液体サイクロンは鉱物処理装置の中で最も簡単な装置の 1 つです, サイクロンは、分離性能に影響を与える複雑な流体機構や構造構成にもかかわらず、メンテナンスや操作中の人の注意を必要とせずに動作することがよくあります。. この記事では、その動作の概要と、設計どおりに動作しない場合に考えられるトラブルシューティング手順を説明します。.
粗大粒子を分離します
液体サイクロン’ 主な目的は粗大粒子と微粒子を分離することです. 内部構造に加えられる遠心力により、この分離が確実に行われます。; 重い粒子は渦巻き流に向かって下方に移動する傾向があり、一方、より細かい粒子はその端に向かって移動する傾向があります。, 粗い粒子は最終的に底部のスピゴットライナーまたは頂点から排出され、より細かい粒子はオーバーフローに向かって上部のオーバーフローチャンバーに移動します。.
液体サイクロン内の運動特性が分離効果を決定します, 研究者たちはそれを高めるためにこの側面を調査しました. 研究者, 張氏率いる, このサイクロンの分離効果を向上させるために、粒子の移動挙動を理解するために広範なテストを実施しました. 張氏は、高濃度の給餌条件下でそれを発見した。, 密度の小さい微粒子および中粒子は容易にオーバーフローに流入する可能性があり、一方、高密度の微粒子および粗粒子は内部の旋回流を通って侵入し、オーバーフローとして出口から排出される可能性があります。.
液体が円筒形のチャンバーに接線方向に導入されると、サイクロンの中心に空芯が形成されます。, 激しい渦を巻き起こす. サイクロンには、アクセスが制限された軸方向の底部出口があり、一部を除くすべての液体の流出を制限します。. 中に入ると, 上部出口に向かう向流の流れにより、コアに空芯が生じます。.
液体サイクロンの二次円筒断面サイズは粒子循環流域と分離性能に大きな影響を与えます, このセクションの直径が大きくなるにつれて、完全性の値は単調に減少します。. サイクロンの旋回流内をより粗大な粒子が循環するため, これらの粒子の誤った配置が発生します, より広い地域への拡散につながる. より粗大な粒子を取り込むと、分離性能が低下し、サイクロン内の効果的な循環パターンの形成が阻害されます。, そしてその分離能力を妨げます. 満足のいく分離性能が得られます; しかし, サイクロン液の回転抵抗や粘度が粒子速度分布や移動軌跡に影響を与えるため、完成度の値が期待どおりにならない.
微粒子を分離します
液体サイクロンは、遠心力と流体の流れの差を利用して、細かい粒子と粗い粒子を効果的に分離します。. 遠心力は、入口流体をシリンダーの壁に向かって接線方向に向けることによって生成されます。, 液体内で円運動を引き起こし、重い粒子が外側に移動して凝集し、その後、軽い粒子がらせん状に壁を下って液体サイクロンの上部のオーバーフロー開口部から出ます。.
液体サイクロンの分離効率は構造設計に大きく依存します。, ボルテックスファインダーの寸法を含む, オーバーフローとアンダーフローの開口部とサイクロンのサイズ. さらに, 一般に直径が大きいほど分離性能が向上します.
液体サイクロンは鉱物用途でよく使用されます, C-33 コンクリート砂の製造と同様, 粉砕回路から出る材料のサイズを制御する. 鉱石の種類が異なれば放出サイズも異なり、経済的に実現可能な製品を作成するには注意深く監視する必要があります。.
圧力降下, 粒子が液体サイクロンの中を移動するのに必要なエネルギー量, その制御に不可欠なコンポーネントです. 入口圧力を変えると分離効率が劇的に変化する可能性があります – たとえば、圧力が目標よりも低く設定されている場合、より多くの微粒子がアンダーフローを報告し、カットポイントが粗くなります。; 逆に、圧力が目標を超えると、より多くの微粒子がオーバーフローに報告され、d50 値が減少し、より微細な分離が発生します。.
供給材料の密度はハイドロサイクロンの分離に多大な影響を与える可能性があります. 密度が高いと切断が粗くなり、密度が低いと切断が細かくなります。; したがって、最適な密度の供給ソリューションを選択するには、アプリケーションの目的を理解し、それに応じて供給密度を選択することが重要です。.
