Mae hydroseiclonau ymhlith y darnau hawsaf o offer prosesu mwynau, yn aml yn gweithredu heb fod angen cynnal a chadw neu sylw gan unrhyw un sy'n gweithredu. Mae seiclonau yn dal i fod yn offer gwahanu hynod effeithiol er gwaethaf eu mecanweithiau hylif cymhleth a'u ffurfweddau strwythurol sy'n effeithio ar berfformiad gwahanu. Bydd yr erthygl hon yn rhoi trosolwg o'u gweithrediad yn ogystal â chamau datrys problemau posibl pan nad ydynt yn perfformio fel y'u dyluniwyd.
Maent yn Gwahanu Gronynnau Bras
Hydroseiclonau’ prif bwrpas yw gwahanu bras oddi wrth ronynnau mân. Mae grym allgyrchol a gymhwysir i'w strwythur mewnol yn sicrhau'r gwahaniad hwn; mae gronynnau trymach yn tueddu i symud i lawr i'w llif chwyrlïol tra bod rhai mân yn symud yn fwy tuag at ei ymyl, gyda gronynnau bras yn gollwng yn y pen draw trwy leinin spigot gwaelod neu frig tra bod rhai mân yn symud tuag at orlif ac i mewn i siambr gorlif uchaf.
Mae nodweddion symud o fewn hydroseiclon yn pennu ei effaith gwahanu, ac mae ymchwilwyr wedi archwilio'r agwedd hon i'w chynyddu. Ymchwilwyr, dan arweiniad Zhang, cynnal profion helaeth i ddeall ymddygiad symud gronynnau er mwyn gwella effaith gwahanu'r seiclon hwn. Darganfu Zhang hynny o dan amodau bwydo crynodiad uchel, gallai gronynnau mân a chanolig gyda dwyseddau bach fynd i mewn i'r gorlif yn hawdd tra gallai gronynnau mân a bras dwysedd mawr fynd i mewn trwy lifau chwyrlïol mewnol a chael eu gollwng trwy ei allfa fel gorlif..
Mae craidd aer yn ffurfio yng nghanol seiclon pan gyflwynir hylif yn tangential i'w siambr silindrog, cynhyrchu fortecs chwyrlïol dwys. Mae gan seiclon allfa gwaelod echelinol gyda mynediad cyfyngedig sy'n atal y cyfan ond cyfran o'i hylif rhag llifo allan. Unwaith y tu mewn, mae ei lif yn wrthgyfredol tuag at ei allfa uchaf yn arwain at graidd aer yn y craidd.
Mae meintiau adrannau eilaidd-silindraidd hydroseiclonau yn dylanwadu'n sylweddol ar ranbarth llif cylchrediad gronynnau a pherfformiad gwahanu, gyda gwerthoedd perffeithrwydd yn gostwng yn undonog wrth i ddiamedr yr adran hon dyfu. Oherwydd bod gronynnau mwy bras yn cylchredeg o fewn llif chwyrlïol seiclon, mae camleoli'r gronynnau hyn yn digwydd, gan arwain at eu gwasgaru ar draws ardal fwy. Mae cwmpasu mwy o ronynnau bras yn lleihau perfformiad gwahanu ac yn atal ffurfio patrwm llif cylchol effeithiol y tu mewn i'r seiclon, ac yn rhwystro ei alluoedd ymwahanu. Mae'r perfformiad gwahanu a gyflawnwyd yn foddhaol; fodd bynnag, nid yw gwerthoedd perffeithrwydd yn bodloni disgwyliadau oherwydd ymwrthedd cylchdro a gludedd hylif seiclon sy'n dylanwadu ar ddosbarthiad cyflymder gronynnau a thaflwybr symud.
Maent yn Gwahanu Gronynnau Mân
Mae hydroseiclonau yn defnyddio grym allgyrchol a llif hylif gwahaniaethol i wahanu mân oddi wrth ronynnau bras yn effeithiol. Mae grym allgyrchol yn cael ei greu trwy gyfeirio hylif mewnfa yn tangential tuag at wal y silindr, creu symudiad cylchol o fewn ei hylif sy'n achosi i ronynnau trwm symud allan ac agregu cyn i rai ysgafnach droi i lawr ei wal ac allan agoriad gorlif uchaf yr hydroseiclon.
