Hidrosiklonlar, maden işleme ekipmanlarının en kolay parçaları arasındadır., genellikle çalışan herhangi birinin bakımına veya dikkatine ihtiyaç duymadan çalışır. Siklonlar, ayırma performansını etkileyen karmaşık akışkan mekanizmalarına ve yapısal konfigürasyonlarına rağmen oldukça etkili ayırma araçları olmaya devam etmektedir.. Bu makale, bunların işleyişine ilişkin bir genel bakışın yanı sıra, tasarlandığı gibi performans göstermedikleri durumlarda olası sorun giderme adımlarını da verecektir..
İri Parçacıkları Ayırırlar
Hidrosiklonlar’ asıl amaç kaba parçacıkların ince parçacıklardan ayrılmasıdır. İç yapısına uygulanan merkezkaç kuvveti bu ayrımı sağlar; Daha ağır parçacıklar dönen akışa doğru aşağıya doğru hareket etme eğilimindeyken, daha ince olanlar daha çok kenarına doğru hareket eder., kaba parçacıklar eninde sonunda bir alt tıkaç astarından veya tepe noktasından boşalırken, daha ince olanlar bir taşmaya doğru ve bir üst taşma bölmesine doğru hareket eder.
Bir hidrosiklon içindeki hareket özellikleri onun ayırma etkisini belirler, ve araştırmacılar bunu artırmak için bu yönü araştırdılar. Araştırmacılar, Zhang liderliğindeki, Bu siklonun ayırma etkisini iyileştirmek amacıyla parçacık hareket davranışını anlamak için kapsamlı testler gerçekleştirdik. Zhang, yüksek konsantrasyonlu besleme koşulları altında, Küçük yoğunluklu ince ve orta büyüklükteki parçacıklar taşma kanalına kolaylıkla girebilirken, büyük yoğunluklu ince ve kaba parçacıklar içteki dönen akış yoluyla girip taşma olarak çıkışından dışarı atılabilir..
Sıvı silindirik haznesine teğetsel olarak verildiğinde siklonun merkezinde bir hava çekirdeği oluşur., yoğun bir dönen girdap üretiyor. Bir siklonun, sıvısının bir kısmı dışında tamamının dışarı akmasını kısıtlayan, sınırlı erişime sahip eksenel bir alt çıkışı vardır.. İçeri girdikten sonra, üst çıkışına doğru ters yönde akışı, çekirdekte bir hava çekirdeğinin oluşmasına neden olur.
Hidrosiklonların ikincil silindirik kesit boyutları, partikül sirkülasyon akış bölgesi ve ayırma performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir., bu bölümün çapı büyüdükçe mükemmellik değerleri monoton bir şekilde azalmaktadır. Bir siklonun dönen akışı içinde dolaşan daha iri parçacıklar nedeniyle, bu parçacıkların yanlış yerleştirilmesi meydana gelir, daha geniş bir alana yayılmasına yol açıyor. Daha fazla kaba partikülün kapsanması, ayırma performansını azaltır ve siklonun içinde etkili bir dairesel akış modelinin oluşmasını engeller., ve ayırma yeteneklerini engeller. Elde edilen ayırma performansı tatmin edicidir; Yine de, Parçacık hızı dağılımını ve hareket yörüngesini etkileyen siklon sıvısının dönme direnci ve viskozitesi nedeniyle mükemmellik değerleri beklentileri karşılamıyor.
İnce Parçacıkları Ayırırlar
Hidrosiklonlar, ince parçacıkları kaba parçacıklardan etkili bir şekilde ayırmak için merkezkaç kuvveti ve diferansiyel sıvı akışını kullanır. Merkezkaç kuvveti, giriş sıvısının silindir duvarına doğru teğetsel olarak yönlendirilmesiyle oluşturulur., Sıvısı içinde dairesel bir hareket yaratarak ağır parçacıkların dışarıya doğru hareket etmesine ve daha hafif olanların duvardan aşağı doğru spiral çizerek hidrosiklonun üst taşma açıklığından dışarı çıkmasına neden olur..
Hidrosiklon ayırma verimliliği büyük ölçüde yapı tasarımına bağlıdır, girdap bulucusunun boyutları dahil, taşma ve alt akış açıklıkları ve siklonun boyutu. Üstelik, daha büyük çaplar genellikle daha iyi ayırma performansı sağlar.
Hidrosiklonlar genellikle mineral uygulamalarında kullanılır., C-33 beton kumu üretmek gibi, ufalama devresinden hangi boyuttaki malzemenin çıkacağını kontrol etmek için. Farklı cevher türleri, ekonomik açıdan uygun bir ürün oluşturmak için yakından izlenmesi gereken farklı serbestleşme boyutlarına sahiptir..
Basınç düşüşü, parçacıkların bir hidrosiklondan geçmesi için gereken enerji miktarı, kontrolünün ayrılmaz bir bileşenidir. Giriş basıncını değiştirmek, ayırma verimliliğini önemli ölçüde değiştirebilir – örneğin, eğer basınç hedeften daha düşük bir değere ayarlanırsa, daha fazla ince malzeme alt akışa raporlanacak ve bu da daha kaba kesme noktalarına yol açacaktır; tersine, eğer basınç hedefi aşarsa, daha fazla ince tanecik taşmaya rapor edilecek ve bu da d50 değerlerinin azalmasına ve daha ince ayırmaya yol açacaktır.
Besleme malzemesinin yoğunluğunun Hidrosiklon ayırmaları üzerinde çok büyük etkisi olabilir.. Daha yüksek yoğunluk daha kaba kesimlere neden olurken, daha düşük yoğunluklar daha ince kesimlere neden olur; Optimum yoğunlukta bir besleme çözümü seçmek için bu nedenle uygulamanın amacının anlaşılması ve buna göre bir besleme yoğunluğunun seçilmesi önemlidir..
