| Sıra | DOSYA ADI | Format | Bağlantı |
|---|---|---|---|
| 01. | Cevher Hazırlama | ppt | Sunumu İndir |
Transkript
Cevher Hazırlama I MAD 341Prof. Dr. Ali Güney; Yrd. Doç. Dr. M. Olgaç KANGALİTÜ Maden FakültesiCevher Hazırlama Müh. Bölümüguneyali@itu.edu.tr; kangal@itu.edu.tr
HİDROSİKLONLARSiklon içindeki katı taneciğine etki eden kuvvetler;1 Yerçekimi kuvveti2 Merkezkaç Kuvveti:3 Üst akım sürükleme kuvveti;F34 Alt akım sürükleme kuvveti;F45 Suyun (sıvının) kaldırma kuvveti;F5Katı taneler yukarıda verilen beş kuvvetin etkisi altında bunların bileşkesi yönünde hareket ederler.gmF .1 rvmF22.
Siklon Parametreleri Besleme odası giriş noktasındaki “Nozzle Alanı”: Siklon çapının karesinin 0.05 katı kadar olması gerekmektedir. Vortex Finder, hem ayırmayı hem de siklonu terkeden akımı(alt ve üst) kontrol etmektedir. Beslenen malzemenin üst akımdan çıkarak, kısa devre oluşturmasını önlemek için, girişten itibaren alta doğru uzanmaktadır. Vortex finder alta doğru dalma derinliği genellikle siklon çapının 0.35 katı kadardır. Silindirik Bölüm(Cylindirical Section): Besleme odası ile konik kısım arasında kalan kısımdır. Silindirik bölümün çapı, besleme odası çapı ile aynıdır. Silindirik bölüm, siklonda malzemenin kalış süresini(retention) kontrol etmektedir. Silindirik bölüm uzunluğu, siklon çapının %100’ü kadar olmalıdır. Konik Bölüm: 10 ile 200’lik açıya sahiptir. Silindirik bölüm gibi, siklon retention zamanını kontrol etmektedir. Konik kısmın sucuna “Apex Orifis” adı verilmektedir. Bu orifisin büyüklüğü, uygulamalar ile saptanmaktadır. Ancak apex orifis büyüklüğü, alt akımdan malzemenin herhangi bir tıkanma olmadan çıkmasını sağlayacak kadar büyük olması gerekmektedir. Minimum orifis büyüklüğü, siklon çapının % 10’u kadardır. Bu oran % 35’e kadar çıkabilmektedir.
Siklonun kullanım alanları Boyuta göre ayırma Özgül ağırlık farkına göre ayırma Katı sıvı ayırması Toz tutucu olarak Şlam uzaklaştırma işlemleri
Çalışma Koşulu İle İlgili FaktörlerP1: Giriş basıncıP2: Alt çıkıştaki basınçP3: Üst çıkıştaki basınçk1: Girişteki katı oranık2: Alt çıkışta katı oranık3: Üst çıkışta katı oranıortamın yoğunluğu, ortamın viskozitesi ile beslenen malzeme miktarı değiştirilerek ayırma boyutu değiştirilebilir.
Aerosiklon Malzeme siklona hava ile de beslenebilir. Bu durumda üst çıkışa bir aspiratör konularak siklonun çalışması sağlanır. Malzeme emilimi yapılırken, alt çıkıştaki döner vana.kapalı durumda kalmaktadır.
Hidrosiklon Parçaları Hidrosiklondaki Ayırma İşlemi
Değişkenler Kapasite Alt Akım Üst Akım AyırmaHacim Ton Hacim Ton % Katı Hacim Ton % Katı BoyutuSiklon ÇapıBüyürse B B B B D B B D BKüçülürse K K K K D K K D KAlt Çıkış ÇapıBüyürse D D B B K K K D KKüçülürse D D K K B B B D BÜst Çıkış ÇapıBüyürse D D K K D B B D DKüçülürse D D B B D K K D KGiriş BasıncıArtarsa B B B B B B B D KAzalırsa K K K K K K K D BGirişte Katı OranıArtarsa D B D B B D B B BAzalırsa K K D K K D K K KB: Büyür, K: Küçülür, D: DeğişmezSiklon Çalışmalarında Değişkenlerin Etkileri
Siklonların Klasifikatörlerde Üstünlükleri Yapıları son derece basittir Herhangi bir hareketli parçası yoktur. Bakımı kolaydır Tesis içinde alandan tasarruf sağlarlar. Çünkü kapladıkları alana göre kapasiteleri yüksektir. Örneğin 7.5 cm çapındaki siklonla saatte 2-3 ton, 60 cm çapındaki siklon ile 75-100 t/saat malzeme beslenmektedir. Yatırım masrafları son derece azdır. Genellikle diğer mekanik klasifikatörlerin 1/5’i kadardır. Enerji sarfiyatı daha azdır.
