1. Che cos'è un idrociclone di piccolo diametro? Principio di base e idoneità per l'elaborazione minerale non metallica

Un Idrociclone di piccolo diametro è un dispositivo di classificazione idraulica che opera in base al principio della sedimentazione centrifuga. Mentre la sua struttura è identica a quella di un convenzionale idrociclone di grande diametro (diametro interno ≥ 200 mm) (costituito da un ingresso di alimentazione, sezione cilindrica, sezione conica, tubo di overflow e uscita di un sottofondo). La sua idoneità principale si riflette nei seguenti due aspetti:

1. Principio di lavoro: una forte forza centrifuga raggiunge una separazione precisa di particelle fini.

Quando una sospensione (una miscela solida-liquida) contenente minerali a grana fine viene forzata nella sezione cilindrica dell'idrociclone ad una certa pressione dall'ingresso di alimentazione, all'interno del cilindro si forma un vortice rotante ad alta velocità.

Forza centrifuga: particelle minerali più grandi e più dense (come impurità grossolane nella sabbia di quarzo) sono sottoposte alla forte forza centrifuga e vengono gettate verso la parete del cilindro. Fluiscono verso il basso lungo la sezione conica e vengono scaricati attraverso l'outlet underflow (diventando il vortice). "Underflow" si riferisce al prodotto a grana grossa.

Forza centriptale: particelle minerali target con dimensioni di particelle più piccole e minore densità (come polvere fine di quarzo in quarzo e caolina di alta qualità) sperimentano una forza meno centrifuga e seguono il flusso verso l'alto al centro del vortice, scaricando dal tubo di overflow (diventando il "overflow" o il prodotto agevolato fine).

A causa del piccolo raggio del ciclone di piccolo diametro, la sospensione ruota più velocemente alla stessa pressione di alimentazione (l'accelerazione centrifuga può raggiungere 50-200 volte l'accelerazione della gravità). Ciò consente una separazione precisa di particelle di dimensioni quasi critiche che sono difficili da distinguere con l'equipaggiamento convenzionale (ad esempio, separazione di 0,05 mm da particelle di quarzo 0,02 mm). L'accuratezza della classificazione (efficienza di separazione) è superiore del 15% -25% a quella dei cicloni di grande diametro. 2. Compatibilità con elaborazione minerale non metallica

I requisiti fondamentali per la classificazione delle particelle fine nella lavorazione dei minerali non metallici sono precisione, bassa perdita e basso inquinamento. I cicloni di piccolo diametro soddisfano precisamente questi requisiti:

Adatto per le caratteristiche del materiale a grana fine: la maggior parte dei minerali non metallici (come caolina e talco) hanno i loro componenti di alta qualità concentrati nella dimensione delle particelle fini (≤0,1 mm). I cicloni di piccolo diametro recuperano in modo efficiente i minerali fini target, evitando i rifiuti delle risorse.

L'elevata precisione di classificazione migliora la qualità del prodotto: ad esempio, durante la purificazione della sabbia di quarzo, è necessario rimuovere le impurità di argilla a grana fine. I cicloni di piccolo diametro possono separare esattamente particelle di argilla inferiore a 0,02 mm, aumentando la purezza della sabbia di quarzo dal 95% a oltre il 99,5%.

Struttura semplice e inquinamento secondario zero: il corpo principale dell'attrezzatura è realizzato in ceramica o poliuretano resistente all'usura (nessuna parte di metallo entra in contatto con la sospensione), prevenendo la contaminazione da ioni metallici di minerali non metallici. Ciò è particolarmente adatto per applicazioni con requisiti elevati di purezza, come il quarzo di livello elettronico e il talco farmaceutico.

Piccola impronta e adattabilità al layout della linea di produzione: un singolo ciclone di piccolo diametro ha solo 1/3 delle dimensioni di un dispositivo convenzionale. 1/5 ~ 1/3, possono essere installate più unità in parallelo, adatte alla progettazione della linea di produzione "compatta" di impianti di elaborazione minerale non metallici.

Ii. Scenario di applicazione principale: la necessità urgente di elaborazione delle particelle fine nell'elaborazione minerale non metallica

L'applicazione di idrocicloni di piccolo diametro nell'elaborazione minerale non metallica affronta principalmente tre requisiti fondamentali: classificazione delle particelle fine, rimozione dell'impurità e concentrazione. Diversi scenari di elaborazione per minerali diversi si concentrano su aree specifiche:

1. Elaborazione della sabbia al quarzo: purificazione e classificazione delle dimensioni delle particelle

La sabbia di quarzo è una materia prima chiave per le industrie fotovoltaiche, elettroniche e di vetro. È necessaria la classificazione delle particelle fine per rimuovere impurità come argilla e feldspato e per controllare la distribuzione delle dimensioni delle particelle del prodotto finito.

