতরে একটি কার্যকর বৃত্তাকার-প্রবাহ প্যাটার্ন গঠনে বাধা দেয়, এবং এর বিচ্ছেদ ক্ষমতা ব্যাহত করে. অর্জিত বিচ্ছেদ কর্মক্ষমতা সন্তোষজনক; যাইহোক, ঘূর্ণন প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং কণার বেগ বন্টন এবং চলাচলের গতিপথকে প্রভাবিত করে ঘূর্ণিঝড় তরলের সান্দ্রতার কারণে পরিপূর্ণতা মানগুলি প্রত্যাশা পূরণ করে না.
তারা সূক্ষ্ম কণা পৃথক করে
হাইড্রোসাইক্লোনগুলি মোটা কণা থেকে কার্যকরভাবে সূক্ষ্ম আলাদা করতে কেন্দ্রাতিগ শক্তি এবং ডিফারেনশিয়াল তরল প্রবাহ ব্যবহার করে. সিলিন্ডারের প্রাচীরের দিকে স্পর্শকভাবে ইনলেট তরলকে নির্দেশ করে কেন্দ্রাতিগ বল তৈরি করা হয়, এর তরলের মধ্যে বৃত্তাকার আন্দোলন তৈরি করে যার ফলে ভারী কণাগুলি বাইরের দিকে সরে যায় এবং লাইটারগুলি তার প্রাচীরের নিচে এবং হাইড্রোসাইক্লোনের উপরের ওভারফ্লো খোলার আগে সর্পিল হওয়ার আগে একত্রিত হয়.
হাইড্রোসাইক্লোন বিচ্ছেদ কার্যকারিতা এর গঠন নকশার উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে, এর ঘূর্ণি সন্ধানকারীর মাত্রা সহ, ওভারফ্লো এবং আন্ডারফ্লো খোলা এবং সাইক্লোনের আকার. উপরন্তু, বড় ব্যাস সাধারণত ভাল বিচ্ছেদ কর্মক্ষমতা ফলন.
হাইড্রোসাইক্লোনগুলি প্রায়শই খনিজ প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়, যেমন C-33 কংক্রিট বালি উৎপাদন করা, কমিনিউশন সার্কিট থেকে কী আকারের উপাদান বের হয় তা নিয়ন্ত্রণ করতে. বিভিন্ন আকরিক প্রকারের বিভিন্ন মুক্তির আকার রয়েছে যা একটি অর্থনৈতিকভাবে সম্ভাব্য পণ্য তৈরি করার জন্য ঘনিষ্ঠভাবে পর্যবেক্ষণ করা আবশ্যক.
চাপ ড্রপ, একটি হাইড্রোসাইক্লোনের মধ্য দিয়ে যেতে কণার জন্য যে পরিমাণ শক্তি লাগে, তার নিয়ন্ত্রণ একটি অবিচ্ছেদ্য উপাদান. এর ইনলেট চাপের পরিবর্তন নাটকীয়ভাবে বিচ্ছেদ দক্ষতা পরিবর্তন করতে পারে – উদাহরণ স্বরূপ যদি লক্ষ্যমাত্রার চেয়ে চাপ কম সেট করা হয় তাহলে আরও জরিমানা অনুর্ধিত হবে যার ফলে মোটা কাটা পয়েন্ট হবে; বিপরীতভাবে চাপ লক্ষ্যমাত্রা ছাড়িয়ে গেলে আরও জরিমানা ওভারফ্লোতে রিপোর্ট করবে যার ফলে d50 মান হ্রাস পাবে এবং সূক্ষ্ম বিভাজন হবে.
ফিড উপাদানের ঘনত্ব হাইড্রোসাইক্লোন বিচ্ছেদের উপর একটি বিশাল প্রভাব ফেলতে পারে. উচ্চ ঘনত্বের ফলে মোটা কাটা হতে পারে যখন কম ঘনত্ব সূক্ষ্ম কাট তৈরি করে; একটি সর্বোত্তম ঘনত্বের ফিড সমাধান নির্বাচন করার জন্য এটি অপরিহার্য যে কেউ তাদের অ্যাপ্লিকেশনটির উদ্দেশ্য বুঝতে পারে এবং এটি অনুসারে একটি ফিড ঘনত্ব বেছে নেয়.
