هیدروسیکلون ها – چگونه ذرات را از مایعات جدا می کنند

هیدروسیکلون ها یکی از پرکاربردترین تجهیزات فرآوری مواد معدنی هستند. طراحی اولیه آنها به فشار از خارج برای ایجاد یک حرکت چرخشی در مخلوط مایع داخل آن متکی است, باعث تجمع ذرات سنگین در امتداد دیواره های آن قبل از تخلیه از طریق خروجی پایین آن می شود.

آنها ذرات را از هم جدا می کنند

هیدروسیکلون ها دستگاه های ساکنی هستند که از شتاب گریز از مرکز برای جدا کردن ذرات با چگالی های مختلف از سیال استفاده می کنند.. ذرات متراکم – چه جامد چه مایع – به سمت لبه بیرونی یک گرداب حرکت کنید در حالی که ذرات سبکتر به سمت هسته مرکزی آن حرکت می کنند, با ذرات درشت تر و بزرگتر که از طریق جریان زیرین آن خارج می شوند, در حالی که ریزدانه ها قبل از خروج از راس خود از طریق نیروی گریز از مرکز و خارج شدن از طریق سرریز آن، در سربالایی بیشتر حرکت می کنند..

عملکرد جداسازی به عوامل مختلفی بستگی دارد, از جمله اندازه طوفان, قطر و شکل و همچنین دینامیک سیال و خواص ذرات در رابطه با ویژگی های محیط مایع. مواد خوراک ساینده یا متراکم احتمالاً به طور مؤثر با هیدروسیکلون ها جدا نمی شوند.

مطالعات مختلف اثرات اندازه و شکل ذرات بر جداسازی را بررسی کرده اند. نتایج نشان داده است که نیروهای پسا متناسب با حداکثر ذرات سطح پیش بینی شده در امتداد جهت جریان سیال در یک هیدروسیکلون است.; کاشیوا و همکاران. این پارامتر را در جداسازی های منفرد و مختلط از طریق فناوری جفت CFD-DEM و همچنین روش های آزمایش تجربی بررسی کرد..

به عنوان معیاری برای کارایی جداسازی, اندازه گیری غلظت “سنگین” در سرریز راه ایده آل برای ارزیابی عملکرد هیدروسیکلون است. این را می توان بر اساس درصد حجمی یا, دقیق تر, با استفاده از اندازه گیری وزن.

آنها ذرات درشت را از هم جدا می کنند

هیدروسیکلون ها از سرعت ورودی مماسی برای چرخاندن یک سیستم تعلیق در داخل استفاده می کنند, ایجاد یک جریان چرخشی خارجی نزولی و جداسازی اجزای سنگین از مایع. اجزای سنگین‌تر در دیواره‌های سیکلون تجمع می‌کنند در حالی که ذرات ریزتر سبک‌تر از خروجی بالایی خود خارج می‌شوند..

هیدروسیکلون ها یکی از پرکاربردترین تجهیزات برای جداسازی ذرات ریز و درشت در صنعت خمیر و کاغذ هستند., به لطف سهولت طراحی آنها, اثربخشی هزینه, سهولت کار و عمر طولانی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری یا ورودی اپراتورها. با این حال، حتی با وجود تمام مزایایی که دارند، ممکن است در طول زمان کاهش عملکرد را تجربه کنند.

هنگام عیب یابی مشکلات هیدروسیکلون ها, درک عملکرد آنها و عوامل موثر بر عملکرد آنها می تواند مفید باشد. یک نکته مهم در راندمان جداسازی آنها فشار اعمال شده در ورودی آنها است – که بسته به فشار اعمال شده، تأثیر فوری بر نقطه برش ذرات دارد, اندازه قطر مخروط و نوع مواد.

هیدروسیکلون ها مجهز به یکی از سه طرح ورودی هستند: مماس, در پیچ یا قوس. نتایج آزمایش انجام شده با استفاده از هر سه طرح ورودی در شکل قابل مشاهده است 7 و جدول 2, که در آن هیدروسیکلون های ورودی قوس به طور مداوم از هر دو همتای خود در طیف گسترده ای از شرایط طبقه بندی اندازه عملکرد بهتری داشتند. (چیز).