Musluk çapının ayarlanması, doğrudan taşmaya gönderilen baypas cezalarının ayarlanmasına olanak tanır, doğrudan ona doğru akışlarını arttırmak veya azaltmak ve daha sonraki işlemler için siklona geri dönenleri azaltmak.
Sıvıları Ayırırlar
Hidrosiklonlar, daha hafif malzeme dışarı ve aşağı doğru hareket ederken, daha ağır malzemeyi silindirin iç duvarına doğru fırlatan bir dönme hareketi yaratarak sıvıları ince parçacıklardan ayırır.. Bu ayırma yöntemi, katıların çapları 2'den büyük olduğunda en iyi sonucu verir. 10 mikron boyutunda ve küresel şekillidir; Yine de, verimlilikleri koşullara göre değişir; örneğin, çamurun konsantrasyonu arttıkça, boyutları ve sayıları artan parçacıkların merkezkaç kuvvetlerine karşı direnci de artar.
Bir pompadan siklona giren sıvının direnci aşması gerekir; bu basınç düşüşlerine ve radyal basınç gradyanında artışa neden olur, sonuçta parçacıklar ve sıvı arasında sedimantasyon durumlarının çakışmasına neden olur. Öyleyse, Düşük viskoziteli sondaj sıvısı kullanmak önemlidir – bu, farklı boyutlardaki parçacıkların, sıvı ve parçacıklar arasında sıkışıp kalmadan kendi hızlarında yerleşmesine olanak tanır.
Besleme yoğunluğu hidrosiklon performansında dikkate alınması gereken diğer bir kritik unsurdur. Hedef kesim boyutlarını karşılamak için, besleme yoğunluğu hedef kesim boyutuyla örtüşmelidir, Bu, besleme yoğunluğunun değiştirilmesi veya girişteki basıncın değiştirilmesi yoluyla gerçekleştirilebilir. – daha düşük basınç daha fazla ince parçanın taşmaya gönderilmesine neden olur, daha kaba kesim boyutu oluşturma; daha yüksek basınç, daha ince kesimler için ince taneleri alt akışa gönderir.
Hidrosiklonlar, sert kaya ve değerli metal uygulamalarına yönelik ufalama devrelerinden hangi boyuttaki malzemenin çıkacağını kontrol etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.. Bu bağlamlarda uygulandığında, Bir hidrosiklona anlık sıvı girişi, toplam anlık hafif parçacık akışı artı ağır parçacık akışına eşittir; ağır parçacıklar hafif olanlardan daha hızlı hareket edecek ve hidrosiklonun üst akışında birikecektir..
Ağır malzemeler daha sonra sistemden çıkarılabilir. Siklonda kalan sıvı karışımı daha sonra alt çıkıştan dışarı pompalanacaktır., Apex olarak bilinir, girdap bulucu boru aracılığıyla.
Yağları Ayırırlar
Hidrosiklonlar, yağlı parçacıkları kaba malzemeden ayırma zorluğuna yenilikçi bir çözüm haline geldi. Petrol damlacıklarını sıvı ortamdan ayırmak için kesme kuvveti kullanan özel bir ekipman formu tasarlanmıştır.. Bu teknoloji metal işlemede yağlayıcıları soğutma suyundan ayırmak için veya çamurdan kum ve kili çıkarmak için delme operasyonlarında uygulanabilir..
Hidrosiklonlar, az sayıda hareketli parçaya sahip olmaları ve ayırma işlemlerini gerçekleştirmek için geometriye ve sıvı basıncına bağlı olmaları bakımından diğer mineral işleme ekipmanlarından farklıdır.. Bakım maliyetleri açısından fazla bir maliyet gerektirmeden genellikle yıllarca çalışan basit ama güvenilir makine parçaları olacak şekilde tasarlandılar – ancak birçok kullanıcı, bir şeyler beklendiği gibi gitmediğinde hidrosiklon sorununun nasıl giderileceğini bilmiyor.
Hidrosiklonlarla ilgili en önemli zorluklardan biri sürüklenmedir.. İri malzeme ince tanelerden ayrıldığında, Hidrosiklonun karmaşık iç akış alanı nedeniyle bazı ağır malzemeler taşma noktasına taşınırken diğerleri alt akışta kalır.. Birden fazla siklonun birbirine bağlanması bu sorunun çözülmesine yardımcı olabilir ancak ek pompalar gerektirir, boru hatları ve yatırım maliyetleri de.
Gibi, Bir hidrosiklonun nasıl çalıştığını ve ayırma mekanizmasının nasıl çalıştığını anlamak hayati önem taşımaktadır.. Bir parçacığın taşma yoluyla çıkması ve alt akışa boşaltılması için, merkezkaç kuvvetinin sürükleme kuvvetini aştığı konumlara doğru göç etmeleri gerekir – bu üç alan hidrosiklonun kendi içindeki radyal hız konturlarında tanımlanabilir; ilk olarak eksenel hızın negatif olduğu ve sıvının alt akışına doğru aktığı yan duvarın yakınında.
İkinci alan konik bölümün ortasında yer almaktadır., eksenel hızın pozitif olduğu ve sıvının yukarıya doğru taşmaya doğru hareket ettiği yer. En çok ayrılmanın gerçekleştiği yer burası. Nihayet, koninin tepesinde negatif eksenel hız dışarı doğru boşaltılır ve kayma etkileri, ağır fazların yoğunlaşmasına ve bunun içinden salınmasına yardımcı olur.