Hidrosiklon

Katrangan

Hidrosiklonwujudé cono-silinder, kanthi inlet feed tangensial menyang bagean silinder lan outlet ing saben sumbu. Outlet ing bagean silinder diarani vortex finder lan ngluwihi menyang siklon kanggo nyuda aliran sirkuit cendhak langsung saka inlet. Ing pucuk kerucut ana outlet kapindho, spigot. Kanggo pamisahan ukuran, loro outlet umume mbukak menyang atmosfer. Hidrosiklon umume dioperasikake kanthi vertikal kanthi spigot ing pucuk ngisor, mula produk kasar diarani underflow lan produk alus, ninggalake vortex finder, overflow. Gambar 1 kanthi skematis nuduhake aliran utama lan fitur desain khashidrosiklon: rong pusaran, saluran mlebu tangensial lan saluran metu aksial. Kajaba wilayah langsung saka saluran mlebu tangensial, gerakan fluida ing njero siklon nduweni simetri radial. Yen salah siji utawa loro-lorone saluran metu mbukak menyang atmosfer, zona tekanan rendah nyebabake inti gas ing sadawane sumbu vertikal, ing njero pusaran njero.

Prinsip operasine prasaja: cairan, sing nggawa partikel sing digantung, mlebu siklon kanthi tangensial, muter mudhun lan ngasilake medan sentrifugal ing aliran pusaran bebas. Partikel sing luwih gedhe obah liwat cairan menyang njaba siklon kanthi gerakan spiral, lan metu liwat keran karo sebagian cairan. Amarga area keran sing winates, pusaran njero, sing muter ing arah sing padha karo pusaran njaba nanging mili munggah, digawe lan ninggalake siklon liwat pencari pusaran, nggawa sebagian besar cairan lan partikel sing luwih alus. Yen kapasitas keran ngluwihi, inti udara ditutup lan debit keran owah saka semprotan berbentuk payung dadi 'tali' lan ilang bahan kasar menyang limpahan.

Diameter bagean silinder minangka variabel utama sing mengaruhi ukuran partikel sing bisa dipisahake, sanajan diameter outlet bisa diganti kanthi mandiri kanggo ngowahi pamisahan sing digayuh. Nalika para pekerja awal nyoba siklon kanthi diameter cilik 5 mm, diameter hidrosiklon komersial saiki kisarane saka 10 mm nganti 2,5 m, kanthi ukuran pamisahan kanggo partikel kanthi kapadhetan 2700 kg m−3 saka 1,5–300 μm, mudhun kanthi tambah kapadhetan partikel. Penurunan tekanan operasi kisarane saka 10 bar kanggo diameter cilik nganti 0,5 bar kanggo unit gedhe. Kanggo nambah kapasitas, pirang-pirang cilikhidrosiklonbisa digabung saka siji saluran feed.

Senajan prinsip operasine prasaja, akeh aspek operasine isih durung dingerteni kanthi becik, lan pemilihan lan prediksi hidrosiklon kanggo operasi industri umume isih empiris.

Klasifikasi

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., ing Teknologi Pangolahan Mineral Wills (Edisi Kawolu), 2016

9.4.3 Hidrosiklon Dibandhingake karo Layar

Hidrosiklon wis dadi dominan ing klasifikasi nalika ngatasi ukuran partikel alus ing sirkuit panggilingan tertutup (<200 µm). Nanging, perkembangan anyar ing teknologi layar (Bab 8) wis nggawe minat anyar kanggo nggunakake layar ing sirkuit panggilingan. Layar dipisahake adhedhasar ukuran lan ora langsung dipengaruhi dening panyebaran kapadhetan ing mineral umpan. Iki bisa dadi kauntungan. Layar uga ora duwe fraksi bypass, lan kaya sing dituduhake ing Conto 9.2, bypass bisa cukup gedhe (luwih saka 30% ing kasus kasebut). Gambar 9.8 nuduhake conto bedane kurva partisi kanggo siklon lan layar. Data kasebut saka konsentrator El Brocal ing Peru kanthi evaluasi sadurunge lan sawise hidrosiklon diganti karo Derrick Stack Sizer® (waca Bab 8) ing sirkuit panggilingan (Dündar et al., 2014). Konsisten karo pangarepan, dibandhingake karo siklon, layar kasebut duwe pamisahan sing luwih tajem (kemiringan kurva luwih dhuwur) lan bypass sithik. Peningkatan kapasitas sirkuit panggilingan dilaporake amarga tingkat kerusakan sing luwih dhuwur sawise ngetrapake layar. Iki disebabake dening ilange bypass, sing nyuda jumlah bahan alus sing dikirim bali menyang pabrik penggilingan sing cenderung kanggo ngurangi dampak partikel-partikel.

