Hidrosiklon

Pedaran

HidrosiklonBentukna kono-silinder, kalayan asupan asupan tangensial kana bagian silinder sareng outlet dina unggal sumbu. Outlet dina bagian silinder disebut vortex finder sareng manjang kana siklon pikeun ngirangan aliran sirkuit pondok langsung tina inlet. Dina tungtung kerucut aya outlet kadua, spigot. Pikeun pamisahan ukuran, duanana outlet umumna kabuka ka atmosfir. Hidrosiklon umumna dioperasikeun sacara vertikal kalayan spigot di tungtung handap, ku kituna produk kasar disebut underflow sareng produk halus, ninggalkeun vortex finder, overflow. Gambar 1 sacara skematis nunjukkeun aliran utama sareng fitur desain tina hashidrosiklon: dua pusaran, asupan tangensial sareng saluran kaluar aksial. Iwal ti daérah langsung tina asupan tangensial, gerakan cairan dina siklon gaduh simétri radial. Upami salah sahiji atanapi duanana saluran kaluar kabuka ka atmosfir, zona tekanan rendah nyababkeun inti gas sapanjang sumbu vertikal, di jero pusaran jero.

Prinsip operasina saderhana: cairan, anu mawa partikel anu ngagantung, asup kana siklon sacara tangensial, muter ka handap sareng ngahasilkeun medan sentrifugal dina aliran pusaran bébas. Partikel anu langkung ageung ngalih ngaliwatan cairan ka luar siklon dina gerakan spiral, sareng kaluar ngaliwatan keran kalayan fraksi cairan. Kusabab daérah keran anu ngawatesan, pusaran jero, anu muter dina arah anu sami sareng pusaran luar tapi ngalir ka luhur, dibentuk sareng ninggalkeun siklon ngalangkungan panyungsi pusaran, anu mawa kaseueuran cairan sareng partikel anu langkung lemes. Upami kapasitas keran ngaleuwihan, inti hawa ditutup sareng debit keran robih tina semprotan bentuk payung janten 'tali' sareng kaleungitan bahan kasar kana limpahan.

Diaméter bagian silinder mangrupikeun variabel utama anu mangaruhan ukuran partikel anu tiasa dipisahkeun, sanaos diaméter outlet tiasa dirobih sacara mandiri pikeun ngarobih pamisahan anu kahontal. Samentawis para pagawé mimiti ékspérimén sareng siklon anu diaméterna alit sapertos 5 mm, diaméter hidrosiklon komérsial ayeuna mimitian ti 10 mm dugi ka 2,5 m, kalayan ukuran pamisahan pikeun partikel anu kapadetanna 2700 kg m−3 tina 1,5–300 μm, turun kalayan ningkatna kapadetan partikel. Panurunan tekanan operasi mimitian ti 10 bar pikeun diaméter alit dugi ka 0,5 bar pikeun unit ageung. Pikeun ningkatkeun kapasitas, sababaraha alithidrosiklonbisa dikalikeun tina hiji jalur asupan.

Sanaos prinsip operasina saderhana, seueur aspék operasina masih kirang kahartos, sareng pamilihan sareng prediksi hidrosiklon pikeun operasi industri seuseueurna bersifat empiris.

Klasifikasi

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., dina Wills' Mineral Processing Technology (Edisi Kadalapan), 2016