Mae effeithlonrwydd gwahanu hydroseiclon yn dibynnu'n fawr ar ei ddyluniad strwythur, gan gynnwys dimensiynau ei ddarganfyddwr fortecs, agoriadau gorlif ac islif a maint y seiclon. Ymhellach, mae diamedrau mwy yn gyffredinol yn cynhyrchu perfformiad gwahanu gwell.
Defnyddir hydroseiclonau yn aml mewn cymwysiadau mwynau, fel cynhyrchu tywod concrit C-33, i reoli faint o ddeunydd sy'n gadael y gylched comminution. Mae gan wahanol fathau o fwyn feintiau rhyddhau gwahanol y mae'n rhaid eu monitro'n agos er mwyn creu cynnyrch sy'n ymarferol yn economaidd.
Gostyngiad pwysau, faint o egni mae'n ei gymryd i ronynnau symud trwy hydroseiclon, yn rhan annatod o'i reolaeth. Gall amrywio ei bwysau mewnfa newid effeithlonrwydd gwahanu yn ddramatig – er enghraifft, os gosodir pwysau is na'r targed bydd mwy o ddirwyon yn cael eu hadrodd i'r islif gan arwain at doriadau mwy bras; i'r gwrthwyneb, os bydd pwysau'n uwch na'r targed, bydd mwy o ddirwyon yn cael eu hadrodd i orlif gan arwain at lai o werthoedd d50 a gwahaniad manylach.
Gall dwysedd deunydd porthiant gael effaith enfawr ar wahaniadau Hydroseiclon. Gall dwysedd uwch arwain at doriadau mwy bras tra bod dwyseddau is yn cynhyrchu toriadau mwy manwl; i ddewis hydoddiant porthiant dwysedd optimwm mae'n hanfodol felly bod rhywun yn deall amcan eu cymhwysiad a dewis dwysedd porthiant yn unol â hyn..
Mae addasu'r diamedr spigot yn caniatáu addasu dirwyon ffordd osgoi a anfonir yn uniongyrchol i'r gorlif, cynyddu neu leihau eu llif yn uniongyrchol tuag ato a lleihau'r hyn sy'n mynd yn ôl i seiclon ar gyfer prosesu pellach.
Maent yn Gwahanu Hylifau
Mae hydroseiclonau yn gwahanu hylifau oddi wrth ronynnau mân trwy greu gweithred chwyrlïo sy'n taflu deunydd trymach yn erbyn wal fewnol silindr tra bod deunydd ysgafnach yn symud allan ac i lawr. Mae'r dull gwahanu hwn yn gweithio orau pan fydd gan solidau ddiamedrau sy'n fwy na 10 micron ac maent yn siâp sfferig; fodd bynnag, mae eu heffeithlonrwydd yn amrywio gydag amodau; er enghraifft, wrth i grynodiad slyri gynyddu, felly hefyd y mae ymwrthedd yn erbyn grymoedd allgyrchol o ronynnau yn cynyddu eu maint a'u nifer.
Rhaid i hylif sy'n mynd i mewn i'r seiclon o bwmp oresgyn ymwrthedd; mae hyn yn achosi diferion pwysau a chynnydd mewn graddiant gwasgedd rheiddiol, yn y pen draw yn arwain at gyflyrau gwaddodiad ymyrraeth rhwng gronynnau a hylif. Felly, mae defnyddio hylif drilio gludedd isel yn bwysig – mae hyn yn galluogi gronynnau o wahanol feintiau i setlo ar eu cyflymder eu hunain heb gael eu dal rhwng hylif a gronynnau.