Nanging, owah-owahan dudu salah sawijining cara: conto anyar yaiku owah-owahan saka layar menyang siklon, kanggo njupuk kauntungan saka pangurangan ukuran tambahan saka paymineral sing luwih padhet (Sasseville, 2015).

Proses lan desain metalurgi

Eoin H. Macdonald, ing Buku Pegangan Eksplorasi lan Evaluasi Emas, 2007

Hidrosiklon

Hidrosiklon minangka unit sing disenengi kanggo ngukur utawa ngilangi lendir volume slurry gedhe kanthi murah lan amarga ngenggoni papan lantai utawa ruang kepala sing sithik banget. Hidrosiklon paling efektif nalika diumpan kanthi laju aliran lan kapadhetan pulp sing rata lan digunakake kanthi individu utawa kluster kanggo entuk kapasitas total sing dikarepake ing pamisahan sing dibutuhake. Kapabilitas ukuran gumantung marang gaya sentrifugal sing diasilake dening kecepatan aliran tangensial sing dhuwur liwat unit kasebut. Pusaran utama sing dibentuk dening slurry sing mlebu tumindak spiral mudhun ing sekitar tembok kerucut njero. Padatan dibuwang metu dening gaya sentrifugal saengga nalika pulp obah mudhun, kapadhetane mundhak. Komponen vertikal saka kecepatan tumindak mudhun cedhak tembok kerucut lan munggah cedhak sumbu. Fraksi lendir sing dipisahake kanthi sentrifugal sing kurang padhet dipeksa munggah liwat pencari pusaran kanggo metu liwat bukaan ing ujung ndhuwur kerucut. Zona utawa amplop antara rong aliran kasebut duwe kecepatan vertikal nol lan misahake padatan sing luwih kasar sing obah mudhun saka padatan sing luwih alus sing obah munggah. Sebagéan gedhé aliran kasebut ngliwati munggah ing njero pusaran njero sing luwih cilik lan gaya sentrifugal sing luwih dhuwur mbuwang partikel sing luwih gedhe saka partikel sing luwih alus metu, saéngga nyedhiyakake pamisahan sing luwih efisien ing ukuran sing luwih alus. Partikel-partikel iki bali menyang pusaran njaba lan nglaporake maneh menyang umpan jig.

Geometri lan kondisi operasi ing pola aliran spiral saka sawijininghidrosiklonditerangake ing Gambar 8.13. Variabel operasional yaiku kapadhetan pulp, laju aliran feed, karakteristik padatan, tekanan inlet feed lan penurunan tekanan liwat siklon. Variabel siklon yaiku area inlet feed, diameter lan dawa pencari vortex, lan diameter debit spigot. Nilai koefisien seret uga kena pengaruh bentuk; luwih akeh partikel sing beda-beda saka sferisitas, luwih cilik faktor bentuk lan luwih gedhe resistensi pengendapan. Zona stres kritis bisa nganti sawetara partikel emas sing ukurane nganti 200 mm lan pemantauan sing ati-ati babagan proses klasifikasi mula penting kanggo nyuda daur ulang sing berlebihan lan akumulasi lendir sing diasilake. Sacara historis, nalika sethithik perhatian diwenehake kanggo pemulihan 150μIng butiran emas m, sisa emas ing fraksi lendir katon minangka penyebab utama kerugian emas sing kacathet nganti 40-60% ing akeh operasi placer emas.

