Hydrocyclones – Améliorer l'efficacité de la classification et de la séparation des matériaux

Les hydrocyclones sont utilisés pour séparer les matériaux grâce à la force centrifuge. Les phases légères avec des densités plus faibles se déplacent en spirale vers la sortie de trop-plein tandis que les phases lourdes avec des densités plus élevées se déplacent vers le centre et sont évacuées par les sorties de sous-verse..

Les courbes de valeur moyenne d'OC à la sortie de trop-plein illustrent l'évolution des tendances à mesure que Dc augmente.

Débit

Le matériau d'alimentation est introduit tangentiellement dans l'hydrocyclone sous pression et provoque le mouvement des forces centrifuges vers le haut et vers le bas le long de sa paroi conique., poussant les phases plus lourdes vers le haut et vers le bas en réponse. Chaque diminution de diamètre entraîne une augmentation de la vitesse pour une séparation maximale; les solides concentrés sortent au sommet.

Un débit approprié doit être établi afin de produire la concentration souhaitée de matière dans un trop-plein. Les variations de vitesse peuvent modifier les trajectoires des particules dans les flux vortex internes et externes, modifiant finalement le rapport de partage.

Bicalho et al. ont signalé que l'augmentation des débits d'alimentation dans le cadre de certains paramètres pourrait renforcer les champs de force centrifuge et augmenter l'efficacité globale de la séparation., mais le dépassement de ces paramètres peut réduire le temps de rétention efficace des particules et le taux de division des gouttes. Donc, une tenue de registres appropriée doit être tenue pour identifier les écarts ou la dégradation des performances et évaluer si des mesures de maintenance doivent être prises pour restaurer des performances optimales.

Pression

Le lisier est introduit tangentiellement dans la zone cylindrique d'un cyclone à grande vitesse, puis accéléré par sa géométrie et sa pression pour produire une force centrifuge intense., créer une séparation entre les composants légers et lourds du lisier, avec des particules lourdes sortant par trop-plein de sa sortie au sommet tandis que les composants plus légers continuent de tomber vers la base du cylindre où ils sont collectés.

L'augmentation de la pression d'alimentation a pour effet d'augmenter l'efficacité de la séparation et la concentration sous-verse en modifiant les flux de vortex interne et externe., produisant ainsi un rapport de partage plus élevé.

Des turbulences excessives peuvent créer une érosion au sein d'un hydrocyclone qui laisse derrière elle des spirales d'usure dans son revêtement et peut provoquer un cordage dans son sous-verse., une évaluation régulière des performances de chaque hydrocyclone doit donc avoir lieu et comparée aux dossiers de maintenance ou aux spécifications du fabricant pour identifier les écarts ou la dégradation. La tenue de registres permet d'identifier rapidement tout problème récurrent afin que le personnel de maintenance puisse planifier en conséquence.

Longueur du cyclone

La longueur du cyclone est un facteur essentiel lorsqu'il s'agit d'améliorer la classification des matériaux et l'efficacité de la séparation., car il détermine la quantité de force centrifuge qui sera appliquée aux particules qu'il contient. En général, plus sa longueur est longue, plus son processus de séparation devient complet.

Les grosses particules sont temporairement retardées avant d'entrer dans un cyclone, tandis que les plus petits sont accélérés à grande vitesse – conduisant à une faible vitesse d'entrée pour les particules plus grosses, ce qui aide à minimiser l’érosion et à prolonger la durée de vie du cyclone.

La longueur idéale pour la séparation des matériaux dépend de la taille de coupe souhaitée. Lorsqu'il est appliqué à des applications minérales, Par exemple, cela signifie généralement sélectionner une taille de coupe dans laquelle la plupart des solides se rapportent au flux de trop-plein et seulement quelques-uns au flux de sous-verse.; généralement, cette taille de coupe cible détermine le diamètre du cyclone à utiliser dans chaque application.

Recherche de vortex

Les détecteurs de vortex font partie intégrante d'une séparation cyclonique efficace. Ils agissent comme l'interface entre la force Team Centrifugal et la Team Drag force. – semblable à un tir à la corde entre deux drapeaux attachés à chaque extrémité d'une corde. Alors que Team Centrifugal rapproche les particules de la coque du cyclone tandis que Team Drag les repousse.

Ceci explique pourquoi la conception de la section d'entrée et l'angle du cône ont un effet sur la netteté de la classification.. Par exemple, une entrée d'arc crée des effets d'accélération radiale et de préclassification plus forts qui aident à maintenir Cc (Chiffre 17).

Les pompes qui alimentent les cyclones jouent également un rôle essentiel dans sa capacité et son point de coupure., car leur vitesse modifie le débit et la pression alimentant le Cyclone, modifiant finalement ses caractéristiques de séparation; par exemple, la diminution de la vitesse de la pompe entraîne une coupe plus grossière, tout en l'augmentant, on peut en produire de plus fins; la capacité est également déterminée par la taille de son sommet.