Hidrosiklonların Performansı Hidrosiklonların performansı, Tromp eğrisi yardımı ile belirlenmektedir. Bu eğrilerden elde edilecek d50 ve Ep değerleri sayesinde ayırma performansı saptanır. d50, ayırma boyutu yada kesme boyutu olarak bilinir. Besleme içindeki bu boyuttaki tanelerin alt akımda veya üst akımda elde edilme şansları eşittir. Ep değeri ise olarak verilir. Bu değer 0.02-0.08 arasında yer alıyorsa ayırım başarılı olduğu söylenir. Çizelge’de Siklon dağılım sonuçları, Şekil’de ise bu veriler kullanılarak hazırlanmış Tromp eğrisi verilmektedir.2/)( 2575 ddE p
Miktar, % Siklona Girene Göre Miktar, %Tane Boyutu Ortalama Tane Boyutu(x)Alt Çıkış Üst Çıkış Alt Çıkış Üst Çıkış A.Çıkış+Ü. ÇikışAlt Çıkışta Dağılım-0,5+0,417 0,4585 10,72 0,00 3,50 0,00 3,50 100,0-0,417+0,295 0,3560 23,47 0,51 7,66 0,34 8,00 95,8-0,295+0,212 0,2515 29,41 2,38 9,60 1,60 11,2 85,7-0,212+0,147 0,1775 18,29 13,80 5,97 9,33 15,3 39,0-0,147+0,104 0,1255 12,35 28,16 4,03 18,97 23,0 17,5-0,104+0,074 0,0905 3,83 16,70 1,25 11,25 12,5 10,0-0,074+0,053 0,0635 1,50 13,23 0,49 8,91 9,4 5,2-0,053+0,038 0,0455 0,43 7,36 0,14 4,96 5,1 2,7-0,038 0,0190 0,00 17,81 0,00 12,00 12,0 0,0TOPLAMSiklon Dağılım Sonuçları
Tromp Eğrisi (Çizelgedeki verilere Göre Çizilmiş)
Düzeltilmiş Tromp Eğrisi Siklon performansını ortaya koymak üzere yapılan çalışmalarda alt akımdan elde edilen su miktarı kadar malzemenin, hiçbir sınıflandırmaya tabi tutulmadan, kısa devre yaparak alt akımda çıktığı kabul edilmektedir. Bu yüzden de elde edilen Tromp eğrisi üzerinde düzeltme yapılması gerekir. Dolayısıyla Tromp eğrisinden elde edilen d50 boyutu düzeltilerek d50© boyutu elde edilir .