Gambar 8.14 (Tabel Seleksi Warman) minangka pilihan awal siklon kanggo misahake ing macem-macem ukuran D50 saka 9-18 mikron nganti 33-76 mikron. Grafik iki, kaya grafik kinerja siklon liyane, adhedhasar feed sing dikontrol kanthi ati-ati saka jinis tartamtu. Iki nganggep isi padatan 2.700 kg/m3 ing banyu minangka pandhuan pisanan kanggo pilihan. Siklon diameter sing luwih gedhe digunakake kanggo ngasilake pamisahan kasar nanging mbutuhake volume feed sing dhuwur kanggo fungsi sing tepat. Pamisahan sing apik ing volume feed sing dhuwur mbutuhake kluster siklon diameter cilik sing beroperasi kanthi paralel. Parameter desain pungkasan kanggo ukuran sing cedhak kudu ditemtokake kanthi eksperimen, lan penting kanggo milih siklon ing sekitar tengah kisaran supaya pangaturan cilik sing dibutuhake bisa digawe ing wiwitan operasi.

Siklon CBC (sirkulasi amben) diklaim bisa nglasifikasikake bahan pakan emas aluvial nganti diameter 5 mm lan entuk pakan jig sing konsisten dhuwur saka aliran ngisor. Pamisahan kedadeyan kira-kiraD50/150 mikron adhedhasar silika kanthi kapadhetan 2,65. Aliran siklon CBC diklaim bisa dipisahake kanthi jig amarga kurva distribusi ukuran sing relatif alus lan meh rampung mbusak partikel limbah sing alus. Nanging, sanajan sistem iki diklaim bisa ngasilake konsentrat primer kelas dhuwur saka mineral abot sing padha ing siji lintasan saka feed kisaran ukuran sing relatif dawa (kayata pasir mineral), ora ana angka kinerja sing kasedhiya kanggo bahan feed alluvial sing ngemot emas alus lan serpihan. Tabel 8.5 menehi data teknis kanggo AKWhidrosiklonkanggo titik potong antarane 30 lan 100 mikron.

Tabel 8.5. Data teknis kanggo hidrosiklon AKW

Tipe (KRS)	Diameter (mm)	Penurunan tekanan	Kapasitas		Titik potong (mikron)
Tipe (KRS)	Diameter (mm)	Penurunan tekanan	Bubur (m3/jam)	Padatan (t/jam maks).	Titik potong (mikron)
2118	100	1–2.5	9.27	5	30–50
2515	125	1–2.5	11–30	6	25–45
4118	200	0.7–2.0	18–60	15	40–60
(RWN)6118	300	0.5–1.5	40–140	40	50–100

Perkembangan ing teknologi kominusi lan klasifikasi bijih besi

A. Jankovic, ing Bijih Wesi, 2015

8.3.3.1 Pemisah hidrosiklon

Hidrosiklon, uga diarani siklon, yaiku piranti klasifikasi sing nggunakake gaya sentrifugal kanggo nyepetake laju pengendapan partikel slurry lan misahake partikel miturut ukuran, bentuk, lan gravitasi spesifik. Iki digunakake sacara wiyar ing industri mineral, kanthi panggunaan utama ing pangolahan mineral minangka pengklasifikasi, sing wis kabukten efisien banget ing ukuran pamisahan sing alus. Iki digunakake sacara wiyar ing operasi panggilingan sirkuit tertutup nanging wis nemokake akeh panggunaan liyane, kayata desliming, degritting, lan thickening.

