Hidrociclóns – Como separan as partículas dos líquidos
Os hidrociclóns son un dos equipos de procesamento de minerais máis utilizados. O seu deseño básico depende da presión do exterior para producir un movemento de rotación na mestura líquida no seu interior, facendo que as partículas pesadas se congreguen ao longo das súas paredes antes de descargarse pola súa saída inferior.
Separan partículas
Os hidrociclóns son dispositivos estáticos que usan aceleración centrífuga para separar partículas de diferentes densidades do fluído.. Partículas densas – sexa sólido ou líquido – móvense cara ao bordo exterior dun vórtice mentres as partículas máis lixeiras migran cara ao seu núcleo central, con partículas máis grosas e grandes que saen polo seu fluxo inferior, mentres que as multas viaxan máis costa arriba antes de saír polo seu vértice a través da forza centrífuga e saír polo seu desbordamento.
O rendemento da separación depende de varios factores, incluíndo o tamaño do ciclón, diámetro e forma, así como a dinámica de fluídos e as propiedades das partículas en relación coas características do medio líquido. O material de alimentación abrasivo ou denso probablemente non se separe eficazmente con hidrociclóns.
Diferentes estudos exploraron os efectos do tamaño e da forma das partículas na separación. Os resultados demostraron que as forzas de arrastre son proporcionais ás partículas de área máxima proxectada ao longo da dirección do fluxo de fluído nun hidrociclón.; Kashiwaya et al.. investigou este parámetro tanto en separacións simples como mixtas mediante a tecnoloxía de acoplamento CFD-DEM así como en métodos de proba experimentais.
Como medida da eficacia de separación, medindo a concentración de “pesados” no desbordamento é a forma ideal de avaliar o rendemento dos hidrociclóns. Isto pódese conseguir tanto nunha base volumétrica como porcentual, con máis precisión, utilizando medidas de peso.
Separan partículas grosas
Os hidrociclóns usan a velocidade de entrada tanxencial para facer xirar unha suspensión no interior, creando un fluxo de remolino externo descendente e illando os compoñentes pesados do líquido. Os compoñentes máis pesados aglómanse nas paredes do ciclón mentres que as partículas máis lixeiras e finas saen pola súa saída superior..
Os hidrociclóns están entre os equipos máis empregados para separar partículas finas e grosas na industria da pasta e do papel., grazas á súa facilidade de deseño, rendibilidade dos custos, facilidade de operación e longa vida útil sen necesidade de moito en termos de mantemento ou intervención dos operadores. Non obstante, aínda con todas as súas vantaxes, aínda poden experimentar un descenso do rendemento co paso do tempo.
Ao solucionar problemas cos hidrociclóns, pode ser útil comprender o seu funcionamento e os factores que afectan o seu rendemento. Unha consideración importante na súa eficacia de separación é a presión aplicada na súa entrada – que ten unha influencia inmediata no punto de corte das partículas dependendo da presión aplicada, tamaño do diámetro do cono e tipo de material.
Os hidrociclóns veñen equipados cun dos tres deseños de entrada: tanxencial, evolvente ou arco. Os resultados das probas realizadas usando os tres deseños de entrada pódense ver na figura 7 e Táboa 2, onde os hidrociclóns de entrada de arco superaron constantemente a ambos os seus homólogos nunha ampla gama de condicións de clasificación de tamaño (SC).
Separan partículas finas
Os hidrociclóns pódense usar para separar partículas finas mediante a presión do fluído para xerar un patrón de fluxo que separa as partículas en función da densidade e da forma.. O axuste dos niveis de presión na liña de alimentación altera o punto de separación (tamén chamado punto de corte); a presión máis baixa crea cortes máis grosos mentres que a presión máis alta produce unha separación máis fina.
Os hidrociclóns utilizan a súa sección interna en forma de cono para crear unha zona de baixa presión, que acelera a velocidade de sedimentación das partículas. As partículas de sedimentación máis rápida migran cara á parede do ciclón e saen pola súa abertura ápice como subfluxo., mentres que as partículas de sedimentación máis lenta que son máis pesadas que o seu medio de suspensión circundante son tiradas cara abaixo pola forza centrífuga e emerxen a través do seu buscador de vórtices como desbordamento..
Ás 6.5 mm da parede dun ciclón, fases de partículas en 6.5 mm de distancia desde a súa parede mídense como a suma da aceleración do gradiente de presión e da aceleración do arrastre, con aceleración de arrastre definida como movemento relativo entre fases. De todas as entradas utilizadas para fins de clasificación, O campo de aceleración de arrastre máis forte de C explica a súa nitidez de clasificación superior en SCs de maior alimentación.
Separan a auga
Os hidrociclóns usan a presión do fluído para xerar forza centrífuga e patróns de fluxo que poden separar partículas ou gotículas do medio líquido.. Para que se produza esta separación, a súa densidade debe diferir significativamente da do medio fluído.
Un deseño típico consiste en inxectar alimentación tanxencialmente a alta velocidade nunha sección cilíndrica superior que une un corpo cónico., creando un forte movemento fluído que forza os materiais máis grosos a través de saídas axiais inferiores coñecidas como lados de rechazo, e outros máis finos a través de tubos axiais superiores coñecidos como lados de desbordamento.
O control do tamaño de corte pódese conseguir modificando a presión de alimentación no ciclón. Os ensaios piloto adoitan utilizar dúas válvulas para axustar a división do fluxo entre saídas ata que se cumpra o valor d50 desexado.; unha vez que estea determinado, un orificio pode substituír estas válvulas no funcionamento rutineiro.
Este equipo é amplamente utilizado no procesamento de minerais para clasificar partículas para a recirculación nos circuítos de moenda, distinguir entre minerais económicos e ganga, separar o aceite da auga nas REFINERIAS E INDUSTRIAS PETRÓLEAS OFFSHORE e eliminar a area/limo do rego ou do abastecemento de auga potable, entre outros moitos usos. Ademais, este equipo tamén se pode usar como enriquecemento incremental para diminuír a carga dos equipos de separación máis custosos ao tempo que se mellora a economía global das operacións..