1. ¿Qué es un hidrociclón de diámetro pequeño? Principio central e idoneidad para el procesamiento de minerales no metálicos

Un hidroCiclón de diámetro pequeño es un dispositivo de clasificación hidráulica que opera según el principio de sedimentación centrífuga. Mientras que su estructura es idéntica a la de un Hidrociclón de gran diámetro convencional (diámetro interno ≥ 200 mm) (que consiste en una entrada de alimentación, una sección cilíndrica, una sección cónica, tubería de desbordamiento y una salida de bajo flujo), su diámetro interno más pequeño permite un campo centrífero más fuerte, lo que lo hace más adecuado para el procesamiento de mínimos no metálicos no metálicos. Su idoneidad central se refleja en los siguientes dos aspectos:

1. Principio de trabajo: la fuerza centrífuga fuerte logra una separación precisa de partículas finas.

Cuando una lechada (una mezcla sólida-líquido) que contiene minerales de grano fino se ve forzado a la sección cilíndrica del hidrociclón a una cierta presión desde la entrada de alimento, se forma un vórtice giratorio de alta velocidad dentro del cilindro.

Fuerza centrífuga: las partículas minerales más grandes y densas (como las impurezas gruesas en la arena de cuarzo) se someten a la fuerza centrífuga fuerte y se arrojan hacia la pared del cilindro. Fluyen hacia abajo a lo largo de la sección cónica y se descargan a través de la salida del subscidor (convirtiéndose en el vórtice). "Subflow" se refiere al producto de grano grueso.

Fuerza centriptal: las partículas minerales objetivo con un tamaño de partícula más pequeño y una densidad más baja (como el polvo fino de cuarzo de alta pureza y el caolín de alta calidad) experimentan menos fuerza centrífuga y siguen el flujo ascendente en el centro del vórtice, descargando de la tubería de desbordamiento (convirtiéndose en el "desbordamiento" o el producto de grano fino calificado).

Debido al pequeño radio del ciclón de diámetro pequeño, la lechada gira más rápido a la misma presión de alimentación (la aceleración centrífuga puede alcanzar 50-200 veces la aceleración de la gravedad). Esto permite una separación precisa de partículas de tamaño casi crítico que son difíciles de distinguir con el equipo convencional (por ejemplo, que separa 0.05 mm de partículas de cuarzo de 0.02 mm). La precisión de clasificación (eficiencia de separación) es 15% -25% más alta que la de los ciclones de gran diámetro. 2. Compatibilidad con el procesamiento de minerales no metálicos

Los requisitos centrales para la clasificación de partículas finas en el procesamiento de minerales no metálicos son la precisión, la baja pérdida y la baja contaminación. Los ciclones de diámetro pequeño cumplen con precisión de estos requisitos:

Adecuado para las características del material de grano fino: la mayoría de los minerales no metálicos (como el caolín y el talco) tienen sus componentes de alta calidad concentrados en el tamaño de partícula fina (≤0.1 mm). Los ciclones de diámetro pequeño recuperan eficientemente los minerales finos de objetivos, evitando los desechos de recursos.

La alta precisión de clasificación mejora la calidad del producto: por ejemplo, al purificar la arena de cuarzo, es necesario eliminar las impurezas de arcilla de grano fino. Los ciclones de diámetro pequeño pueden separar con precisión las partículas de arcilla menores de 0.02 mm, aumentando la pureza de la arena de cuarzo de 95% a más del 99.5%.

Estructura simple y contaminación secundaria cero: el cuerpo principal del equipo está hecho de cerámica o poliuretano resistente al desgaste (no hay piezas metálicas en contacto con la lechada), evitando la contaminación de iones metálicos de minerales no metálicos. Esto es particularmente adecuado para aplicaciones con requisitos de alta pureza, como cuarzo de grado electrónico y talco farmacéutico.

Pequeña huella y adaptabilidad al diseño de la línea de producción: un solo ciclón de diámetro pequeño es solo 1/3 del tamaño de un dispositivo convencional. 1/5 ~ 1/3, se pueden instalar varias unidades en paralelo, adecuado para el diseño de línea de producción "compacta" de plantas de procesamiento mineral no metálico.

II. Escenario de aplicación central: la necesidad urgente de procesamiento de partículas finas en el procesamiento de minerales no metálicos

La aplicación de hidrociclones de diámetro pequeño en el procesamiento de minerales no metálicos aborda principalmente tres requisitos básicos: clasificación de partículas finas, eliminación de impurezas y concentración. Diferentes escenarios de procesamiento para diferentes minerales se centran en áreas específicas:

1. Procesamiento de arena de cuarzo: purificación y clasificación de tamaño de partícula

La arena de cuarzo es una materia prima clave para las industrias fotovoltaicas, electrónicas y de vidrio. Se requiere una clasificación de partículas finas para eliminar impurezas como arcilla y feldespato, y para controlar la distribución del tamaño de partícula del producto terminado.