Mae dwysedd porthiant yn elfen hanfodol arall i'w hystyried mewn perfformiad hydroseiclon. Er mwyn cwrdd â meintiau torri targed, rhaid i ddwysedd porthiant gyd-fynd â maint y toriad targed, y gellir ei gyflawni naill ai trwy newid dwysedd porthiant neu newid pwysau yn y fewnfa – mae pwysedd is yn anfon mwy o ddirwyon i'r gorlif, creu maint toriad brasach; mae gwasgedd uwch yn anfon dirwyon i danlif ar gyfer toriadau mwy manwl.
Defnyddir hydroseiclonau yn eang i reoli pa faint o ddeunydd sy'n gadael cylchedau cymudo ar gyfer cymwysiadau craig galed a metel gwerthfawr. Pan gaiff ei gymhwyso yn y cyd-destunau hyn, mae mewnlif hylif ar unwaith i hydroseiclon yn cyfateb i gyfanswm llif gronynnau golau ar unwaith ynghyd â llif gronynnau trwm; bydd gronynnau trwm yn symud yn gyflymach na rhai ysgafn ac yn cronni ar orlif uchaf yr hydroseiclon.
Yna gellir tynnu deunyddiau trwm o'r system. Yna bydd unrhyw gymysgedd hylif sy'n weddill yn y seiclon yn cael ei bwmpio allan trwy ei allfa waelod, a elwir yn Apex, trwy bibell darganfod fortecs.
Maent yn Gwahanu Olewau
Mae hydroseiclonau wedi dod yn ateb arloesol i'r her o wahanu gronynnau olewog o ddeunydd bras. Mae ffurf arbennig o'r offer wedi'i ddylunio sy'n defnyddio grym cneifio i wahanu defnynnau olew o gyfrwng hylif. Gellir defnyddio'r dechnoleg hon mewn gwaith metel i wahanu ireidiau o ddŵr oeri neu weithrediadau drilio i dynnu tywod a chlai o fwd.
Mae hydroseiclonau yn wahanol i offer prosesu mwynau eraill gan mai ychydig o rannau symudol sydd ynddynt a'u bod yn dibynnu ar geometreg a phwysau hylif i gyflawni prosesau gwahanu.. Maent wedi'u cynllunio i fod yn ddarnau syml ond dibynadwy o beiriannau sy'n aml yn gweithredu am flynyddoedd heb lawer o gostau cynnal a chadw – ac eto nid yw llawer o ddefnyddwyr yn gwybod sut i ddatrys problemau hydroseiclon pan nad yw rhywbeth yn mynd yn ôl y disgwyl.
Un o'r heriau allweddol sy'n gysylltiedig â hydroseiclonau yw entrainment. Pan fydd deunydd bras yn cael ei wahanu oddi wrth ddirwyon, bydd rhai deunyddiau trymach yn cael eu cludo i mewn i'r gorlif tra bod eraill yn parhau i gael eu dal dan lif oherwydd maes llif mewnol cymhleth hydroseiclon. Gall cysylltu seiclonau lluosog gyda'i gilydd helpu i ddatrys y mater hwn ond mae angen pympiau ychwanegol, piblinellau a chostau buddsoddi hefyd.
Fel y cyfryw, mae'n hanfodol bwysig bod rhywun yn deall sut mae hydroseiclon yn gweithredu a'i fecanwaith gwahanu yn gweithio. Er mwyn i ronyn fynd allan trwy ei orlif a chael ei ollwng i'w islif, rhaid iddynt fudo i safleoedd lle mae grym allgyrchol yn fwy na grym llusgo – gellir nodi'r tri maes hyn ar gyfuchliniau cyflymder rheiddiol yn yr hydroseiclon ei hun; yn gyntaf ger ei wal ochr lle mae cyflymder echelinol yn negyddol fel bod hylif yn llifo i lawr tuag at ei danlif.
Mae'r ail ardal yn gorwedd ar ganol yr adran gonigol, lle mae cyflymder echelinol yn bositif a hylif yn symud i fyny i orlif. Dyma lle mae'r rhan fwyaf o wahanu'n digwydd. Yn olaf, ar frig y côn mae cyflymder echelinol negyddol yn cael ei ollwng yn ôl allan ac mae effeithiau cneifio yn helpu i ganolbwyntio cyfnodau trwm i gael eu rhyddhau trwyddo.