Working principle of hydrocyclone

جهاز الهيدروسايكلون هو جهاز يستخدم قوة الطرد المركزي لتسريع ترسيب جزيئات المعادن، وفصلها عن السائل الطيني. بالإضافة إلى عمليات التصنيف، يمكن استخدام الهيدروسايكلون في عمليات التكثيف، وتجفيف المياه، وفرز الخامات.

أولاً، تركيب وتركيب الهيدروسيكلون

الجزء العلوي من الهيدروسيكلون عبارة عن أسطوانة، والجزء السفلي مخروطي مقلوب. الجزء العلوي من الأسطوانة مُحكم الغلق، ولا توجد صفيحة سفلية في المنتصف. في منتصف الصفيحة السفلية، يوجد أنبوب تصريف قصير يربط بين الجزأين العلوي والسفلي. يتصل أنبوب الخام بالجزء السفلي من الصفيحة القاعدية على طول الاتجاه المماس للأسطوانة، بينما يتصل أنبوب تصريف الفائض بالجزء العلوي من الأسطوانة. في أسفل المخروط، يوجد غاطس رملي لفوهة المنجم. عادةً ما يكون غاطس الرمل والأسطوانة مبطنين بمطاط مقاوم للتآكل، أو كربيد السيليكون، أو البولي يوريثان، أو حجر مصبوب من البيروكسين لتقليل التآكل وتسهيل استبدالهما بعد التآكل.

ثانياً، مبدأ عمل الهيدروسايكلون

مبدأ عمل الهيدروسيكلون هو في الأساس ترسيب طرد مركزيتحت الضغط، يدخل الملاط إلى غلاف الإعصار الهيدروليكي على طول خط القطع ويتحرك حركة دورانية. تدخل الجسيمات الخشنة أو عالية الكثافة في الملاط إلى محيط التدفق الدوار من خلال قوة طرد مركزي أكبر، بينما تتدفق لأسفل مع الملاط، وتُفرّغ في النهاية من قاع منفذ ترسيب الرمل، مُشكّلةً رملًا؛ أما الجسيمات الدقيقة أو منخفضة الكثافة في مركز التدفق الدوار بقوة طرد مركزي أصغر، فتتدفق مع السائل، وتُفرّغ في النهاية من فيضان أنبوب الفائض.

ثالثا، مميزات وعيوب الهيدروسايكلون

الدور الرئيسي للهيدروسيكلون في عملية التخصيب هو: أولاً، كجهاز فرز في دائرة الطحن، وخاصةً كجهاز فرز للطحن الناعم؛ ثانياً، في تحديد الملاط والتركيز. في الإنتاج الفعلي، يجب اختياره وفقاً لطبيعة الخام المراد معالجته وبيئة التخصيب.

المزايا:

(1) دقة تصنيف عالية، لأن القوة الطاردة المركزية أكبر بعدة مرات من الجاذبية، وبالتالي يتم تقليل الحد الأدنى لحجم جزيئات التصنيف، ويمكن فصل الحجم الدقيق لجزيئات الخام؛

(2) كفاءة تصنيف عالية، وخاصة عندما يكون حجم التصنيف دقيقًا جدًا، تكون كفاءة تصنيف الهيدروسايكلون أعلى بكثير من معدات التصنيف الأخرى؛

(3) هيكل بسيط، لا يحتوي على أجزاء متحركة، سهل التصنيع والصيانة؛

(4) قدرة إنتاجية قوية، وبصمة صغيرة، ومناسبة لمجموعة متنوعة من بيئات العمل.

العيوب:

(1) استهلاك كبير للطاقة، تستهلك مضخة تغذية الهيدروسايكلون للتعدين كميات كبيرة من الكهرباء، حوالي 5 إلى 8 مرات أكثر من معدات التصنيف الأخرى؛

(2) التآكل السريع للمعدات، وخاصة التآكل السريع لمنفذ التغذية ومنفذ غرق الرمال، والذي يحتاج إلى استبدال متكرر؛

(3) يمكن أن يؤثر تقلب ضغط التغذية وحجم التغذية وجودة التغذية بسهولة على مؤشر عمل الهيدروسايكلون.

