Working principle of hydrocyclone

El hidrociclón es un dispositivo que utiliza la fuerza centrífuga para acelerar la sedimentación de las partículas minerales, separando las partículas sólidas del líquido de la pulpa. Además de las operaciones de clasificación, los hidrociclones pueden utilizarse en procesos de espesamiento, deshidratación y clasificación de minerales.

En primer lugar, la composición y estructura del hidrociclón.

La parte superior del hidrociclón es un cilindro y la inferior un cono invertido. La parte superior del cilindro está sellada y no tiene placa inferior en el centro. En el centro de la placa inferior, hay un tubo corto de rebose que conecta las partes superior e inferior. El tubo de mineral está conectado a la parte inferior de la placa base a lo largo de la dirección tangencial del cilindro, y el tubo de descarga de rebose está conectado a la parte superior del cilindro. En la parte inferior del cono se encuentra un sumidero de arena para la boca de la mina. El sumidero de arena y el cilindro suelen estar revestidos con caucho resistente al desgaste, carburo de silicio, poliuretano o piedra fundida de piroxeno para reducir el desgaste y facilitar su reemplazo después del desgaste.

En segundo lugar, el principio de funcionamiento del hidrociclón.

El principio de funcionamiento de El hidrociclón es principalmente sedimentación centrífuga.Bajo presión, la pulpa ingresa a la carcasa del ciclón hidráulico a lo largo de la línea de corte y experimenta un movimiento giratorio. Las partículas gruesas o de alta densidad de la pulpa ingresan a la periferia del flujo giratorio mediante una mayor fuerza centrífuga, fluyendo hacia abajo con la pulpa y finalmente se descargan por el fondo del puerto de sedimentación de arena, formando arena. Las partículas finas o de baja densidad, en el centro del flujo giratorio, con una menor fuerza centrífuga, fluyen con el líquido y finalmente se descargan por el rebosadero.

En tercer lugar, las ventajas y desventajas del hidrociclón.

La función principal del hidrociclón en el proceso de beneficio es: primero, como dispositivo de clasificación en el circuito de molienda, especialmente para molienda fina; segundo, para la concentración de lodos. En la producción real, debe seleccionarse según la naturaleza del mineral a procesar y el entorno de beneficio.

Ventajas:

(1) Alta precisión de clasificación, debido a que la fuerza centrífuga es muchas veces mayor que la gravedad, por lo que se reduce el límite inferior del tamaño de partícula de clasificación y se puede separar el tamaño más fino de las partículas de mineral;

(2) Alta eficiencia de clasificación, especialmente cuando el tamaño de clasificación es muy fino, la eficiencia de clasificación del hidrociclón es significativamente mayor que la de otros equipos de clasificación;

(3) Estructura simple, sin partes móviles, fácil de fabricar y mantener;

(4) Fuerte capacidad de producción, tamaño reducido, adecuado para una variedad de entornos de trabajo.

Desventajas:

(1) Gran consumo de energía, la bomba de alimentación de hidrociclón para minería consume grandes cantidades de electricidad, aproximadamente de 5 a 8 veces más que otros equipos de clasificación;

(2) Desgaste rápido del equipo, especialmente el desgaste más rápido del puerto de alimentación y el puerto de hundimiento de arena, que deben reemplazarse con frecuencia;

(3) La fluctuación de la presión de alimentación, el tamaño de la alimentación y la calidad de la alimentación pueden afectar fácilmente el índice de trabajo del hidrociclón.

Fallos comunes y soluciones

1: Gran fluctuación de la presión de alimentación

Durante el proceso de producción, la presión de alimentación afecta la capacidad de procesamiento y el tamaño de clasificación del hidrociclón. En general, la presión de alimentación del hidrociclón debe mantenerse estable según los requisitos y no debe experimentar grandes fluctuaciones, ya que esto perjudicará el rendimiento del equipo y su capacidad de clasificación. Las grandes fluctuaciones en la presión de alimentación suelen deberse a una caída del nivel del tanque de la bomba o a la tracción del aire, lo que provoca una alimentación insuficiente a la bomba o la obstrucción de la misma. La caída de la presión de alimentación tras un funcionamiento prolongado del hidrociclón se debe principalmente al desgaste de la bomba.

1. Si el nivel del tanque de la bomba baja debido a fluctuaciones en la presión de alimentación, puede aumentar el nivel, cerrar uno o dos ciclones o reducir la velocidad de la bomba para ajustar;
2. Si la bomba está obstruida o desgastada por fluctuaciones en la presión de alimentación, deberá revisarla.

Fallo dos: obstrucción del hidrociclón

Para determinar si el hidrociclón está obstruido, es fundamental observar la fluidez de la descarga de sobreflujo y de fondo. Si hay más partículas gruesas en el rebosadero, el flujo de sobreflujo y de fondo se reduce o el de fondo se desconecta, y la arena sedimentaria se descarga en forma de columna, significa que el hidrociclón está obstruido. Además, si el hidrociclón se agita violentamente durante un tiempo prolongado, también indica que está obstruido.

1. Si el caudal por desbordamiento o subdesbordamiento disminuye, es posible que la entrada del hidrociclón esté obstruida. En este caso, se debe cerrar la válvula de alimentación del hidrociclón obstruido y eliminar la obstrucción.
2. Si el flujo inferior se reduce o se interrumpe, el puerto de flujo inferior está obstruido. En ese momento, puede retirar la brida y eliminar los residuos de la boca de flujo inferior.
3. Para evitar obstrucciones, la piscina de alimentación del grupo hidrociclón puede configurarse para evitar la acumulación de residuos gruesos (como la criba de eliminación de residuos). Al mismo tiempo, la piscina de alimentación debe vaciarse a tiempo al detenerse para evitar obstrucciones al volver a circular debido a la sedimentación y la alta concentración.