Scenario di rimozione dell'impurità: dopo la frantumazione e la macinatura, la sospensione del minerale di sabbia di quarzo contiene una grande quantità di multe di argilla 0,01-0,05 mm. L'uso di un idrociclone di piccolo diametro con un diametro interno di 50-100 mm rimuove le impurità di argilla dal tubo di overflow, con conseguente sabbia di quarzo grossolana di alta purezza (contenuto di SiO₂ ≥ 99,8%) nel flusso.

Scenario di classificazione delle dimensioni delle particelle: produzione di sabbia di quarzo con specifiche variabili (ad es. Sabbia da 0,1-0,3 mm per vetro fotovoltaico, sabbia da 0,1-0,3 mm per polvere di quarzo di livello elettronico e sabbia da 0,1-0,3 mm per polvere di quarzo elettronico). Quando si utilizza una polvere di 0,02-0,05 mm, è possibile regolare il diametro del tubo di overflow e la pressione di alimentazione del ciclone di piccolo diametro per controllare con precisione la dimensione delle particelle di classificazione, garantendo una velocità di dimensione delle particelle qualificata di oltre il 98% per il prodotto finito.

Il gestore di un impianto di lavorazione della sabbia al quarzo ha dichiarato: "In precedenza abbiamo usato uno schermo vibrante per classificare il quarzo a grana fine, ma il tasso di passaggio era solo dell'85%. Dopo aver trasformato a sei cicloni di diametro interno da 80 mm paralleli, la produzione di passaggio è aumentata al 99%, la rimozione dell'impurità dell'argilla è aumentata del 30%e della produzione di quartz di grade di foovoltaica e fotovolta

2. Elaborazione del caolino: classificazione, purificazione e riduzione delle ceneri

Il caolin richiede una classificazione a grana fine per separare "impurità di quarzo a grana grossa" dal "concentrato di caolina a grana fine", riducendo anche il contenuto di cenere del prodotto (aumento del candore):

Rimozione di particelle grossolane: dopo la macinazione, la sospensione di caolina contiene particelle di quarzo grossolane di 0,05-0,1 mm. Un ciclone di piccolo diametro con un diametro interno di 100-125 mm viene utilizzato per rimuovere le impurità grossolane dal sottofondo e l'overflow produce caolina a grana fine (dimensione delle particelle ≤ 0,04 mm).

Riduzione e purificazione delle ceneri: per caolina di basso grado, vengono utilizzati cicloni multipli di piccolo diametro (2-3 in serie). Il processo rimuove gradualmente impurità a grana fine come ferro e titanio (la fonte di cenere), aumentando il candore del caolin dal 75% a oltre l'88%, soddisfacendo le richieste di fascia alta delle industrie di fabbricazione e ceramica.

3. Elaborazione della grafite: recupero e classificazione dei concentrati a grana fine

Il valore della grafite aumenta con il perfezionamento della dimensione delle particelle (ad esempio, la polvere di nanografia è molto più costosa della grafite a grana grossolana). I cicloni di piccolo diametro consentono un recupero efficiente e la classificazione della grafite a grana fine:

Recupero di grani fine: dopo la flottazione della grafite, il 20% -30% della grafite a grana fine (≤0,02 mm) rimane nel concentrato grossolana, perso negli sterili. L'uso di un ciclone di piccolo diametro con un diametro interno di 50-75 mm può recuperare la grafite a grana fine dagli sterili, aumentando il tasso di recupero complessivo del 5%-8%.

Classificazione delle dimensioni delle particelle: quando si produce prodotti di grafite per diverse applicazioni (ad es. 0,01-0,03 mm di polvere di grafite per anodi a batteria al litio e 0,05-0,1 mm di polvere di grafite per lubrificanti per lubrificanti), regolando i parametri di classificazione usando un piccolo diametro di diametro ". Performance per le prestazioni del diametro per il diametro", consente di gravi a causa ". 4. Elaborazione del carbonato di talco e calcio: rimozione e concentrazione di impurità a grana fine

I minerali non metallici come talco e carbonato di calcio richiedono una classificazione a grana fine per rimuovere le impurità (come la calcite in talco e quarzo nel carbonato di calcio) e concentrare contemporaneamente la sospensione per ridurre i costi di essiccazione successivi.

Scenario di rimozione dell'impurità: la sospensione del talco contiene impurità di calcite di 0,03-0,08 mm di diametro. Un ciclone di piccolo diametro con un diametro interno di 80-100 mm viene utilizzato per scaricare il talco a grana fine attraverso l'overflow (le impurità della calcite vengono rimosse con il flusso), aumentando la purezza del talco a oltre il 98%.

Scenario di concentrazione: la sospensione del carbonato di calcio dopo la macinatura ha in genere una concentrazione del 20% -30% (alto contenuto di acqua). L'uso di un ciclone di piccolo diametro (con un outlet di sottofondo stretto) può concentrare la sospensione al 50%-60%, riducendo il consumo di energia nel successivo processo di essiccazione e abbassando i costi di produzione.