Escenario de eliminación de impurezas: después de aplastar y moler, la lechada de mineral de arena de cuarzo contiene una gran cantidad de multas de arcilla de 0.01-0.05 mm. El uso de un hidrociclón de diámetro pequeño con un diámetro interno de 50-100 mm elimina las impurezas de arcilla de la tubería de desbordamiento, lo que resulta en arena gruesa de cuarzo de alta pureza (contenido de SiO₂ ≥ 99.8%) en el subflujo.

Escenario de clasificación de tamaño de partícula: producción de arena de cuarzo de especificaciones variables (por ejemplo, arena de 0.1-0.3 mm para vidrio fotovoltaico, arena de 0.1-0.3 mm para polvo de cuarzo de grado electrónico y arena de 0.1-0.3 mm para polvo de cuarzo de grado electrónico). Cuando se usa un polvo de 0.02-0.05 mm, el diámetro de la tubería de desbordamiento y la presión de alimentación del ciclón de diámetro pequeño se pueden ajustar para controlar con precisión el tamaño de partícula de clasificación, asegurando una tasa de tamaño de partícula calificada de más del 98% para el producto terminado.

El gerente de una planta de procesamiento de arena de cuarzo declaró: "Anteriormente usamos una pantalla vibratoria para clasificar el cuarzo de grano fino, pero la tasa de aprobación fue solo del 85%. Después de cambiar a seis ciclones paralelos de diámetro interno de 80 mm, la tasa de aprobación aumentó al 99%, la eliminación de impurezas de la arcilla aumentó en un 30%y la producción de arena de cuarz de grado fotovoltaico aumentó en un 15%". "

2. Procesamiento de caolín: clasificación, purificación y reducción de cenizas

La caolín requiere una clasificación de grano fino para separar las "impurezas de cuarzo de grano grueso" del "concentrado de caolina de grano fino", al tiempo que reduce el contenido de cenizas del producto (aumentando la blancura):

Extracción de partículas gruesas: después de la molienda, la lechada de caolín contiene partículas de cuarzo grueso de 0.05-0.1 mm. Se usa un ciclón de diámetro pequeño con un diámetro interno de 100-125 mm para eliminar las impurezas gruesas del subflujo, y el desbordamiento produce caolina de grano fino (tamaño de partícula ≤ 0.04 mm).

Reducción y purificación de cenizas: para caolín de bajo grado, se utilizan múltiples ciclones de diámetro pequeño (2-3 en serie). El proceso elimina gradualmente las impurezas de grano fino, como el hierro y el titanio (la fuente de cenizas), aumentando la blancura del caolín del 75% al 88%, satisfaciendo las demandas de alta gama de las industrias de la fabricación de papel y la cerámica.

3. Procesamiento de grafito: recuperación y clasificación de concentrados de grano fino

El valor del grafito aumenta con el refinamiento de tamaño de partícula (por ejemplo, el polvo de nanografía es mucho más costoso que el grafito de grano grueso). Los ciclones de diámetro pequeño permiten una recuperación y clasificación eficientes de grafito de grano fino:

Recuperación de grano fino: después de la flotación de grafito, 20% -30% del grafito de grano fino (≤0.02 mm) permanece en el concentrado grueso, perdido en los relaves. El uso de un ciclón de diámetro pequeño con un diámetro interno de 50-75 mm puede recuperar grafito de grano fino de los relaves, aumentando la tasa de recuperación general en un 5%-8%.

Clasificación del tamaño de partícula: al producir productos de grafito para diferentes aplicaciones (por ejemplo, 0.01-0.03 mm en polvo de grafito para la batería de litio y el polvo de grafito 0.05-0.1 mm para lubricantes), ajustando los parámetros de clasificación utilizando un ciclo de diámetro pequeño permite el control preciso del tamaño del producto terminado el tamaño de la partícula terminado, evitando o "demasiado bien" (causando aglomerado). 4. Procesamiento de talco y carbonato de calcio: eliminación y concentración de impurezas de grano fino

Los minerales no metálicos como el talco y el carbonato de calcio requieren una clasificación de grano fino para eliminar las impurezas (como la calcita en el talco y el cuarzo en el carbonato de calcio) y concentrar simultáneamente la suspensión para reducir los costos de secado posteriores.

Escenario de eliminación de impurezas: la suspensión de talco contiene impurezas de calcita de 0.03-0.08 mm de diámetro. Se usa un ciclón de diámetro pequeño con un diámetro interno de 80-100 mm para descargar el talco de grano fino a través del desbordamiento (las impurezas de calcita se eliminan con el bajo flujo), aumentando la pureza del talco a más del 98%.

Escenario de concentración: la lechada de carbonato de calcio después de la molienda típicamente tiene una concentración de 20% -30% (alto contenido de agua). El uso de un ciclón de diámetro pequeño (con una salida de flujo subterránea estrecha) puede concentrar la suspensión al 50%-60%, reduciendo el consumo de energía en el proceso de secado posterior y reduciendo los costos de producción.