9.4.3 Hidrosiklon Dibandingkeun jeung Layar

Hidrosiklon parantos ngadominasi klasifikasi nalika ngurus ukuran partikel anu alit dina sirkuit panggilingan anu katutup (<200 µm). Nanging, perkembangan anyar dina téknologi layar (Bab 8) parantos ngabarukeun minat dina nganggo layar dina sirkuit panggilingan. Layar misah dumasar kana ukuran sareng henteu langsung dipangaruhan ku panyebaran kapadetan dina mineral pakan. Ieu tiasa janten kaunggulan. Layar ogé henteu gaduh fraksi bypass, sareng sapertos anu dipidangkeun ku Conto 9.2, bypass tiasa lumayan ageung (langkung ti 30% dina kasus éta). Gambar 9.8 nunjukkeun conto bédana dina kurva partisi pikeun siklon sareng layar. Data éta tina konsentrator El Brocal di Peru kalayan évaluasi sateuacan sareng saatos hidrosiklon diganti ku Derrick Stack Sizer® (tingali Bab 8) dina sirkuit panggilingan (Dündar et al., 2014). Saluyu sareng ekspektasi, dibandingkeun sareng siklon, layar ngagaduhan pamisahan anu langkung seukeut (lamping kurva langkung luhur) sareng sakedik bypass. Peningkatan kapasitas sirkuit panggilingan dilaporkeun kusabab tingkat karusakan anu langkung luhur saatos nerapkeun layar. Ieu disababkeun ku dihapusna jalan pintas, anu ngirangan jumlah bahan lemes anu dikirim deui ka pabrik panggiling anu condong ngirangan dampak partikel-partikel.

Nanging, parobahan sanés hiji cara: conto anu nembe kajadian nyaéta parobahan tina layar ka siklon, pikeun ngamangpaatkeun pangurangan ukuran tambahan tina paymineral anu langkung padet (Sasseville, 2015).

Prosés sareng desain metalurgi

Eoin H. Macdonald, dina Buku Panduan Éksplorasi sareng Evaluasi Emas, 2007

Hidrosiklon

Hidrosiklon mangrupikeun unit anu dipikaresep pikeun ngukur atanapi ngaleutikan volume slurry anu ageung kalayan murah sareng kusabab éta ngeusian rohangan lanté atanapi headroom anu sakedik pisan. Éta beroperasi paling efektif nalika dieusi dina laju aliran sareng kapadetan pulp anu rata sareng dianggo sacara individual atanapi dina klaster pikeun kéngingkeun kapasitas total anu dipikahoyong dina pamisahan anu diperyogikeun. Kamampuan ngukur ngandelkeun gaya séntrifugal anu dihasilkeun ku kecepatan aliran tangensial anu luhur ngaliwatan unit. Pusaran primér anu dibentuk ku slurry anu lebet bertindak sacara spiral ka handap di sakitar témbok kerucut jero. Padatan dialungkeun ka luar ku gaya séntrifugal supados nalika pulp bergerak ka handap kapadetanna ningkat. Komponen vertikal tina kecepatan bertindak ka handap caket témbok kerucut sareng ka luhur caket sumbu. Fraksi lendir anu dipisahkeun sacara séntrifugal anu kirang padet dipaksa ka luhur ngaliwatan vortex finder pikeun kaluar ngaliwatan liang di tungtung luhur kerucut. Zona panengah atanapi amplop antara dua aliran gaduh kecepatan vertikal nol sareng misahkeun padatan anu langkung kasar anu bergerak ka handap tina padatan anu langkung lemes anu bergerak ka luhur. Seuseueurna aliran ngalir ka luhur dina pusaran jero anu langkung alit sareng gaya sentrifugal anu langkung luhur ngalungkeun partikel anu langkung alit ka luar, sahingga nyayogikeun pamisahan anu langkung efisien dina ukuran anu langkung alit. Partikel-partikel ieu uih deui ka pusaran luar sareng ngalaporkeun sakali deui ka jig feed.

Géométri sareng kaayaan operasi dina pola aliran spiral tina hijihidrosiklondijelaskeun dina Gambar 8.13. Variabel operasional nyaéta kapadetan pulp, laju aliran eupan, karakteristik padet, tekanan asupan eupan sareng turunna tekanan ngaliwatan siklon. Variabel siklon nyaéta daérah asupan eupan, diaméter sareng panjang vortex finder, sareng diaméter debit spigot. Nilai koefisien sered ogé kapangaruhan ku bentuk; beuki béda partikel tina sferisitas, beuki leutik faktor bentukna sareng beuki ageung résistansi pengendapanana. Zona setrés kritis tiasa manjang ka sababaraha partikel emas anu ukuranana ageung 200 mm sareng pangawasan anu ati-ati kana prosés klasifikasi penting pikeun ngirangan daur ulang anu kaleuleuwihi sareng akumulasi lendir anu dihasilkeun. Sacara historis, nalika saeutik perhatian dipasihkeun kana pamulihan 150μDina butiran emas, kaleuwihan emas dina fraksi lendir sigana mangrupikeun panyabab utama karugian emas anu kacatet dugi ka 40–60% dina seueur operasi placer emas.