স্পিগট ব্যাস সামঞ্জস্য করা সরাসরি ওভারফ্লোতে পাঠানো বাইপাস জরিমানা সামঞ্জস্য করার অনুমতি দেয়, সরাসরি এটির দিকে তাদের প্রবাহ বৃদ্ধি বা হ্রাস করা এবং আরও প্রক্রিয়াকরণের জন্য ঘূর্ণিঝড়ে যা ফিরে যায় তা হ্রাস করা.
তারা তরল পৃথক
হাইড্রোসাইক্লোনগুলি একটি ঘূর্ণায়মান ক্রিয়া তৈরি করে সূক্ষ্ম কণা থেকে তরলকে পৃথক করে যা একটি সিলিন্ডারের ভিতরের দেয়ালের বিরুদ্ধে ভারী উপাদান নিক্ষেপ করে যখন হালকা উপাদান বাইরের দিকে এবং নীচের দিকে চলে যায়. এই বিচ্ছেদ পদ্ধতিটি সবচেয়ে ভাল কাজ করে যখন কঠিন পদার্থের ব্যাস এর চেয়ে বেশি হয় 10 মাইক্রোন এবং আকারে গোলাকার; যাইহোক, তাদের কার্যকারিতা অবস্থার সাথে পরিবর্তিত হয়; উদাহরণস্বরূপ, স্লারির ঘনত্ব যেমন বৃদ্ধি পায় তেমনি কণা থেকে কেন্দ্রাতিগ শক্তির বিরুদ্ধে প্রতিরোধও বৃদ্ধি পায় তাদের আকার এবং সংখ্যা.
একটি পাম্প থেকে ঘূর্ণিঝড়ে প্রবেশকারী তরল অবশ্যই প্রতিরোধ ক্ষমতা অতিক্রম করবে; এর ফলে চাপ কমে যায় এবং রেডিয়াল চাপ গ্রেডিয়েন্ট বৃদ্ধি পায়, শেষ পর্যন্ত কণা এবং তরল মধ্যে হস্তক্ষেপ অবক্ষেপণ অবস্থার ফলে. অতএব, কম সান্দ্রতা ড্রিলিং তরল ব্যবহার গুরুত্বপূর্ণ – এটি তরল এবং কণার মধ্যে আটকা না পড়ে বিভিন্ন আকারের কণাগুলিকে তাদের নিজস্ব হারে স্থায়ী হতে দেয়.
হাইড্রোসাইক্লোন কর্মক্ষমতা বিবেচনা করার জন্য ফিডের ঘনত্ব আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান. লক্ষ্য কাটা মাপ পূরণ করতে, ফিডের ঘনত্ব অবশ্যই লক্ষ্য কাটা আকারের সাথে মিলে যাবে, যা ফিডের ঘনত্ব পরিবর্তনের মাধ্যমে বা খাঁড়িতে চাপ পরিবর্তনের মাধ্যমে সম্পন্ন করা যেতে পারে – নিম্নচাপ ওভারফ্লোতে আরও জরিমানা পাঠায়, মোটা কাটা আকার তৈরি করা; উচ্চ চাপ সূক্ষ্ম কাটা জন্য underflow মধ্যে জরিমানা পাঠায়.
হার্ড রক এবং মূল্যবান ধাতু প্রয়োগের জন্য কমিনিউশন সার্কিট থেকে কী আকারের উপাদান বের হয় তা নিয়ন্ত্রণ করতে হাইড্রোসাইক্লোনগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা হয়. যখন এই প্রসঙ্গে প্রয়োগ করা হয়, একটি হাইড্রোসাইক্লোনের তাত্ক্ষণিক তরল প্রবাহ মোট তাত্ক্ষণিক আলোক কণা প্রবাহ এবং ভারী কণা প্রবাহের সমান; ভারী কণাগুলো হালকা কণার চেয়ে বেশি দ্রুত গতিতে চলে যাবে এবং হাইড্রোসাইক্লোনের উপরের ওভারফ্লোতে জমা হবে.
ভারী উপকরণ তারপর সিস্টেম থেকে সরানো যেতে পারে. ঘূর্ণিঝড়ে যেকোন অবশিষ্ট তরল মিশ্রণ তারপর তার নীচের আউটলেটের মাধ্যমে পাম্প করা হবে, এপেক্স নামে পরিচিত, একটি ঘূর্ণি সন্ধানকারী পাইপের মাধ্যমে.
