Hidrociclones – Melhorando a eficiência na classificação e separação de materiais
Hidrociclones são usados para separar materiais através da força centrífuga. As fases leves com densidades mais baixas viajam em espiral em direção à saída de transbordamento, enquanto as fases pesadas com densidades mais altas se movem em direção ao centro e são descarregadas através das saídas de transbordamento..
As curvas de valor médio de OC na saída de transbordamento ilustram tendências de mudança à medida que Dc aumenta.
Taxa de fluxo
O material de alimentação é alimentado tangencialmente no hidrociclone sob pressão e faz com que as forças centrífugas se movam para cima e para baixo ao longo de sua parede cônica, empurrando fases mais pesadas para cima e para baixo em resposta. Com cada diminuição no diâmetro ocorre um aumento na velocidade para separação máxima; sólidos concentrados saem no ápice.
Uma taxa de fluxo apropriada deve ser estabelecida para produzir a concentração desejada de material em um transbordamento.. Variações na velocidade podem alterar as trajetórias das partículas nos fluxos de vórtice internos e externos, em última análise, alterando a proporção de divisão.
Bicalho et al relataram que aumentar as taxas de fluxo de alimentação dentro de certos parâmetros poderia fortalecer os campos de força centrífuga e aumentar a eficiência geral de separação, mas exceder esses parâmetros pode reduzir o tempo efetivo de retenção de partículas e a taxa de divisão de gotas. Portanto, deve ser mantida uma manutenção adequada de registros para identificar desvios ou degradação de desempenho e avaliar se ações de manutenção devem ser tomadas para restaurar o desempenho ideal.
Pressão
A lama é introduzida tangencialmente na zona cilíndrica de um ciclone em alta velocidade e depois acelerada pela sua geometria e pressão para produzir uma intensa força centrífuga, criando separação entre componentes leves e pesados da pasta, com partículas pesadas saindo por transbordamento de sua saída no ápice, enquanto os componentes mais leves continuam a cair para a base do cilindro onde são coletados.
O aumento da pressão de alimentação tem o efeito de aumentar a eficiência de separação e a concentração de subfluxo, alterando os fluxos de vórtice internos e externos, produzindo assim uma proporção de divisão mais alta.
A turbulência excessiva pode criar erosão dentro de um hidrociclone que deixa para trás espirais de desgaste em seu revestimento e pode causar cordas em seu fluxo inferior, portanto, a avaliação regular do desempenho de cada hidrociclone deve ser realizada e comparada com registros de manutenção ou especificações do fabricante para identificar desvios ou degradação. A manutenção de registros ajuda a identificar rapidamente quaisquer problemas recorrentes para que a equipe de manutenção possa planejar adequadamente.
Comprimento do ciclone
O comprimento do ciclone é um fator essencial quando se trata de melhorar a classificação de materiais e a eficiência de separação, pois determina quanta força centrífuga será aplicada às partículas dentro dele. De um modo geral, quanto maior for o seu comprimento, mais completo se torna o seu processo de separação.
Partículas grandes são temporariamente retardadas antes de entrar em um ciclone, enquanto os menores são acelerados em alta velocidade – levando a baixa velocidade de entrada para partículas maiores, o que ajuda a minimizar a erosão e prolongar a vida útil do ciclone.
O comprimento ideal para separação do material depende do tamanho de corte desejado. Quando aplicado a aplicações minerais, por exemplo, isso geralmente significa selecionar um tamanho de corte no qual a maioria dos sólidos se reporta ao fluxo de transbordamento e apenas alguns ao fluxo de subfluxo; normalmente, esse tamanho de corte alvo determina qual diâmetro de ciclone usar em cada aplicação.
Localizador de vórtice
Os localizadores de vórtices são um componente integral da separação eficiente de ciclones. Eles atuam como a interface entre a força Team Centrifugal e a Team Drag Force. – semelhante a um cabo de guerra entre duas bandeiras amarradas em cada extremidade de uma corda. Enquanto a Equipe Centrífuga puxa as partículas para mais perto da casca do ciclone, enquanto a Equipe Drag empurra para longe.
Isso explica por que o design da seção de entrada e o ângulo do cone afetam a nitidez da classificação. Por exemplo, uma entrada de arco cria aceleração radial mais forte e efeitos de pré-classificação que auxiliam na manutenção de Cc (Figura 17).
As bombas que alimentam os ciclones também desempenham um papel fundamental na sua capacidade e ponto de corte, à medida que sua velocidade altera a vazão e a pressão que alimenta o ciclone, em última análise, alterando suas características de separação; por exemplo, diminuir a velocidade da bomba resulta em cortes mais grossos, enquanto aumentá-lo pode produzir outros mais finos; a capacidade também é determinada pelo tamanho do seu ápice.