Hidrociclones

Hidrociclones

HIDROCICLONES

  • LUCAS CARVALHO COELHO

Conceito e aplicação

  • Hidrociclones são os equipamentos mais empregados na operação de classificação para fechamento de circuito de moagem,onde o underflow do hidrociclone retorna ao moinho.

  • Dentre as outras aplicações temos:

    • Espessamento
    • Deslamagem
    • Classificação seletiva
    • Pré-concentração

Vantagens e desvantagens dos hidrociclones

    • VANTAGENS
    • Apresentam capacidade elevada em relação ao seu volume e área ocupada.
    • Controle operacional relativamente simples.
    • Apresentam pequeno custo de investimento.
    • Elevada disponibilidade,pois tem sempre unidades em stand-by devido ao baixo preço e pequeno espaço ocupado.
  • DESVANTAGENS

    • Quando há variações nas condições de alimentação,o controle da não passagem de grosso para o overflow fica mais difícil ,pois pode ocorrer sobrecarga no ápex e as partículas serem rejeitadas.
    • Não apresentam efeito regulador para minimizar oscilações operacionais de curto período na alimentação devido ao seu pequeno volume.

Descrição e características do hidrociclone

  • È constituído essencialmente de uma peça cilíndrica,cujo diâmetro interno define o diâmetro do hidrociclone,associada a uma seção cônica.Ele possui ainda um bocal de admissão de alimentação(injetor de polpa).Existem ainda dois orifícios para saída de polpa: o vortex e o apex.

  • O vortex situa-se no topo da parte cilíndrica e recebe um tubo denominado vortex finder,cuja função é conduzir as partículas finas ao overflow.Este tem o seu eixo coincidente com o eixo do ciclone e se estende até abaixo da entrada da alimentação para minimizar o fluxo de partículas grosseiras ,não classificadas para o overflow.

  • O apex situa-se na extremidade da parte cônica e tem a função de descarregar a fração grosseira da alimentação .

Princípio de funcionamento dos hidrociclones

  • A polpa é injetada sobre pressão e penetra tangencialmente na parte cilíndrica.Cria-se então um fluxo descendente em espiral ao longo das paredes internas do ciclone e um vórtice de baixa pressão ascendente na região central,que aspira o ar pelo apex e gera um fluxo de polpa que se descarrega pelo vortex.

  • As forças atuantes no hidrociclones são a força centrífuga e uma força de arraste gerada pelo fluxo de polpa que se dirige ao overflow. A força centrífuga atua radialmente,tendendo lançar partículas contra as paredes do ciclones.

  • Para partículas mais grosseiras,(possuindo massas maiores,conseqüentemente gerando maiores forças centrífugas),a força centrífuga supera a força de arraste,Essas partículas são então impelidas em direção as paredes do ciclone,entrando no fluxo descendente e descarregando através do ápex.

  • As partículas finas,sofrendo menos o efeito da força centrifuga em função de sua pequena massa,serão arrastadas para o vórtice central

  • ascendente e descarregadas pelo vortex.

Influência das variáveis na performance dos Hidrociclones

  • --Variáveis de projeto(geométricas)

  • --Variáveis de operação(de processo)

Variáveis de projeto(geométricas)

  • Diâmetro do ciclone

  • Diâmetro do vortex

  • Diâmetro do apex

  • Área e forma do orifício de entrada

  • Altura da seção cilíndrica

  • Ângulo do cone

Variáveis de operação(de processo)

  • Peso específico dos sólidos

  • Viscosidade da polpa de alimentação

  • Pressão de admissão

  • Distribuição granulométrica da alimentação

Avaliação do desempenho dos ciclones

  • Capacidade(vazão)-é definida como a vazão da polpa que atravessa cada hidrociclone e depende das variáveis de processo e de projeto,dentre essas destacam-se a capacidade dos ciclones,o seu diâmetro e a pressão de admissão.

  • Corte do ciclone-é definido como o tamanho de uma determinada classe de partículas onde 95% em peso dessa classe se apresenta no underflow.Esse tamanho é denominado de d95.

  • Eficiência do ciclone - existe uma certa ineficiência de separação,resultado da presença de partículas grosseiras no overflow e das partículas finas no underflow.

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