Hydrocyclones – Comment ils séparent les particules des liquides

Les hydrocyclones sont l’un des équipements de traitement des minéraux les plus fréquemment utilisés.. Leur conception de base repose sur la pression extérieure pour produire un mouvement de rotation dans le mélange liquide à l’intérieur., provoquant la concentration de particules lourdes le long de ses parois avant de s'évacuer par sa sortie inférieure.

Ils séparent les particules

Les hydrocyclones sont des dispositifs statiques qui utilisent l'accélération centrifuge pour séparer les particules de différentes densités du fluide.. Particules denses – qu'il soit solide ou liquide – se déplacent vers le bord extérieur d'un vortex tandis que les particules plus légères migrent vers son noyau central, avec des particules plus grossières et plus grosses sortant par son sous-verse, tandis que les fines voyagent plus haut avant de sortir par leur sommet par la force centrifuge et par son trop-plein..

Les performances de séparation dépendent de plusieurs facteurs, y compris la taille du cyclone, diamètre et forme ainsi que dynamique des fluides et propriétés des particules en relation avec les caractéristiques du milieu liquide. Les matières premières abrasives ou denses ne seront probablement pas séparées efficacement avec des hydrocyclones.

Différentes études ont exploré les effets de la taille et de la forme des particules sur la séparation.. Les résultats ont démontré que les forces de traînée sont proportionnelles à la surface maximale projetée des particules dans la direction de l'écoulement du fluide dans un hydrocyclone.; Kashiwaya et coll.. a étudié ce paramètre sur les séparations simples et mixtes via la technologie de couplage CFD-DEM ainsi que des méthodes de test expérimentales.

Comme mesure de l'efficacité de la séparation, mesurer la concentration de “lourds” dans le trop-plein est le moyen idéal pour évaluer les performances de l'hydrocyclone. Cela peut être accompli soit sur la base d'un pourcentage volumétrique, soit, plus précisément, utiliser des mesures de poids.

Ils séparent les grosses particules

Les hydrocyclones utilisent la vitesse d'entrée tangentielle pour faire tourner une suspension à l'intérieur, créant un flux tourbillonnaire externe descendant et isolant les composants lourds du liquide. Les composants plus lourds s'agglomèrent sur les parois du cyclone tandis que les particules plus légères et plus fines s'échappent par leur sortie supérieure..

Les hydrocyclones font partie des équipements les plus fréquemment utilisés pour séparer les particules fines et grossières dans l'industrie des pâtes et papiers., grâce à leur facilité de conception, rentabilité, facilité d'utilisation et longue durée de vie sans nécessiter beaucoup de maintenance ou d'intervention de la part des opérateurs. Pourtant, même avec tous leurs avantages, leurs performances peuvent quand même diminuer au fil du temps..

Lors du dépannage des problèmes avec les hydrocyclones, il peut être utile de comprendre leur fonctionnement et les facteurs affectant leurs performances. Un facteur important dans leur efficacité de séparation est la pression appliquée à leur entrée. – qui a une influence immédiate sur le point de coupure des particules en fonction de la pression appliquée, taille du diamètre du cône et type de matériau.

Les hydrocyclones sont équipés de l'un des trois modèles d'entrée: tangentiel, développante ou arc. Les résultats des tests effectués en utilisant les trois modèles d'entrée sont visibles dans la figure 7 et tableau 2, dans lequel les hydrocyclones à entrée d'arc ont constamment surpassé leurs homologues dans une large gamme de conditions de classification de taille (CS).

Ils séparent les fines particules

Les hydrocyclones peuvent être utilisés pour séparer les particules fines en utilisant la pression du fluide pour générer un modèle d'écoulement qui sépare les particules en fonction de leur densité et de leur forme.. L'ajustement des niveaux de pression dans la conduite d'alimentation modifie le point de séparation (également appelé point de coupure); une pression plus basse crée des coupes plus grossières tandis qu'une pression plus élevée produit une séparation plus fine.

Les hydrocyclones utilisent leur section intérieure en forme de cône pour créer une zone de basse pression, ce qui accélère le taux de sédimentation des particules. Les particules à sédimentation plus rapide migrent vers la paroi du cyclone et sortent par son ouverture au sommet sous forme de sous-verse., tandis que les particules à sédimentation plus lente, plus lourdes que le milieu de suspension environnant, sont tirées vers le bas par la force centrifuge et émergent à travers leur détecteur de vortex sous forme de débordement..

À 6.5 mm de la paroi d'un cyclone, phases de particules à 6.5 La distance en mm de sa paroi est mesurée comme la somme de l'accélération du gradient de pression et de l'accélération de la traînée, avec une accélération de traînée définie comme un mouvement relatif entre les phases. De toutes les entrées utilisées à des fins de classification, Le champ d’accélération de traînée plus fort du C explique sa netteté de classification supérieure pour les SC à avance plus élevée.

Ils séparent l'eau

Les hydrocyclones utilisent la pression du fluide pour générer une force centrifuge et des modèles d'écoulement capables de séparer les particules ou les gouttelettes du milieu liquide.. Pour que cette séparation ait lieu, leur densité doit différer sensiblement de celle du milieu fluide.

Une conception typique consiste à injecter de l'alimentation tangentiellement à grande vitesse dans une section cylindrique supérieure qui rejoint un corps conique., créant un fort mouvement de fluide qui force les matériaux plus grossiers à travers des sorties axiales inférieures appelées côtés de rejet, et des tubes plus fins à travers les tubes axiaux supérieurs appelés côtés de trop-plein.

Le contrôle de la taille de coupe peut être réalisé en modifiant la pression d'alimentation dans le cyclone.. Les essais pilotes utilisent généralement deux vannes pour ajuster la répartition du débit entre les sorties jusqu'à ce que la valeur d50 souhaitée soit atteinte.; une fois que cela aura été déterminé, un orifice peut remplacer ces vannes en fonctionnement courant.

Cet équipement est largement utilisé dans le traitement des minéraux pour classer les particules destinées à la recirculation dans les circuits de broyage., distinguer les minéraux économiques de la gangue, séparer le pétrole de l'eau dans les RAFFINERIES ET LES INDUSTRIES PÉTROLIÈRES OFFSHORE et éliminer le sable/le limon de l'irrigation ou des réserves d'eau potable, parmi tant d'autres utilisations. En outre, cet équipement peut également être utilisé comme enrichissement progressif pour réduire la charge sur un équipement de séparation plus coûteux tout en améliorant la rentabilité globale des opérations..