هیدروسیکلون هیچ قسمت متحرکی ندارد. با این حال، همچنان یکی از نادرست ترین تجهیزات در کارخانه های فرآوری مواد معدنی در سراسر جهان است.

چرا؟ زیرا نمودارهای انتخاب نظری شرایط پایداری را فرض می‌کنند که به ندرت در یک سایت معدن واقعی وجود دارد - فشار خوراک ثابت، سختی یکنواخت سنگ معدن، شکل ذرات قابل پیش‌بینی، و چگالی خمیر ثابت.

در واقعیت، معادن با نوسانات فشار ± 20 درصد، تنوع سنگ معدن بین نیمکت ها، موج های خاک رس، و نوسانات چگالی غیرمنتظره مواجه هستند. یک هیدروسیکلون که صرفاً بر اساس تئوری انتخاب شده است، عملکرد ضعیفی دارد و باعث افزایش بارهای چرخشی، رانش تراکم آسیاب و از بین رفتن عمر لاینر می شود.

این راهنما داده های تحقیقاتی منتشر شده را با تجربیات میدانی از عملیات طلا، مس، سنگ آهن و لیتیوم ترکیب می کند. این برای مهندسان فرآیند، مدیران تعمیر و نگهداری و متخصصان تدارکاتی نوشته شده است که به معیارهای انتخاب عملی و عملی نیاز دارند.

1. هیدروسیکلون چیست؟

هیدروسیکلون یک دستگاه طبقه بندی ایستا و غیرفعال است که از نیروی گریز از مرکز برای جداسازی ذرات جامد بر اساس اندازه، چگالی و شکل استفاده می کند. دوغاب به طور مماس تحت فشار وارد می شود، به یک گرداب می چرخد ​​و به دو جریان تقسیم می شود:

• سرریز (جریمه):ذرات با چگالی کم و ریز از طریق گرداب یاب در بالا خارج می شوند

• زیر جریان (درشت):ذرات درشت و با چگالی بالا از طریق راس (spigot) در پایین تخلیه می شوند

از آنجایی که قطعات متحرک ندارد، قابلیت اطمینان بالا است - اما عملکرد کاملاً به اندازه صحیح، انتخاب مواد و شرایط عملیاتی بستگی دارد.

2. اصل کار

مکانیسم جداسازی چهار مرحله را دنبال می کند:

مرحله 1 - ورودی مماس:دوغاب تحت فشار (معمولاً 40-150 کیلو پاسکال) وارد ورودی سیکلون می شود و یک گرداب چرخشی با سرعت بالا ایجاد می کند.

مرحله 2 - شتاب گریز از مرکز:ذرات متراکم و درشت به سمت بیرون به سمت دیواره سیکلون پرتاب می شوند، سپس به سمت راس مارپیچی می روند.

مرحله 3 - تشکیل هسته هوا:یک هسته هوای مرکزی در امتداد این محور تشکیل می شود. ذرات ریز و سبک در نزدیکی هسته باقی می مانند و به سمت بالا کشیده می شوند.

مرحله 4 - تخلیه تقسیم شده:ذرات درشت از زیر جریان (راس) خارج می شوند. ذرات ریز از سرریز خارج می شوند (گرداب یاب).

نقطه برش (d50) اندازه ذره ای است که در آن یک ذره شانس یکسانی برای گزارش سرریز یا زیر جریان دارد.

3. مزایای کلیدی هیدروسیکلون ها در فرآوری مواد معدنی

4. برنامه های کاربردی در سراسر صنایع

هیدروسیکلون ها در موارد زیر استفاده می شوند:

• طبقه بندی مدارهای سنگ زنی(مدارهای بسته آسیاب گلوله ای، آسیاب SAG، آسیاب میله ای)

• سلیم زداییقبل از شناورسازی یا جداسازی گرانشی

• مدیریت باطله(ضخیم شدن، آبگیری، بازیافت شن و ماسه)

• جدایی رسانه ای متراکم(زغال سنگ، سنگ آهن)

• شستشو با ماسه سیلیس(نقطه برش 40-75 میکرومتر)

• غنی سازی لیتیوم(حذف خاک رس)

• دستگاه تغلیظ مس و طلا(سنگ زنی مدار بسته)

5. مقایسه: هیدروسیکلون در مقابل طبقه بندی کننده مارپیچی

توصیه:برای مدارهای سنگ زنی مدرن که P80 زیر 150 میکرومتر را هدف قرار می دهند، هیدروسیکلون ها استاندارد هستند. طبقه‌بندی‌کننده‌های مارپیچی برای مدارهای درشت (P80 > 300 میکرومتر) یا جاهایی که آب شستشو فراوان است، زنده می‌مانند.

6. راهنمای انتخاب هیدروسیکلون: 9 عامل حیاتی

فاکتور 1 - سختی سنگ معدن و وزن مخصوص

کانی‌های با چگالی بالاتر (مگنتیت، هماتیت، گالن) به طور طبیعی گزارش می‌دهند که زیر جریان هستند و باعث جابجایی ذرات ریز و متراکم می‌شوند. این منجر به سنگ زنی بیش از حد جریمه های آزاد می شود.

اقدام:برای سنگ معدن با وزن مخصوص بالا، قطر سیکلون را کاهش دهید یا اندازه راس را افزایش دهید تا جابجایی نادرست به حداقل برسد.

فاکتور 2 - توزیع اندازه ذرات

توزیع اندازه ذرات خوراک (PSD) راندمان طبقه بندی را بیشتر از تراکم خوراک تحت تأثیر قرار می دهد.

اقدام:PSD کامل (نه فقط d80) را دریافت کنید. یک PSD گسترده نیاز به قطر بزرگتر یا طبقه بندی مرحله ای دارد.

فاکتور 3 - محتوای خاک رس و رئولوژی پالپ

خاک رس ویسکوزیته را تغییر می دهد، وضوح جداسازی را کاهش می دهد و بای پس ریز را افزایش می دهد.

اقدام:برای کانسنگ‌های غنی از خاک رس (> 10% منهای 20 میکرومتر)، حذف رسوب را قبل از سیکلون در نظر بگیرید یا از گرداب یاب بزرگ‌تر استفاده کنید.

فاکتور 4 - نقطه برش هدف (d50)

d50 مورد نیاز قطر سیکلون را به عنوان اولین تقریب تعیین می کند:

فاکتور 5 - محدوده فشار خوراک

فشار بیشتر = نقطه برش ریزتر + ظرفیت بالاتر. اما فشار باید پایدار باشد.

بینش میدانی:سیکلونی که در نوسانات فشار ± 20 درصد پایدار بماند، بیش از یک سیکلون با بازده تک نقطه ای کامل ارزش دارد. از تامین کننده خود اطلاعات پایداری فشار را بخواهید.

فاکتور 6 - اندازه‌گیری Apex و Vortex Finder

• قطر راس:تراکم جریان زیرین و خطر طناب را کنترل می کند. خیلی کوچک → طناب زدن. خیلی بزرگ → زیر آب مرطوب.

• قطر گرداب یاب:نقطه برش را کنترل می کند. گرداب یاب بزرگتر = سرریز درشت تر.

قاعده کلی:قطر راس باید 30 تا 50 درصد قطر گرداب یاب برای طبقه بندی عادی باشد.

فاکتور 7 - انتخاب مواد آستر

انتخاب مواد به سایش، خوردگی و ضربه بستگی دارد: