Hidrociclones – Cómo separan las partículas de los líquidos
Los hidrociclones son uno de los equipos de procesamiento de minerales más utilizados.. Su diseño básico se basa en la presión del exterior para producir un movimiento giratorio en la mezcla líquida en su interior., causando que las partículas pesadas se congreguen a lo largo de sus paredes antes de descargarse a través de su salida inferior.
Separan partículas
Los hidrociclones son dispositivos estáticos que utilizan aceleración centrífuga para separar partículas de diferentes densidades del fluido.. Partículas densas – ya sea solido o liquido – moverse hacia el borde exterior de un vórtice mientras que las partículas más ligeras migran hacia su núcleo central, con partículas más gruesas y más grandes que salen a través de su flujo inferior, mientras que los finos viajan más cuesta arriba antes de salir por su vértice a través de la fuerza centrífuga y salir a través de su desbordamiento..
El rendimiento de la separación depende de varios factores., incluyendo el tamaño del ciclón, diámetro y forma, así como dinámica de fluidos y propiedades de las partículas en relación con las características del medio líquido. Es probable que el material de alimentación abrasivo o denso no se separe eficazmente con hidrociclones..
Diferentes estudios han explorado los efectos del tamaño y la forma de las partículas en la separación.. Los resultados han demostrado que las fuerzas de arrastre son proporcionales al área máxima proyectada de las partículas a lo largo de la dirección del flujo de fluido en un hidrociclón.; Kashiwaya et al.. investigó este parámetro en separaciones simples y mixtas mediante tecnología de acoplamiento CFD-DEM, así como métodos de prueba experimentales.
Como medida de la eficiencia de separación., midiendo la concentración de “pesados” en el desbordamiento es la forma ideal de evaluar el rendimiento del hidrociclón. Esto se puede lograr ya sea en forma de porcentaje volumétrico o, con mayor precisión, usando medidas de peso.
Separan partículas gruesas
Los hidrociclones utilizan una velocidad de entrada tangencial para hacer girar una suspensión en el interior, creando un flujo de remolino externo descendente y aislando los componentes pesados del líquido. Los componentes más pesados se aglomeran en las paredes del ciclón mientras que las partículas más finas y ligeras salen por su salida superior..
Los hidrociclones se encuentran entre los equipos más utilizados para separar partículas finas y gruesas en la industria de la pulpa y el papel., gracias a su facilidad de diseño, rentabilidad, facilidad de operación y larga vida útil sin necesidad de mucho mantenimiento o intervención de los operadores. Sin embargo, incluso con todas sus ventajas, es posible que su rendimiento disminuya con el tiempo..
Al solucionar problemas con hidrociclones, Puede ser útil comprender su funcionamiento y los factores que afectan su rendimiento.. Una consideración importante en su eficiencia de separación es la presión aplicada en su entrada. – que tiene una influencia inmediata en el punto de corte de las partículas dependiendo de la presión aplicada, Tamaño del diámetro del cono y tipo de material..
Los hidrociclones vienen equipados con uno de tres diseños de entrada.: tangencial, involuta o arco. Los resultados de las pruebas realizadas utilizando los tres diseños de entrada se pueden ver en la Figura 7 y mesa 2, donde los hidrociclones de entrada de arco superaron consistentemente a sus contrapartes en una amplia gama de condiciones de clasificación de tamaño (CAROLINA DEL SUR).
Separan partículas finas
Los hidrociclones se pueden usar para separar partículas finas mediante el uso de presión de fluido para generar un patrón de flujo que separa las partículas según su densidad y forma.. El ajuste de los niveles de presión en la línea de alimentación altera el punto de separación. (también llamado punto de corte); Una presión más baja crea cortes más gruesos, mientras que una presión más alta produce una separación más fina..
Los hidrociclones utilizan su sección interior en forma de cono para crear una zona de baja presión., que acelera la tasa de sedimentación de partículas. Las partículas que se asientan más rápido migran hacia la pared del ciclón y salen a través de su abertura superior como flujo inferior., mientras que las partículas que se sedimentan más lentamente y que son más pesadas que el medio de suspensión que las rodea son arrastradas hacia abajo por la fuerza centrífuga y emergen a través de su buscador de vórtices como desbordamiento..
En 6.5 mm de la pared de un ciclón, fases de partículas en 6.5 Los mm de distancia desde su pared se miden como la suma de la aceleración del gradiente de presión y la aceleración de arrastre., con aceleración de arrastre definida como movimiento relativo entre fases. De todas las entradas utilizadas con fines de clasificación, El campo de aceleración de arrastre más fuerte de C explica su nitidez de clasificación superior en SC de mayor avance.
Separan el agua
Los hidrociclones utilizan la presión del fluido para generar fuerza centrífuga y patrones de flujo que pueden separar partículas o gotas del medio líquido.. Para que esta separación se produzca, su densidad debe diferir significativamente de la del medio fluido.
Un diseño típico implica inyectar alimento tangencialmente a alta velocidad en una sección cilíndrica superior que se une a un cuerpo cónico., creando un fuerte movimiento de fluido que fuerza a los materiales más gruesos a través de salidas axiales inferiores conocidas como lados de rechazo, y otros más finos a través de tubos axiales superiores conocidos como lados de desbordamiento.
El control del tamaño de corte se puede lograr alterando la presión de alimentación al ciclón.. Las pruebas piloto generalmente utilizan dos válvulas para ajustar el flujo dividido entre las salidas hasta que se alcance el valor d50 deseado.; una vez que esto haya sido determinado, un orificio puede reemplazar estas válvulas en operación rutinaria.
Este equipo es ampliamente utilizado en el procesamiento de minerales para clasificar partículas para su recirculación en circuitos de molienda., distinguir entre minerales económicos y ganga, separar el petróleo del agua en REFINERÍAS E INDUSTRIAS PETROLERAS MARINAS y eliminar arena/limo de los suministros de riego o agua potable, entre muchos otros usos. Además, Este equipo también se puede utilizar como enriquecimiento incremental para disminuir la carga en equipos de separación más costosos y al mismo tiempo mejorar la economía general de las operaciones..