Hidrosiklon khas (Gambar 8.12a) kasusun saka wadhah sing bentuke kerucut, mbukak ing pucuke, utawa aliran ngisor, sing digabung karo bagean silinder, sing duwe saluran mlebu umpan tangensial. Bagian ndhuwur bagean silinder ditutup nganggo piring sing ngliwati pipa limpahan sing dipasang kanthi aksial. Pipa kasebut diulur menyang awak siklon dening bagean cendhak sing bisa dicopot sing dikenal minangka pencari pusaran, sing nyegah korsleting umpan langsung menyang limpahan. Umpan kasebut dilebokake ing tekanan liwat saluran mlebu tangensial, sing menehi gerakan muter menyang pulp. Iki ngasilake pusaran ing siklon, kanthi zona tekanan rendah ing sadawane sumbu vertikal, kaya sing dituduhake ing Gambar 8.12b. Inti udara berkembang ing sadawane sumbu, biasane disambungake menyang atmosfer liwat bukaan puncak, nanging sebagian digawe dening udara sing larut sing metu saka larutan ing zona tekanan rendah. Gaya sentrifugal nyepetake laju pengendapan partikel, saengga misahake partikel miturut ukuran, bentuk, lan gravitasi spesifik. Partikel sing luwih cepet ngendap obah menyang tembok siklon, ing ngendi kecepatane paling endhek, lan pindhah menyang bukaan puncak (underflow). Amarga aksi gaya seret, partikel sing luwih alon ngendap obah menyang zona tekanan rendah ing sadawane sumbu lan digawa munggah liwat pencari pusaran menyang limpahan.

Hidrosiklon meh universal digunakake ing sirkuit panggilingan amarga kapasitas lan efisiensi relatif sing dhuwur. Hidrosiklon uga bisa diklasifikasikake ing macem-macem ukuran partikel (biasane 5-500 μm), unit diameter sing luwih cilik digunakake kanggo klasifikasi sing luwih alus. Nanging, aplikasi siklon ing sirkuit panggilingan magnetit bisa nyebabake operasi sing ora efisien amarga bedane kapadhetan antarane magnetit lan mineral limbah (silika). Magnetit duwe kapadhetan spesifik udakara 5,15, dene silika duwe kapadhetan spesifik udakara 2,7. Inghidrosiklon, mineral sing padhet kapisah kanthi ukuran potongan sing luwih alus tinimbang mineral sing luwih entheng. Mulane, magnetit sing wis bebas dikonsentrasi ing aliran siklon, kanthi akibat saka penggilingan magnetit sing berlebihan. Napier-Munn et al. (2005) nyathet yen hubungan antarane ukuran potongan sing dikoreksi (d50c) lan kapadhetan partikel ngetutake ekspresi saka wangun ing ngisor iki gumantung saka kahanan aliran lan faktor liyane:

d50c∝ρs−ρl−n

ing ngendiρs minangka kapadhetan padatan,ρl iku kapadhetan cairan, lannantara 0,5 lan 1,0. Iki tegese efek kapadhetan mineral marang kinerja siklon bisa uga cukup signifikan. Contone, yend50c saka magnetit iku 25 μm, banjurd50c partikel silika bakal ukurané 40–65 μm. Gambar 8.13 nuduhaké kurva efisiensi klasifikasi siklon kanggo magnetit (Fe3O4) lan silika (SiO2) sing dipikolehi saka survey sirkuit panggilingan magnetit pabrik bal industri. Pamisahan ukuran kanggo silika luwih kasar, kanthid50c kanggo Fe3O4 yaiku 29 μm, dene kanggo SiO2 yaiku 68 μm. Amarga fenomena iki, pabrik penggilingan magnetit ing sirkuit tertutup nganggo hidrosiklon kurang efisien lan duwe kapasitas sing luwih murah dibandhingake karo sirkuit penggilingan logam dasar liyane.

Teknologi Proses Tekanan Tinggi: Dasar-Dasar lan Aplikasi

MJ Cocero PhD, ing Perpustakaan Kimia Industri, 2001

Piranti pamisahan padatan

•

Hidrosiklon

Iki minangka salah sawijining jinis pemisah padatan sing paling gampang. Iki minangka piranti pamisah sing efisien lan bisa digunakake kanggo mbusak padatan kanthi efektif ing suhu lan tekanan sing dhuwur. Iki ekonomis amarga ora ana bagean sing obah lan mbutuhake perawatan sing sithik.

