Hidrociclones

MARCO TEORICO

HIDROCICLONES

El hidrociclón es un aparato de clasificación de operación continua que utiliza la fuerza centrífuga para acelerar la velocidad de asentamiento de las partículas.

Su principal uso en el procesamiento de minerales es como un clasificador, que ha demostrado ser extremadamente eficiente a tamaños fino de separación. Cada vez se usa más en las operaciones de molienda en circuito cerrado pero también tiene otros usos como en el deslamado, desarenado y espesamiento o decantación.

Se emplean principalmente para la clasificación fina en los circuitos cerrados de molienda donde sustituyen a los clasificadores mecánicos por su alta eficiencia y capacidad.

Consisten en una cámara cilíndrica superior que continua en su parte inferior en un cono agudo de 15 a 20 grados y está cerrado en su parte superior por un tapa, la cual está atravesada por un tubo llamado Vortex Finder que penetra en la cámara cilíndrica, el cual sirve de salida al sobre flujo. La descarga llamada espita está ubicada en la parte inferior. Se alimenta por un orificio ubicado en la parte cilíndrica en su cima. Los orificios de salida están ubicados axialmente y son de forma circular. La espita tiene algún medio para variar o ajusta el tamaño de la abertura circular.

La forma del aparato no es un factor de importancia definitiva, sin embargo, el rango distintivo es el empleo de la energía de presión de un fluido para producir un movimiento rotacional dentro del hidrociclón y esto es lo que se aprovecha para la separación de los constituyentes de la pulpa de alimentación.

Descripción de la operación

El fluido entra al hidrociclón tangencialmente y fluye espiralmente descendiendo por la región externa de la parte cilíndrica. Cuando el flujo alcanza la parte inferior del cono se divide, parte sale por la espita y el resto de la corriente continua en espiral en la misma dirección como la anterior pero ascendiendo en el centro del recipiente y abandona el aparato por el Vortex Finder.

Cuando la pulpa es forzada a entrar en el hidrociclón a una alta velocidad se forma un vórtice en el eje central del aparato creándose un espacio abierto (núcleo de aire) que se extiende del espita al Vortex Finder. La fuerza centrífuga desarrollada como resultado de la velocidad tangencial causa que las partículas gruesas y pesadas vayan hacia la pared del recipiente, en este punto ellas siguen trayectorias espirales descendentes hacia la descarga de la espita, las partículas livianas que no alcanzan el movimiento descendente externo viajan por la espiral interna ascendente hacia el sobreflujo a través del Vortex Finder.

Distribución de Velocidades en un Hidrociclón

Las velocidades de flujo en un hidrociclón se discuten más convenientemente considerando tres componentes en los cuales se puede descomponer el flujo total, así:

Velocidad Tangencial

Es la velocidad más importante. Dicha velocidad aumenta cuando el fluido y las partículas se mueven de la periferia del hidrociclón hacia la línea central. La velocidad tangencial tiene un valor máximo cuyo lugar geométrico es una envolvente cilíndrica alrededor del eje central y se extiende desde la espita hasta el Votex Finder. Para cualquier hidrociclón esta envolvente cilíndrica tiene un radio aproximado de / 6 c R , donde Rc es el radio de la sección cilíndrica del hidrociclón. Los contornos de otras velocidades tangenciales de menor magnitud son envolventes cilíndricas concéntricas a la envolvente de máxima velocidad tangencial. Hasta la fase del núcleo de aire la velocidad tangencial cae de su valor máximo a cero.

La mayoría de las investigaciones han confirmado el trabajo de Kelsall con relación a que la distribución de velocidad tangencial y sus valores absolutos son independientes del nivel del hidrociclón y que el lugar geométrico de igual velocidad tangencia son cilindros concéntricos.

De lo anterior se concluye que la fuerza centrífuga desarrollada sobre una partícula depende únicamente de la distancia al centro del hidrociclón y es independiente de su posición vertical.

Velocidad Vertical

El hecho de que exista en el hidrociclón una región de flujo descendente hacia la

Espita y un flujo ascendente hacia el Vortex Finder es razón suficiente para establecer que en algún punto del hidrociclón debe existir un interfase entre los dos flujos en el cual la velocidad vertical es cero. Esta interfase o lugar geométrico de la velocidad vertical cero fue medida y definida por LILGE, así: a nivel del fondo del Vortex Finder y hacia la Espita en los puntos medios entre el núcleo de aire y la periferia del hidrociclón

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