الأخطاء الشائعة والحلول

1: تقلب كبير في ضغط التغذية

أثناء عملية الإنتاج، يؤثر ضغط التغذية على قدرة المعالجة وحجم تصنيف الهيدروسايكلون. بشكل عام، يجب الحفاظ على استقرار ضغط تغذية الهيدروسايكلون وفقًا للمتطلبات، وتجنب حدوث تقلبات كبيرة، وإلا سيؤثر ذلك على أداء المعدات ويؤثر على تصنيفها. عادةً ما يكون سبب التقلبات الكبيرة في ضغط التغذية هو انخفاض مستوى خزان المضخة أو سحب الهواء، مما يؤدي إلى نقص التغذية للمضخة، أو انسدادها بالحطام. ويعود انخفاض ضغط التغذية بعد التشغيل الطويل للهيدروسايكلون بشكل رئيسي إلى تآكل المضخة.

1. إذا انخفض مستوى خزان المضخة بسبب التقلبات في ضغط التغذية، فيمكنك زيادة المستوى أو إغلاق أحد أو اثنين من الأعاصير أو تقليل سرعة المضخة للتعديل؛
2. في حالة انسداد المضخة أو تآكلها بسبب التقلبات في ضغط التغذية، يجب إجراء فحص شامل للمضخة.

العطل الثاني: انسداد الهيدروسايكلون

يمكن تحديد ما إذا كان الهيدروسيكلون مسدودًا بشكل أساسي من خلال مراقبة سلاسة تصريفه في الفائض والتدفق السفلي. عند وجود جزيئات أكثر خشونة في الفائض، ينخفض تدفق الفائض والتدفق السفلي أو ينفصل التدفق السفلي، ويتم تصريف الرمال الرسوبية على شكل عمود، مما يدل على انسداد الهيدروسيكلون. بالإضافة إلى ذلك، إذا اهتز الهيدروسيكلون بعنف لفترة طويلة، فهذا يدل أيضًا على انسداد الهيدروسيكلون.

1. إذا انخفض تدفق الفائض أو التدفق السفلي، فقد يكون السبب انسدادًا في مدخل الهيدروسايكلون. في هذه الحالة، يجب إغلاق صمام تغذية الهيدروسايكلون المسدود، وإزالة الانسداد.
2. في حال انخفاض أو انقطاع تدفق الجزء السفلي، يكون منفذ التدفق السفلي مسدودًا. في هذه الحالة، يُمكنك إزالة الحافة وإزالة بقايا فوهة التدفق السفلي.
3. لمنع الانسداد، يُمكن تجهيز حوض تغذية مجموعة الهيدروسايكلون لمنع تراكم الحطام الخشن (مثل منخل إزالة الحطام). وفي الوقت نفسه، يجب تفريغ حوض التغذية في الوقت المناسب عند التوقف لتجنب الانسداد عند إعادة التشغيل بسبب الترسيب وارتفاع التركيز.

فشل تركيز التدفق السفلي وتشوهات التفريغ

أثناء التشغيل، يجب على مشغلي الهيدروسايكلون مراقبة تدفق الإعصار بشكل متكرر حالة التفريغ، واختبار تركيز التدفق السفلي ودقته بانتظام. في حال تذبذب تركيز التدفق السفلي أو ثباته، يجب تعديله في الوقت المناسب. في ظروف التشغيل العادية، يجب أن يكون تصريف التدفق السفلي للهيدروسيكلون على شكل مظلة. إذا كان تركيز التدفق السفلي مرتفعًا جدًا، يكون التدفق السفلي على شكل عمود أو تصريف متقطع.

1. قد يكون سبب ارتفاع تركيز التدفق السفلي هو ارتفاع تركيز ملاط التغذية أو صغر فتحة التدفق السفلي. يمكنك إضافة كمية مناسبة من الماء عند التغذية أولاً. إذا كان تركيز التدفق السفلي لا يزال كبيرًا، فمن الضروري استبدال فتحة التدفق السفلي الأكبر.
2. إذا تم تصريف التدفق السفلي على شكل مظلة، ولكن تركيزه أقل من التركيز المطلوب للإنتاج، فقد يكون السبب هو انخفاض تركيز مادة العلف. في هذه الحالة، يجب زيادة تركيز العلف.
3. قد يكون سبب ضعف تدفق الجزء السفلي من الأنبوب تآكل فوهة التدفق، أو عيار تدفق كبير جدًا، أو قطر أنبوب الفائض صغيرًا جدًا، أو ارتفاع أو انخفاض الضغط. اضبط الضغط أولًا، ثم تحقق مما إذا كانت فوهة التدفق متآكلة، أو استبدلها بأخرى أصغر حجمًا، ثم اضبطها تدريجيًا إلى حالة الإنتاج الطبيعية.