Efisiensi pamisahan kanggo padatan minangka fungsi sing kuwat saka ukuran partikel lan suhu. Efisiensi pamisahan kotor cedhak 80% bisa digayuh kanggo silika lan suhu ing ndhuwur 300°C, dene ing kisaran suhu sing padha, efisiensi pamisahan kotor kanggo partikel zirkon sing luwih padhet luwih gedhe tinimbang 99% [29].

Kekurangan utama operasi hidrosiklon yaiku kecenderungan sawetara uyah kanggo nempel ing tembok siklon.

•

Filtrasi mikro silang

Filter aliran silang tumindak kanthi cara sing padha karo sing biasane diamati ing filtrasi aliran silang ing kahanan sekitar: tambahing laju geser lan sudaing viskositas cairan nyebabake tambahing jumlah filtrat. Mikrofiltrasi silang wis diterapake kanggo pamisahan uyah sing diendapkan minangka padatan, menehi efisiensi pamisahan partikel sing biasane ngluwihi 99,9%. Goemans.lan liya-liyane.[30] nyinaoni pamisahan natrium nitrat saka banyu superkritis. Ing kahanan panliten iki, natrium nitrat ana minangka uyah cair lan bisa ngliwati filter. Efisiensi pamisahan dipikolehi sing beda-beda karo suhu, amarga kelarutan mudhun nalika suhu mundhak, antara 40% lan 85%, kanggo 400 °C lan 470 °C. Para pekerja iki nerangake mekanisme pamisahan minangka akibat saka permeabilitas sing béda saka medium panyaring menyang larutan superkritis, sing béda karo uyah cair, adhedhasar viskositas sing béda banget. Mulane, ora mung bisa nyaring uyah sing diendapkan mung minangka padatan nanging uga bisa nyaring uyah titik leleh sing endhek sing ana ing kahanan cair.

Masalah operasi utamane disebabake dening korosi filter dening uyah.

Kertas: Daur Ulang lan Bahan Daur Ulang

MR Doshi, JM Dyer, ing Modul Referensi Ilmu Material lan Teknik Material, 2016

3.3 Reresik

Tukang resik utawahidrosiklonmbusak kontaminan saka pulp adhedhasar bedane kapadhetan antarane kontaminan lan banyu. Piranti kasebut kasusun saka wadhah tekanan kerucut utawa silinder-kerucut sing dilebokake pulp kanthi tangensial ing pucuk diameter gedhe (Gambar 6). Sajrone ngliwati pembersih, pulp ngembangake pola aliran pusaran, padha karo siklon. Aliran kasebut muter ngubengi sumbu tengah nalika ngliwati saka inlet lan menyang puncak, utawa bukaan aliran ngisor, ing sadawane sisih njero tembok pembersih. Kacepetan aliran rotasi saya cepet nalika diameter kerucut mudhun. Cedhak pucuk pucuk, bukaan diameter cilik nyegah pembuangan sebagian besar aliran sing malah muter ing pusaran njero ing inti pembersih. Aliran ing inti njero mili adoh saka bukaan puncak nganti metu liwat pencari pusaran, sing dumunung ing pucuk diameter gedhe ing tengah pembersih. Bahan kapadhetan sing luwih dhuwur, sing wis dikonsentrasi ing tembok pembersih amarga gaya sentrifugal, dibuwang ing pucuk kerucut (Bliss, 1994, 1997).

Piranti pembersih diklasifikasikake minangka kapadhetan dhuwur, sedheng, utawa endhek gumantung saka kapadhetan lan ukuran kontaminan sing diilangi. Piranti pembersih kapadhetan dhuwur, kanthi diameter antara 15 nganti 50 cm (6-20 in) digunakake kanggo mbusak logam gelandangan, klip kertas, lan staples lan biasane diselehake langsung sawise pulper. Nalika diameter pembersih mudhun, efisiensine kanggo mbusak kontaminan ukuran cilik mundhak. Kanggo alasan praktis lan ekonomi, siklon diameter 75 mm (3 in) umume minangka piranti pembersih paling cilik sing digunakake ing industri kertas.

