1. Hydrocyclone có đường kính nhỏ là gì? Nguyên tắc cốt lõi và sự phù hợp cho quá trình xử lý khoáng chất phi kim loại

Một hydrocyclone có đường kính nhỏ là một thiết bị phân loại thủy lực hoạt động dựa trên nguyên tắc trầm tích ly tâm. Mặc dù cấu trúc của nó giống hệt với cấu trúc của hydrocyclone có đường kính lớn thông thường (đường kính bên trong ≥ 200mm) (bao gồm đầu vào thức ăn, phần hình trụ, phần hình nón, đường ống tràn và đường kính dưới của nó) Sự phù hợp cốt lõi của nó được phản ánh trong hai khía cạnh sau:

1. Nguyên tắc làm việc: Lực ly tâm mạnh đạt được sự tách biệt chính xác của các hạt mịn.

Khi một bùn (một hỗn hợp chất lỏng rắn) chứa các khoáng chất hạt mịn bị buộc vào phần hình trụ của hydrocyclone ở một áp suất nhất định từ đầu vào thức ăn, một xoáy quay tốc độ cao được hình thành trong xi lanh.

Lực ly tâm: Các hạt khoáng lớn hơn, dày đặc hơn (như tạp chất thô trong cát thạch anh) phải chịu lực ly tâm mạnh và được ném về phía thành xi lanh. Chúng chảy xuống dọc theo phần hình nón và được thải ra thông qua ổ cắm dòng chảy (trở thành xoáy). "Dòng chảy" đề cập đến sản phẩm hạt thô.

Lực ly tâm: Các hạt khoáng vật có kích thước hạt nhỏ hơn và mật độ thấp hơn (chẳng hạn như bột thạch anh tinh khiết cao và kaolin chất lượng cao) trải nghiệm lực ly tâm ít hơn và đi theo dòng chảy hướng lên ở trung tâm của xoáy, xả từ ống tràn (trở thành "dòng chảy"

Do bán kính nhỏ của Lốc xoáy đường kính nhỏ, bùn quay nhanh hơn ở cùng một áp suất thức ăn (gia tốc ly tâm có thể đạt tới 50-200 lần tốc độ của trọng lực). Điều này cho phép tách chính xác các hạt kích thước gần như khó phân biệt với thiết bị thông thường (ví dụ: tách 0,05mm với các hạt thạch anh 0,02mm). Độ chính xác phân loại (hiệu suất tách) cao hơn 15% -25% so với Lốc xoáy có đường kính lớn. 2. Khả năng tương thích với chế biến khoáng chất phi kim loại

Các yêu cầu cốt lõi để phân loại hạt mịn trong xử lý khoáng chất phi kim là độ chính xác, tổn thất thấp và ô nhiễm thấp. Lốc xoáy có đường kính nhỏ đáp ứng chính xác các yêu cầu này:

Thích hợp cho các đặc tính vật liệu hạt mịn: Hầu hết các khoáng chất phi kim loại (như kaolin và Talc) có các thành phần chất lượng cao của chúng tập trung ở kích thước hạt mịn (≤0,1mm). Lốc xoáy có đường kính nhỏ phục hồi hiệu quả các khoáng chất tốt mục tiêu, tránh chất thải tài nguyên.

Độ chính xác phân loại cao giúp cải thiện chất lượng sản phẩm: Ví dụ, khi tinh chế cát thạch anh, cần phải loại bỏ các tạp chất đất sét hạt mịn. Lốc xoáy có đường kính nhỏ có thể tách biệt chính xác các hạt đất sét nhỏ hơn 0,02mm, làm tăng độ tinh khiết của cát thạch anh từ 95% lên hơn 99,5%.

Cấu trúc đơn giản và ô nhiễm thứ cấp không: Cơ thể chính của thiết bị được làm bằng gốm hoặc polyurethane chống mài mòn (không có bộ phận kim loại nào tiếp xúc với bùn), ngăn ngừa ô nhiễm ion kim loại của các khoáng chất phi kim loại. Điều này đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng có yêu cầu độ tinh khiết cao, chẳng hạn như thạch anh cấp điện tử và dược phẩm Talc.

Dấu chân nhỏ và khả năng thích ứng với bố cục dây chuyền sản xuất: Một cơn bão đường kính nhỏ duy nhất chỉ có kích thước 1/3 của một thiết bị thông thường. 1/5 ~ 1/3, nhiều đơn vị có thể được cài đặt song song, phù hợp cho thiết kế dây chuyền sản xuất "nhỏ gọn" của các nhà máy chế biến khoáng sản phi kim loại.

Ii. Kịch bản ứng dụng cốt lõi: Nhu cầu khẩn cấp về xử lý hạt mịn trong chế biến khoáng chất phi kim loại

Việc áp dụng hydrocyclone đường kính nhỏ trong xử lý khoáng chất phi kim loại chủ yếu giải quyết ba yêu cầu cốt lõi: phân loại hạt mịn, loại bỏ tạp chất và nồng độ. Các kịch bản xử lý khác nhau cho các khoáng sản khác nhau tập trung vào các lĩnh vực cụ thể:

1. Xử lý cát thạch anh: Tinh chế và phân loại kích thước hạt

Cát thạch anh là một nguyên liệu chính cho các ngành công nghiệp quang điện, điện tử và thủy tinh. Phân loại hạt mịn là cần thiết để loại bỏ các tạp chất như đất sét và fenspat, và để kiểm soát sự phân bố kích thước hạt của thành phẩm.