注ぎ口の直径を調整することで、オーバーフローに直接送られるバイパス微粉の調整が可能になります。, 直接それに向かう流れを増減させ、さらなる処理のためにサイクロンに戻る流れを減らします。.
液体を分離します
ハイドロサイクロンは、より重い物質をシリンダーの内壁に投げつけ、より軽い物質を外側および下方に移動させる旋回作用を生成することにより、液体を微粒子から分離します。. この分離方法は、固体の直径が より大きい場合に最も効果的です。 10 ミクロンで球形です; しかし, 効率は条件によって異なります; 例えば, スラリーの濃度が増加すると、サイズと数が増加する粒子からの遠心力に対する抵抗も増加します。.
ポンプからサイクロンに入る流体は抵抗を克服する必要があります; これにより、圧力降下と半径方向の圧力勾配の増加が発生します。, 最終的には粒子と流体の間に干渉沈降状態が生じます。. したがって, 低粘度の掘削液を使用することが重要です – これにより、異なるサイズの粒子が流体と粒子の間に閉じ込められることなく、それぞれの速度で沈降することができます。.
液体サイクロンの性能において考慮すべきもう 1 つの重要な要素は、フィード密度です。. 目標カットサイズを満たすために, 供給密度は目標のカットサイズと一致する必要があります, これは、供給物の密度を変更するか、入口の圧力を変更することで実現できます。 – 圧力が低いほど、より多くの微粒子がオーバーフローに流れ込みます, 粗いカットサイズを作成する; 高圧により微細物がアンダーフローに送られ、より微細な切断が可能になります.
液体サイクロンは、硬岩および貴金属用途の粉砕回路から排出される材料のサイズを制御するために広く利用されています。. これらのコンテキストに適用される場合, 液体サイクロンへの瞬間的な流体流入量は、瞬間的な軽粒子流量と重粒子流量の合計に等しい; 重い粒子は軽い粒子よりも速く移動し、液体サイクロンの上部のオーバーフローに蓄積します。.
重い材料をシステムから取り除くことができます. サイクロン内に残っている液体混合物は、底部の出口からポンプで排出されます。, アペックスとして知られる, ボルテックスファインダーパイプ経由.
油を分離します
液体サイクロンは、油性粒子を粗大物質から分離するという課題に対する革新的なソリューションになりました. 特殊な形式の装置が設計されており、せん断力を利用して液体媒体から油滴を分離します。. この技術は、冷却水から潤滑剤を分離する金属加工や、泥から砂や粘土を除去する掘削作業に応用できます。.
液体サイクロンは、可動部品がほとんどなく、形状と流体圧力に依存して分離プロセスを実行するという点で他の鉱物処理装置とは異なります。. シンプルでありながら信頼性の高い機械として設計されており、多くの場合、メンテナンスコストをあまりかけずに何年も稼働します。 – しかし、多くのユーザーは、何かが予想通りに進まない場合に液体サイクロンのトラブルシューティングを行う方法を知りません。.
液体サイクロンに関連する重要な課題の 1 つは、巻き込みです。. 粗大物質と微粒子を分離する場合, 液体サイクロンの複雑な内部流れ場により、一部の重い物質はオーバーフローに運ばれますが、他の物質はアンダーフローに捕らえられたままになります。. 複数のサイクロンを接続するとこの問題の解決に役立つ可能性がありますが、追加のポンプが必要です, パイプラインと投資コストも.
そのような, 液体サイクロンがどのように動作し、その分離メカニズムが機能するかを理解することが非常に重要です。. 粒子がオーバーフローから出てアンダーフローに排出される場合, 遠心力が抗力を超える位置に向かって移動しなければなりません – これら 3 つの領域は、液体サイクロン自体の半径方向速度等高線で識別できます。; まず側壁付近で軸方向の速度が負になるため、液体はアンダーフローに向かって下向きに流れます。.
2 番目の領域は円錐形セクションの中央にあります, ここで、軸方向の速度は正で、液体はオーバーフローに向かって上向きに移動します。. ここで最も多くの別れが行われます. ついに, 円錐の頂点では負の軸方向速度が放出され、せん断効果により重い相が集中してそこから放出されます。.