Gambar 8.14 (Bagan Pilihan Warman) nyaéta pilihan awal siklon pikeun misahkeun dina rupa-rupa ukuran D50 ti 9–18 mikron nepi ka 33–76 mikron. Bagan ieu, sapertos bagan kinerja siklon anu sanés, dumasar kana asupan anu dikontrol sacara saksama tina jinis anu khusus. Bagan ieu nganggap eusi padet 2.700 kg/m3 dina cai salaku pituduh munggaran pikeun milih. Siklon diaméter anu langkung ageung dianggo pikeun ngahasilkeun pamisahan kasar tapi meryogikeun volume asupan anu luhur pikeun fungsi anu leres. Pamisahan anu saé dina volume asupan anu luhur meryogikeun gugusan siklon diaméter alit anu beroperasi sacara paralel. Parameter desain ahir pikeun ukuran anu caket kedah ditangtukeun sacara ékspériméntal, sareng penting pikeun milih siklon di sakitar tengah rentang supados panyesuaian minor anu diperyogikeun tiasa dilakukeun dina awal operasi.

Siklon CBC (sirkulasi ranjang) diklaim ngaklasifikasikeun bahan pakan emas aluvial kalayan diaméter dugi ka 5 mm sareng kéngingkeun pakan jig anu konsisten luhur tina aliran handap. Pamisahan lumangsung sakitarD50/150 mikron dumasar kana silika kapadetan 2,65. Aliran handap siklon CBC diklaim cocog pisan pikeun pamisahan jig kusabab kurva distribusi ukuranana anu relatif mulus sareng ampir ngaleungitkeun partikel runtah anu lemes. Nanging, sanaos sistem ieu diklaim ngahasilkeun konsentrat primér kualitas luhur tina mineral beurat anu sami dina hiji pass tina feed rentang ukuran anu relatif panjang (contona keusik mineral), teu aya angka kinerja sapertos kitu anu sayogi pikeun bahan feed aluvial anu ngandung emas lemes sareng serpihan. Tabel 8.5 masihan data téknis pikeun AKWhidrosiklonpikeun titik potong antara 30 sareng 100 mikron.

Tabel 8.5. Data téknis pikeun hidrosiklon AKW

Tipe (KRS)	Diaméter (mm)	Turunna tekanan	Kapasitas		Titik potong (mikron)
Tipe (KRS)	Diaméter (mm)	Turunna tekanan	Bubur (m3/jam)	Padet (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

Kamekaran dina téknologi kominusi sareng klasifikasi bijih beusi

A. Jankovic, dina Bijih Beusi, 2015

8.3.3.1 Pamisah hidrosiklon

Hidrosiklon, disebut ogé siklon, nyaéta alat klasifikasi anu ngamangpaatkeun gaya séntrifugal pikeun ngagancangkeun laju pengendapan partikel bubur sareng misahkeun partikel numutkeun ukuran, bentuk, sareng gravitasi spésifik. Hidrosiklon loba dipaké dina industri mineral, kalayan kagunaan utama dina pamrosésan mineral nyaéta salaku klasifikasi, anu parantos kabuktian épéktip pisan dina ukuran pamisahan anu saé. Hidrosiklon loba dipaké dina operasi panggilingan sirkuit katutup tapi geus manggihan loba kagunaan séjén, saperti desliming, degritting, sareng pangental.