آنها ذرات ریز را از هم جدا می کنند

هیدروسیکلون ها را می توان برای جداسازی ذرات ریز با استفاده از فشار سیال برای ایجاد الگوی جریانی که ذرات را بر اساس چگالی و شکل جدا می کند استفاده کرد.. تنظیم سطح فشار در خط تغذیه، نقطه جداسازی را تغییر می دهد (نقطه برش نیز نامیده می شود); فشار کمتر باعث ایجاد برش های درشت تر می شود در حالی که فشار بیشتر جداسازی دقیق تری ایجاد می کند.

هیدروسیکلون ها از بخش داخلی مخروطی شکل خود برای ایجاد ناحیه ای با فشار کم استفاده می کنند, که سرعت ته نشینی ذرات را تسریع می کند. ذرات با ته نشین شدن سریعتر به سمت دیواره سیکلون مهاجرت می کنند و از طریق دهانه راس آن به صورت زیر جریان خارج می شوند., در حالی که ذرات کندتر ته نشین شده که سنگین تر از محیط دوغاب اطراف خود هستند توسط نیروی گریز از مرکز به سمت پایین کشیده می شوند و از طریق گرداب یاب خود به عنوان سرریز خارج می شوند..

در 6.5 میلی متر از دیواره یک طوفان, فازهای ذرات در 6.5 فاصله میلی متری از دیواره آن به عنوان مجموع شتاب گرادیان فشار و شتاب پسا اندازه گیری می شود., با شتاب پسا که به عنوان حرکت نسبی بین فازها تعریف می شود. از تمام ورودی های مورد استفاده برای اهداف طبقه بندی, میدان شتاب کشش قوی‌تر C وضوح برتر طبقه‌بندی آن را در SCهای تغذیه بالاتر توضیح می‌دهد.

آب را جدا می کنند

هیدروسیکلون ها از فشار سیال برای تولید نیروی گریز از مرکز و الگوهای جریان استفاده می کنند که می تواند ذرات یا قطرات را از محیط مایع جدا کند.. تا این جدایی صورت گیرد, چگالی آنها باید به طور قابل توجهی با چگالی محیط سیال متفاوت باشد.

یک طراحی معمولی شامل تزریق مماس خوراک با سرعت بالا به بخش استوانه ای بالایی است که به یک بدنه مخروطی می پیوندد., ایجاد یک حرکت سیال قوی که مواد درشت‌تر را از طریق خروجی‌های محوری پایینی به نام طرف‌های رد می‌کند, و ریزترها از طریق لوله های محوری بالایی که به عنوان طرف های سرریز شناخته می شوند.

کنترل اندازه برش را می توان با تغییر فشار تغذیه در سیکلون انجام داد. آزمایش‌های آزمایشی معمولاً از دو شیر برای تنظیم تقسیم جریان بین خروجی‌ها استفاده می‌کنند تا زمانی که مقدار d50 مورد نظر برآورده شود.; وقتی این مشخص شد, یک روزنه می تواند جایگزین این شیرها در عملیات معمول شود.

این تجهیزات به طور گسترده در فرآوری مواد معدنی برای طبقه بندی ذرات برای چرخش مجدد در مدارهای سنگ زنی استفاده می شود., تمایز بین مواد معدنی اقتصادی و گنگ, جداسازی روغن از آب در پالایشگاه ها و صنایع نفت فراساحلی و حذف شن و ماسه از منابع آبیاری یا آب آشامیدنی, در میان بسیاری از کاربردهای دیگر. بعلاوه, این تجهیزات همچنین می تواند به عنوان غنی سازی افزایشی برای کاهش بار روی تجهیزات جداسازی پرهزینه تر و در عین حال بهبود اقتصاد عملیات کلی استفاده شود..