Pembersih balik lan pembersih aliran balik dirancang kanggo mbusak kontaminan kapadhetan rendah kayata lilin, polistirena, lan lengket. Pembersih balik dijenengi kaya ngono amarga aliran sing ditampa dikumpulake ing pucuk pembersih dene reject metu ing limpahan. Ing pembersih aliran balik, sing ditampa lan reject metu ing pucuk pembersih sing padha, kanthi sing ditampa cedhak tembok pembersih dipisahake saka reject dening tabung tengah cedhak inti pembersih, kaya sing dituduhake ing Gambar 7.

Centrifuge terus-terusan sing digunakake ing taun 1920-an lan 1930-an kanggo mbusak pasir saka pulp dihentikan sawise pangembangan hidrosiklon. Gyroclean, sing dikembangake ing Centre Technique du Papier, Grenoble, Prancis, kasusun saka silinder sing muter ing 1200-1500 rpm (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). Kombinasi wektu manggon sing relatif dawa lan gaya sentrifugal sing dhuwur ngidini kontaminan kapadhetan rendah duwe wektu sing cukup kanggo pindhah menyang inti pembersih ing ngendi dheweke ditolak liwat debit pusaran tengah.

MT Thew, ing Ensiklopedia Ilmu Pamisahan, 2000

Sinopsis

Sanajan padat-cairhidrosiklonwis ditetepake sajrone meh kabeh abad kaping 20, kinerja pamisahan cair-cair sing nyukupi ora tekan nganti taun 1980-an. Industri lenga lepas pantai mbutuhake peralatan sing kompak, kuat, lan dipercaya kanggo mbusak lenga kontaminan sing dibagi alus saka banyu. Kebutuhan iki dipenuhi dening jinis hidrosiklon sing beda banget, sing mesthi ora duwe bagean sing obah.

Sawisé njelasaké kabutuhan iki kanthi luwih lengkap lan mbandhingaké karo pamisahan siklon padat-cair ing pangolahan mineral, kaluwihan sing diwènèhaké hidrosiklon tinimbang jinis peralatan sing dipasang sadurungé kanggo nyukupi tugas kasebut diwènèhaké.

Kriteria penilaian kinerja pamisahan wis didaftarake sadurunge ngrembug kinerja babagan konstitusi feed, kontrol operator, lan energi sing dibutuhake, yaiku produk saka penurunan tekanan lan laju aliran.

Lingkungan kanggo produksi minyak bumi nemtokake sawetara watesan kanggo bahan lan iki kalebu masalah erosi partikulat. Bahan khas sing digunakake kasebut. Data biaya relatif kanggo jinis pabrik pamisahan minyak, modal lan recurrent, dijlentrehake, sanajan sumber kurang. Pungkasan, sawetara pitunjuk kanggo pangembangan luwih lanjut diterangake, amarga industri minyak nggoleki peralatan sing dipasang ing dhasar segara utawa malah ing sisih ngisor sumur.

Sampling, Kontrol, lan Penyeimbangan Massa

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., ing Teknologi Pangolahan Mineral Wills (Edisi Kawolu), 2016

3.7.1 Panggunaan Ukuran Partikel

Akeh unit, kaya tahidrosiklonlan pemisah gravitasi, ngasilake derajat pamisahan ukuran lan data ukuran partikel bisa digunakake kanggo penyeimbangan massa (Conto 3.15).

Conto 3.15 minangka conto minimalisasi ketidakseimbangan simpul; contone, iki nyedhiyakake nilai awal kanggo minimalisasi kuadrat paling cilik umum. Pendekatan grafis iki bisa digunakake kapan wae ana data komponen "kelebihan"; ing Conto 3.9 iki bisa digunakake.

Conto 3.15 nggunakake siklon minangka simpul. Simpul kapindho yaiku sump: iki minangka conto 2 input (fresh feed lan ball mill discharge) lan siji output (cyclone feed). Iki menehi keseimbangan massa liyane (Conto 3.16).

Ing Bab 9 kita bali menyang conto sirkuit penggilingan iki nggunakake data sing wis diatur kanggo nemtokake kurva partisi siklon.

Wektu kiriman: 07-Mei-2019