Kịch bản loại bỏ tạp chất: Sau khi nghiền và mài, bùn quặng thạch anh chứa một lượng lớn 0,01-0,05mm tiền phạt đất sét. Sử dụng hydrocyclone có đường kính nhỏ với đường kính bên trong 50-100mm sẽ loại bỏ các tạp chất đất sét từ ống tràn, dẫn đến cát thạch anh thô có độ tinh khiết cao (hàm lượng SiO₂ ≥ 99,8%) trong dòng chảy.

Kịch bản phân loại kích thước hạt: Sản xuất cát thạch anh có các thông số kỹ thuật khác nhau (ví dụ: cát 0,1-0,3mm cho thủy tinh quang điện, cát 0,1-0,3mm cho bột thạch anh cấp điện tử và cát 0,1-0,3mm cho bột thạch anh cấp điện tử). Khi sử dụng bột 0,02-0,05mm, đường kính ống tràn và áp suất thức ăn của lốc xoáy có đường kính nhỏ có thể được điều chỉnh để kiểm soát chính xác kích thước hạt phân loại, đảm bảo tốc độ kích thước hạt đủ điều kiện trên 98% cho thành phẩm.

Người quản lý của một nhà máy chế biến cát thạch anh đã nêu: "Trước đây chúng tôi đã sử dụng một màn hình rung để phân loại thạch anh hạt mịn, nhưng tốc độ vượt qua chỉ là 85%. Sau khi chuyển sang sáu cơn bão đường kính bên trong song song, tỷ lệ vượt qua tăng lên 99%, loại bỏ tạp chất tăng lên.

2. Xử lý Kaolin: Phân loại, Tinh chế và Giảm tro

Kaolin yêu cầu phân loại hạt mịn để tách "tạp chất thạch anh hạt thô" khỏi "cô đặc kaolin hạt mịn", đồng thời làm giảm hàm lượng tro sản phẩm (tăng độ trắng):

Loại bỏ hạt thô: Sau khi mài, bùn kaolin chứa các hạt thạch anh thô 0,05-0,1mm. Một cơn bão có đường kính nhỏ có đường kính bên trong 100-125mm được sử dụng để loại bỏ các tạp chất thô khỏi dòng chảy và tràn tạo ra kaolin hạt mịn (kích thước hạt ≤ 0,04mm).

Giảm tro và tinh chế: Đối với kaolin cấp thấp, nhiều cơn bão có đường kính nhỏ (2-3 nối tiếp) được sử dụng. Quá trình này dần dần loại bỏ các tạp chất hạt mịn như sắt và titan (nguồn tro), làm tăng độ trắng của kaolin từ 75% lên hơn 88%, đáp ứng nhu cầu cao cấp của các ngành công nghiệp gốm và gốm sứ.

3. Xử lý than chì: Phục hồi và phân loại tập trung hạt mịn

Giá trị của than chì tăng theo sự tinh chế kích thước hạt (ví dụ, bột nanographite đắt hơn nhiều so với than chì hạt thô). Lốc xoáy đường kính nhỏ cho phép phục hồi và phân loại than chì hạt mịn:

Phục hồi hạt mịn: Sau khi tuyển nổi than chì, 20% -30% than chì hạt mịn (≤0,02mm) vẫn còn trong chất cô đặc thô, bị mất trong các chất thải. Sử dụng lốc xoáy có đường kính nhỏ với đường kính bên trong 50-75mm có thể thu hồi than chì hạt mịn từ chất thải, tăng tỷ lệ phục hồi tổng thể lên 5%-8%.

Phân loại kích thước hạt: Khi sản xuất các sản phẩm than chì cho các ứng dụng khác nhau (ví dụ: 0,01-0,03mm bột than chì cho dương tính với pin lithium và 0,05-0,1mm bột than chì cho chất bôi trơn) 4. Xử lý và nồng độ Talc và canxi cacbonat: Loại bỏ và nồng độ tạp chất hạt mịn

Các khoáng chất phi kim loại như Talc và canxi cacbonat đòi hỏi phải phân loại hạt mịn để loại bỏ tạp chất (như canxit trong Talc và thạch anh trong canxi cacbonat) và đồng thời tập trung slurry để giảm chi phí sấy tiếp theo.

Kịch bản loại bỏ tạp chất: Slurry Talc chứa tạp chất canxit có đường kính 0,03-08mm. Một cơn bão có đường kính nhỏ có đường kính bên trong 80-100mm được sử dụng để xả Talc hạt mịn qua tràn (tạp chất canxit được loại bỏ bằng dòng chảy), làm tăng độ tinh khiết của Talc lên hơn 98%.

Kịch bản nồng độ: Sơn cacbonat canxi sau khi nghiền thường có nồng độ 20% -30% (hàm lượng nước cao). Sử dụng lốc xoáy có đường kính nhỏ (với ổ cắm lưu lượng hẹp) có thể tập trung bùn xuống 50%-60%, giảm mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình sấy tiếp theo và giảm chi phí sản xuất.