Hidrosiklon has (Gambar 8.12a) diwangun ku wadah anu bentukna kerucut, kabuka dina puncakna, atanapi aliran handap, ngahiji kana bagian silinder, anu gaduh asupan asupan tangensial. Luhur bagian silinder ditutup ku pelat anu ngalangkungan pipa limpahan anu dipasang sacara aksial. Pipa dipanjangkeun kana awak siklon ku bagian pondok anu tiasa dicabut anu dikenal salaku vortex finder, anu nyegah sirkuit pondok asupan langsung kana limpahan. Asupan diwanohkeun dina tekanan ngaliwatan asupan tangensial, anu masihan gerakan muter ka pulp. Ieu ngahasilkeun pusaran dina siklon, kalayan zona tekanan rendah sapanjang sumbu vertikal, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 8.12b. Inti hawa berkembang sapanjang sumbu, biasana nyambung ka atmosfir ngaliwatan bubuka puncak, tapi sabagian didamel ku hawa leyur anu kaluar tina larutan dina zona tekanan rendah. Gaya sentrifugal ngagancangkeun laju pengendapan partikel, sahingga misahkeun partikel numutkeun ukuran, bentuk, sareng gravitasi spésifik. Partikel anu langkung gancang netep ngalih ka témbok siklon, dimana kecepatanna panghandapna, teras migrasi ka bubuka puncak (underflow). Kusabab tindakan gaya sered, partikel anu langkung laun netep ngalih ka zona tekanan rendah sapanjang sumbu sareng dibawa ka luhur ngalangkungan vortex finder ka limpahan.

Hidrosiklon ampir sacara universal dianggo dina sirkuit panggilingan kusabab kapasitasna anu luhur sareng efisiensi relatifna. Éta ogé tiasa diklasifikasikeun dina rupa-rupa ukuran partikel anu lega pisan (biasana 5–500 μm), unit diaméter anu langkung alit dianggo pikeun klasifikasi anu langkung saé. Nanging, aplikasi siklon dina sirkuit panggilingan magnetit tiasa nyababkeun operasi anu teu efisien kusabab bédana kapadetan antara magnetit sareng mineral runtah (silika). Magnetit gaduh kapadetan spésifik sakitar 5,15, sedengkeun silika gaduh kapadetan spésifik sakitar 2,7. Dinahidrosiklon, mineral padet misah dina ukuran potongan anu langkung lemes tibatan mineral anu langkung hampang. Ku alatan éta, magnetit anu dibébaskeun dikonsentrasikeun dina aliran siklon, kalayan akibat tina overgrinding magnetit. Napier-Munn et al. (2005) nyatet yén hubungan antara ukuran potongan anu dikoréksi (d50c) sareng kapadetan partikel nuturkeun éksprési bentuk ieu gumantung kana kaayaan aliran sareng faktor sanésna:

d50c∝ρs−ρl−n

dimanaρs nyaéta kapadetan padet,ρl nyaéta kapadetan cairan, sarengnnyaéta antara 0,5 sareng 1,0. Ieu ngandung harti yén pangaruh kapadetan mineral kana kinerja siklon tiasa lumayan signifikan. Salaku conto, upamid50c tina magnetit nyaéta 25 μm, terasd50c partikel silika bakal ukuranana 40–65 μm. Gambar 8.13 nunjukkeun kurva efisiensi klasifikasi siklon pikeun magnetit (Fe3O4) sareng silika (SiO2) anu diala tina survey sirkuit panggilingan magnetit ball mill industri. Pamisahan ukuran pikeun silika langkung kasar, kalayan ad50c pikeun Fe3O4 nyaéta 29 μm, sedengkeun pikeun SiO2 nyaéta 68 μm. Kusabab fénoména ieu, pabrik panggiling magnetit dina sirkuit katutup nganggo hidrosiklon kirang efisien sareng gaduh kapasitas anu langkung handap dibandingkeun sareng sirkuit panggiling logam dasar anu sanés.

Téhnologi Prosés Tekanan Tinggi: Dasar-Dasar sareng Aplikasi

MJ Cocero PhD, di Perpustakaan Kimia Industri, 2001

Alat pamisahan padet

•

Hidrosiklon

Ieu mangrupikeun salah sahiji jinis pamisah padet anu paling saderhana. Ieu mangrupikeun alat pamisah anu efisiensi tinggi sareng tiasa dianggo pikeun miceun padet sacara efektif dina suhu sareng tekanan anu luhur. Éta ekonomis sabab teu gaduh bagian anu obah sareng meryogikeun sakedik pangropéa.

Efisiensi pamisahan pikeun zat padet mangrupikeun fungsi anu kuat tina ukuran partikel sareng suhu. Efisiensi pamisahan kotor caket 80% tiasa kahontal pikeun silika sareng suhu di luhur 300°C, sedengkeun dina kisaran suhu anu sami, efisiensi pamisahan kotor pikeun partikel zirkon anu langkung padet langkung ageung tibatan 99% [29].