তারা পৃথক তেল
হাইড্রোসাইক্লোনগুলি মোটা উপাদান থেকে তৈলাক্ত কণাকে আলাদা করার চ্যালেঞ্জের একটি উদ্ভাবনী সমাধান হয়ে উঠেছে. সরঞ্জামের একটি বিশেষ রূপ ডিজাইন করা হয়েছে যা তরল মাধ্যম থেকে তেলের ফোঁটাগুলিকে আলাদা করতে শিয়ার বল ব্যবহার করে।. এই প্রযুক্তিটি ধাতুতে প্রয়োগ করা যেতে পারে যাতে লুব্রিকেন্টকে শীতল জল থেকে আলাদা করা যায় বা কাদা থেকে বালি এবং কাদামাটি অপসারণের জন্য ড্রিলিং অপারেশন করা যায়।.
হাইড্রোসাইক্লোনগুলি অন্যান্য খনিজ প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামগুলির থেকে আলাদা যে তারা কয়েকটি চলমান অংশ বৈশিষ্ট্যযুক্ত এবং পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া সম্পাদন করতে জ্যামিতি এবং তরল চাপের উপর নির্ভর করে. এগুলিকে সহজ কিন্তু নির্ভরযোগ্য যন্ত্রপাতির টুকরো হিসাবে ডিজাইন করা হয়েছে যা প্রায়শই রক্ষণাবেক্ষণের খরচ ছাড়াই বছরের পর বছর ধরে কাজ করে – তবুও অনেক ব্যবহারকারী জানেন না কিভাবে হাইড্রোসাইক্লোনের সমস্যা সমাধান করতে হয় যখন কিছু আশানুরূপ না হয়.
হাইড্রোসাইক্লোনের সাথে যুক্ত মূল চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হল এনট্রেনমেন্ট. যখন মোটা উপাদান জরিমানা থেকে পৃথক করা হয়, কিছু ভারী পদার্থ ওভারফ্লোতে নিয়ে যাবে এবং অন্যগুলো হাইড্রোসাইক্লোনের জটিল অভ্যন্তরীণ প্রবাহ ক্ষেত্রের কারণে আন্ডারফ্লোতে আটকে থাকবে।. একাধিক ঘূর্ণিঝড়কে একসাথে সংযুক্ত করা এই সমস্যাটি সমাধান করতে সাহায্য করতে পারে তবে অতিরিক্ত পাম্পের প্রয়োজন, পাইপলাইন এবং বিনিয়োগ খরচ পাশাপাশি.
যেমন, হাইড্রোসাইক্লোন কীভাবে কাজ করে এবং এর পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া কাজ করে তা বোঝা খুবই গুরুত্বপূর্ণ. একটি কণা যাতে তার ওভারফ্লো দিয়ে প্রস্থান করে এবং তার আন্ডারফ্লোতে নিঃসৃত হয়, তাদের অবশ্যই এমন অবস্থানের দিকে স্থানান্তরিত করতে হবে যেখানে কেন্দ্রাতিগ শক্তি টেনে আনার শক্তিকে ছাড়িয়ে যায় – এই তিনটি ক্ষেত্র হাইড্রোসাইক্লোনের মধ্যেই রেডিয়াল বেগের কনট্যুরগুলিতে চিহ্নিত করা যেতে পারে; প্রথমে এর পাশের দেয়ালের কাছে যেখানে অক্ষীয় বেগ ঋণাত্মক তাই তরল তার আন্ডারফ্লোয়ের দিকে নিচের দিকে প্রবাহিত হয়.
দ্বিতীয় এলাকাটি শঙ্কুযুক্ত অংশের মাঝখানে অবস্থিত, যেখানে অক্ষীয় বেগ ধনাত্মক এবং তরল একটি ওভারফ্লোতে উপরের দিকে চলে যায়. এখানেই সবচেয়ে বেশি বিচ্ছেদ ঘটে. অবশেষে, শঙ্কুর শীর্ষে নেতিবাচক অক্ষীয় বেগ ফিরে আসে এবং শিয়ার ইফেক্টগুলি এর মধ্য দিয়ে নির্গত হতে ভারী পর্যায়গুলিকে ঘনীভূত করতে সহায়তা করে.