الفشل الرابع: تركيز الفائض واختلال الدقة

في عملية التشغيل، مشغلي الهيدروسايكلون يجب أيضًا فحص تركيز ودقة فيضان الإعصار بانتظام. عادةً ما يكون سبب زيادة تركيز أو سمك الفائض هو زيادة تركيز المنجم وانسداد المخرج السفلي.

1. إذا وجدتَ أن الفائض كثيف، يمكنكَ أولًا فحص انسداد المخرج السفلي، ثم فحص تركيز خام التغذية، ثم ضبطه وفقًا للحالة. في حال انسداد المخرج السفلي، افتحه لإزالة الانسداد.
2. إذا كان تركيز الفائض صغيرًا ونعومة الخام ناعمة، يُمكن تقليل الضغط أو تعديل تركيز التغذية، أو يُمكن استبدال غطاس الرمل الصغير لتلبية المتطلبات. أما إذا كان تركيز الفائض كبيرًا ونعومة الخام خشنة، يُمكن زيادة الضغط وتعديل تركيز الخام أو استبدال غطاس الرمل الكبير لتلبية المتطلبات.

العطل الخامس: فوهة غرق الرمال على شكل رذاذ أو حبل

في الظروف العادية، يتم تفريغ الرمل الغارق من الهيدروسيكلون على شكل مظلة، وتتراوح زاوية الرمل الغارق بين 10° و20°، ويبلغ تركيزه حوالي 75%، وهي حالة العمل المثالية للهيدروسيكلون. إذا كانت فوهة غرق الرمل تشبه الرش، فإن زاوية تشتت الرمل كبيرة جدًا، مما يشير إلى أن حجم فوهة غرق الرمل كبير جدًا. إذا كانت فوهة غرق الرمل تشبه الحبل، فقد يكون ذلك بسبب ارتفاع تركيز التغذية أو صغر حجم فوهة غرق الرمل أو انسداد فوهة غرق الرمل جزئيًا أو انخفاض كثافة الملاط.

1. عندما تكون فوهة غرق الرمال على شكل رذاذ، يمكن تعديلها عن طريق استبدال فوهة غرق الرمال الصغيرة.
2. عندما تكون فوهة غرق الرمال على شكل حبل، يمكنك زيادة حجم فوهة غرق الرمال بشكل مناسب، وإيقاف عملية الإعصار لتنظيف ظاهرة الانسداد.

ما سبق هو أسباب الأعطال الشائعة في الهيدروسايكلون والتدابير الوقائية اللازمة. لضمان استقرار وكفاءة تشغيل المعدات، بالإضافة إلى اختيار نوع المعدات المناسب لعملية تجهيز الخام، تُعد الصيانة الدورية أمرًا بالغ الأهمية.

العوامل الرئيسية المؤثرة على تأثير تشغيل الهيدروسايكلون

حجم الجسيمات وتركيز فيضان الهيدروسايكلون، يرتبط بشكل أساسي بمعلمات هيكله الداخلي والمعلمات الخارجية؛ الأول مع قطر الهيدروسايكلون، وقطر أنبوب التغذية، وقطر أنبوب الفائض، وقطر منفذ الترسيب، بالإضافة إلى هيكل ومادة الإعصار؛ الأخير مع معدل تدفق التغذية، وضغط التغذية، وتركيز التغذية، وكثافة الخام، وكثافة الوسائط، وما إلى ذلك، وما إلى ذلك.

في طبيعة الخام، وظروف الطحن، يتم اختيار المعدات على أساس أن ضغط التغذية وتركيز التغذية هو العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على كفاءة تأثير التصنيف، وتؤثر العملية على عاملين رئيسيين هما سرعة مضخة الملاط، وإضافة الماء؛ التغذية الضغط وسرعة مضخة الملاط المتعلقة بـ نظرًا لعوامل المعدات وحركة قانون تداخل الترسيب، لا يمكن تعديل تركيز الخام وحجم الماء المضاف إلا ضمن نطاق محدود. حجم جسيمات الفائض هو انعكاس الماء، وهو العامل الأهم الذي يعكس حالة عمل الهيدروسيكلون وتأثير التصنيف.