Kakurangan utama operasi hidrosiklon nyaéta kacenderungan sababaraha uyah pikeun napel kana témbok siklon.

•

Mikrofiltrasi silang

Saringan aliran silang kalakuanana sami sareng anu biasana dititénan dina filtrasi aliran silang dina kaayaan lingkungan: ningkatna laju geser sareng viskositas cairan anu dikirangan nyababkeun ningkatna jumlah filtrat. Mikrofiltrasi silang parantos diterapkeun kana pamisahan uyah anu diendapkeun salaku padet, masihan efisiensi pamisahan partikel anu biasana ngaleuwihan 99,9%. Goemansjeung sajabana.[30] nalungtik pamisahan natrium nitrat tina cai superkritis. Dina kaayaan panilitian, natrium nitrat aya salaku uyah anu leleh sareng sanggup meuntas saringan. Efisiensi pamisahan diala anu rupa-rupa gumantung kana suhu, sabab kalarutan nurun nalika suhu naék, antara 40% sareng 85%, pikeun 400 °C sareng 470 °C, masing-masing. Para pagawé ieu ngajelaskeun mékanisme pamisahan salaku akibat tina permeabilitas anu béda tina média panyaring nuju larutan superkritis, sabalikna tina uyah anu leleh, dumasar kana viskositas anu jelas béda. Ku alatan éta, éta bakal mungkin henteu ngan ukur pikeun nyaring uyah anu diendapkeun ngan saukur salaku padet tapi ogé pikeun nyaring uyah titik leleh anu handap anu aya dina kaayaan leleh.

Masalah operasi utamana disababkeun ku korosi saringan ku uyah.

Kertas: Daur Ulang sareng Bahan Daur Ulang

MR Doshi, JM Dyer, dina Modul Réferénsi dina Élmu Bahan sareng Rékayasa Bahan, 2016

3.3 Beberesih

Tukang beberesih atawahidrosiklonmiceun kokotor tina pulp dumasar kana bédana kapadetan antara kokotor sareng cai. Alat-alat ieu diwangun ku wadah tekanan kerucut atanapi silinder-kerucut dimana pulp diasupkeun sacara tangensial dina tungtung diaméter ageung (Gambar 6). Salila ngaliwat pembersih, pulp ngembangkeun pola aliran pusaran, sami sareng siklon. Aliran muter di sakitar sumbu tengah nalika ngaliwat ti inlet sareng nuju puncak, atanapi bukaan aliran handap, sapanjang jero témbok pembersih. Laju aliran rotasi ngagancangkeun nalika diaméter kerucut ngirang. Di caket tungtung puncak, bukaan diaméter alit nyegah pembuangan kalolobaan aliran anu gantina muter dina pusaran jero dina inti pembersih. Aliran dina inti jero ngalir jauh ti bukaan puncak dugi ka kaluar ngaliwatan pencari pusaran, anu aya di tungtung diaméter ageung di tengah pembersih. Bahan kapadetan anu langkung luhur, anu parantos dikonsentrasikeun dina témbok pembersih kusabab gaya sentrifugal, dikaluarkeun dina puncak kerucut (Bliss, 1994, 1997).

Pabersih digolongkeun kana kapadetan luhur, sedeng, atanapi handap gumantung kana kapadetan sareng ukuran kokotor anu dipiceun. Pabersih kapadetan luhur, kalayan diaméter ti 15 dugi ka 50 cm (6–20 in) dianggo pikeun miceun logam tramp, klip kertas, sareng staples sareng biasana diposisikan langsung saatos pulper. Nalika diaméter pabersih ngirangan, efisiensina dina miceun kokotor ukuran alit ningkat. Pikeun alesan praktis sareng ékonomis, siklon diaméter 75 mm (3 in) umumna mangrupikeun pabersih pangleutikna anu dianggo dina industri kertas.