Falla en la concentración del flujo de fondo y anomalías en la descarga

Durante el funcionamiento, Los operadores de hidrociclones deben observar con frecuencia el flujo inferior del ciclón. Estado de descarga y comprobar periódicamente la concentración y finura del flujo inferior. Si la concentración fluctúa o el flujo inferior se bloquea, debe ajustarse oportunamente. En condiciones normales de funcionamiento, la descarga del flujo inferior del hidrociclón debe ser tipo paraguas. Si la concentración del flujo inferior es demasiado alta, el flujo inferior se descarga en columna o en bloque intermitente.

1. Una alta concentración de subdesbordamiento puede deberse a una alta concentración de pulpa de alimentación o a una abertura de subdesbordamiento demasiado pequeña. Puede agregar primero la cantidad adecuada de agua en la alimentación. Si la concentración de subdesbordamiento persiste, es necesario reemplazar la abertura de subdesbordamiento más grande.
2. Si el flujo inferior se descarga en forma de paraguas, pero su concentración es inferior a la requerida para la producción, podría deberse a una baja concentración de materia prima. En ese caso, se debe aumentar la concentración de la materia prima.
3. La multa por corte de flujo inferior puede deberse al desgaste de la boca de flujo inferior, a un calibre de flujo inferior demasiado grande, a un diámetro de la tubería de rebose demasiado pequeño o a una presión demasiado alta o demasiado baja. Ajuste primero la presión y, a continuación, compruebe si la boca de flujo inferior está desgastada o reemplace una boca de menor tamaño, y ajuste gradualmente a la producción normal.

Falla cuatro: concentración excesiva y anomalía de finura

En el proceso de operación, operadores de hidrociclones También es necesario comprobar periódicamente la concentración y la finura del rebosadero del ciclón. El aumento de la concentración o del espesor del rebosadero suele deberse al aumento de la concentración en la mina y a la obstrucción de la salida inferior.

1. Si observa que el rebosadero es denso, primero puede comprobar si la salida inferior está obstruida, luego comprobar la concentración del mineral y ajustarla según la situación específica. Si la salida inferior está obstruida, ábrala para destaparla.
2. Si la concentración de mineral desbordado es baja y la finura es fina, se puede reducir la presión o ajustar la concentración de alimentación, o bien reemplazar el husillo de arena pequeño para cumplir con los requisitos. Si la concentración de mineral desbordado es alta y la finura es gruesa, se puede aumentar la presión y ajustar la concentración del mineral o reemplazar el husillo de arena grande para cumplir con los requisitos.

Fallo cinco: boquilla de hundimiento de arena en forma de spray o cuerda

En circunstancias normales, la arena de hundimiento del hidrociclón se descarga en forma de paraguas, con un ángulo de hundimiento de entre 10° y 20° y una concentración de aproximadamente 75%, lo que constituye la condición ideal de funcionamiento del hidrociclón. Si la boquilla de hundimiento de arena tiene forma de rociador, el ángulo de dispersión de la arena es demasiado grande, lo que indica que el tamaño de la boquilla es demasiado grande. Si la boquilla de hundimiento de arena tiene forma de cuerda, puede deberse a una concentración de alimentación demasiado alta, un tamaño de la boquilla demasiado pequeño, una obstrucción parcial de la boquilla o una densidad de la pulpa demasiado baja.

1. Cuando la boquilla de hundimiento de arena tiene forma de rociado, se puede ajustar reemplazando la boquilla de hundimiento de arena pequeña.
2. Cuando la boquilla de hundimiento de arena tiene forma de cuerda, puede aumentar el tamaño de la boquilla de hundimiento de arena de manera adecuada y detener la operación del ciclón para limpiar el fenómeno de obstrucción.

Las razones y medidas para las fallas comunes del hidrociclón se describen a continuación. Para garantizar un funcionamiento estable y eficiente del equipo, además de elegir el tipo de equipo adecuado para el proceso de beneficio de mineral, el mantenimiento rutinario es fundamental.

Los principales factores que afectan el efecto operativo del hidrociclón

El tamaño y la concentración de partículas de desbordamiento del hidrociclón se relacionan principalmente con sus parámetros de estructura interna y parámetros externos; el primero con el diámetro del hidrociclón, el diámetro de la tubería de alimentación, el diámetro de la tubería de desbordamiento, el diámetro del puerto de sedimentación, así como la estructura y el material del ciclón; el último con el caudal de alimentación, la presión de alimentación, la concentración de alimentación, la densidad del mineral, la densidad del medio, etc., etc.

En la naturaleza del mineral, las condiciones de molienda, el equipo seleccionado bajo la premisa de que la presión de alimentación y la concentración de alimentación son los factores más importantes que afectan la eficiencia del efecto de clasificación, el proceso afecta los dos factores principales que son la velocidad de la bomba de pulpa, agregar agua; alimentación Presión y velocidad de la bomba de lodo relacionadas con la La concentración del mineral y el tamaño del agua añadida, debido a factores del equipo y a la fluctuación de la ley de interferencia de sedimentación, solo pueden ajustarse dentro de un rango limitado. El tamaño de las partículas de rebose refleja la interacción entre el agua y el agua. Este tamaño es el factor más importante para reflejar las condiciones de funcionamiento del hidrociclón y su efecto de clasificación.