Pembersih tibalik sareng pembersih aliran jero dirancang pikeun miceun kontaminan kapadetan rendah sapertos lilin, polistirena, sareng lemét. Pembersih tibalik dingaranan kitu sabab aliran panarima dikumpulkeun di puncak pembersih sedengkeun rémbesan kaluar dina limpahan. Dina pembersih aliran jero, panarima sareng rémbesan kaluar di tungtung pembersih anu sami, kalayan panarima caket témbok pembersih dipisahkeun tina rémbesan ku tabung tengah caket inti pembersih, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 7.

Centrifuge kontinyu anu dianggo dina taun 1920-an sareng 1930-an pikeun miceun keusik tina bubur kertas eureun saatos pamekaran hidrosiklon. Gyroclean, anu dikembangkeun di Centre Technique du Papier, Grenoble, Perancis, diwangun ku silinder anu muter dina 1200–1500 rpm (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). Kombinasi waktos cicing anu relatif lami sareng gaya centrifugal anu luhur ngamungkinkeun kontaminan kapadetan anu handap gaduh waktos anu cekap pikeun migrasi ka inti pembersih dimana aranjeunna ditolak ngalangkungan pembuangan pusaran tengah.

MT Thew, dina Énsiklopédi Élmu Pamisahan, 2000

Sinopsis

Sanajan padet-cairhidrosiklonparantos ditetepkeun salami kalolobaan abad ka-20, kinerja pamisahan cair-cair anu nyugemakeun henteu sumping dugi ka taun 1980-an. Industri minyak lepas pantai peryogi alat anu kompak, kuat sareng tiasa dipercaya pikeun miceun minyak kontaminan anu dibagi halus tina cai. Kabutuhan ieu dicumponan ku jinis hidrosiklon anu béda sacara signifikan, anu tangtosna henteu gaduh bagian anu obah.

Saatos ngajelaskeun kabutuhan ieu langkung lengkep sareng ngabandingkeunana sareng pamisahan siklon padet-cair dina pamrosésan mineral, kaunggulan anu dipasihkeun ku hidrosiklon dibandingkeun jinis peralatan anu dipasang sateuacanna pikeun minuhan tugas éta bakal dipasihkeun.

Kriteria penilaian kinerja pamisahan didaptarkeun sateuacan ngabahas kinerja dina hal konstitusi eupan, kontrol operator sareng énergi anu diperyogikeun, nyaéta produk tina turunna tekanan sareng laju aliran.

Lingkungan pikeun produksi minyak bumi netepkeun sababaraha kendala pikeun bahan sareng ieu kalebet masalah erosi partikulat. Bahan has anu dianggo disebatkeun. Data biaya relatif pikeun jinis pabrik pamisahan minyak, boh modal sareng anu diulang, dijelaskeun, sanaos sumberna jarang. Pamungkas, sababaraha petunjuk pikeun pamekaran salajengna dijelaskeun, sabab industri minyak ningali kana alat-alat anu dipasang di dasar laut atanapi bahkan di handapeun sumur.

Sampling, Kontrol, sareng Pangimbangan Massa

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., dina Wills' Mineral Processing Technology (Edisi Kadalapan), 2016

3.7.1 Pamakéan Ukuran Partikel

Seueur unit, sapertoshidrosiklonsareng pambagi gravitasi, ngahasilkeun tingkat pamisahan ukuran sareng data ukuran partikel tiasa dianggo pikeun ngimbangan massa (Conto 3.15).

Conto 3.15 mangrupikeun conto minimisasi ketidakseimbangan simpul; contona, éta nyayogikeun nilai awal pikeun minimisasi kuadrat paling saeutik umum. Pendekatan grafis ieu tiasa dianggo iraha waé aya data komponén "kaleuwihan"; dina Conto 3.9 éta tiasa dianggo.

Conto 3.15 ngagunakeun siklon salaku simpulna. Simpul kadua nyaéta sump: ieu conto 2 input (fresh feed sareng ball mill discharge) sareng hiji output (cyclone feed). Ieu masihan kasaimbangan massa anu sanés (Conto 3.16).

Dina Bab 9 urang balik deui ka conto sirkuit panggilingan ieu nganggo data anu disaluyukeun pikeun nangtukeun kurva partisi siklon.

Waktos posting: Méi-07-2019