SİKLON BOYUTLANDIRILMASI321)(50)(50xCxCxCDDbaseuygulama ccBurada; C1, C2 ve C3 değerleri düzeltme faktörleridir.D50c(uygulama) = Üst akım Sabiti x Üst akım boyutu (mikron)İstenilen Üst Akım BoyutDağılımı, %Üst akım Sabiti98.8 0.5495.0 0.7390.0 0.9180.0 1.2570.0 1.6560.0 2.0850.0 2.78
SİKLON BOYUTLANDIRILMASIBase D50c’e Göre Siklon Çapı Hesabı: eşitliğine göre hesaplanır. Ayrıca D 50c(base) grafikten işaretlenerek, D: Siklon çapı(cm) bulunur. 66.0)(5084.2 xDDbasec
SİKLON BOYUTLANDIRILMASIDüzeltme Faktörleri:C1 Düzeltme faktörü: Beslenen malzemenin katı konsantrasyonu ile ilgili bir düzeltmedir. Grafik veya aşağıdaki denklem kullanılarak bulunur.43.11 5353 VCC1: besleme katı konsantrasyonu düzeltmesiV: Siklon beslemesindeki % katı oranı(hacimce)
SİKLON BOYUTLANDIRILMASIDüzeltme Faktörleri:C2 Düzeltme faktörü: Basınç düşüşü düzeltmesidir. Besleme basıncı ile üst akım basıncı arasındaki fark’la açıklanmaktadır. Basınç düşüşü, siklonda ayırmayı gerçekleştirmek için gerekli enerjinin bir ölçüsüdür. Bu değerin 40-70 kPa(5-10 psi) arasında olması gerekmektedir. İnce ayırmalarda yüksek basınç, iri ayırmalarda düşük basınç düşüşü uygulanmalıdır. C2 düzeltmesi aşağıdaki denklem veya grafikten bulunur C2: Basınç düşüşü düzeltmesi Basınç düşüşü(kPa)28.02 27.3 PxC:P
SİKLON BOYUTLANDIRILMASIDüzeltme Faktörleri:C3 Düzeltme faktörü: Katı ve sıvının spesifik gravitesinin ayırmadaki etkinliği ile ilgili bir düzeltmedir. Aşağıdaki denklem veya grafikte verilmektedir.5.0365.1ls GGCGs: Katı yoğunluğu Gl: Sıvı yoğunluğu(genellikle 1.0)
SİKLON BOYUTLANDIRILMASISiklon Besleme Miktarı (Flowrate):Uygulamalarda siklon kapasite hesabında dikkate alınması gereken ana unsur, siklon besleme miktarıdır. Belli bir siklona beslenecek pülpün hacmi, siklon giriş basıncı ile ilişkilidir.
ÖRNEK PROBLEM250 ton/h kapasiteli Çubuklu/Bilyalı değirmen devresinde her iki değirmen çıkışları siklon pompa besleme tankına alınmakta ve siklona pompalanmaktadır. Üst akımın %60’ı 200 mesh (74 mikron) altı ve minimum ağırlıkça %40 katı içermektedir. Alt akım (ağırlıkça %75 katı içermektedir) ise bilyalı değirmene beslenmektedir. Spesifik gravite 2.9, tahmini sirkülasyon yükü %225’dir. Uygun boyutta ve sayıda siklon seçimini yapınız?
ÇÖZÜMAdım 1:Üst akım 250 t/h ve %40 katıt/h katı :250t/h su :375t/h pülp :625% katı (ağırlıkça) :%40Spesifik Gravite(pülp) :1.355L/sn pülp : 128 (2030 USGPM)Alt akım (2.25 x üst akıma göre)t/h katı :562t/h su :187t/h pülp :749% katı(ağırlıkça) :%75 (%50 hacimce)Spesifik Gravite(pülp) :1.966L/sn pülp :106 (1676 USGPM)Besleme(Alt akım + üst akım toplamı)t/h katı :812t/h su :562t/h pülp :1374% katı(ağırlıkça):%59.1S.Gravite(pülp):1.632Pülp: 234 L/sn (3706 USGPM)% katı (Hacimce): 33.2 (ayırma hesaplamaları için gerekli)
ÇÖZÜMAdım 2Üst akımda % 60 geçen 74 mikron için gerekli D50c hesaplaması:Çizelge’den çarpan 2.08 olarak bulunur. Buna göre; D50c= 2.08 x 74 = 154 mikron’dur.Adım 3C1, C2 ve C3 düzeltme faktörlerinin bulunması(Siklon çapı için gerekli)C1: Şekil’den 4.09 olarak bulunur.C2: Şekil’den 50 kPa(/psi) düşük enerji ve iyi koruma için uygundur, buna göre C2:1.1 olarak bulunur.C3: Şekil’den 0.93Gerekli Olan Üst Akım Boyut Dağılımı(Belli Bir Boyuttan Geçen, %)Çarpan Değeri(Belli bir Boyut(mikron) ile Çarpılır)98.8 0.5495.0 0.7390.0 0.9180.0 1.2570.0 1.6560.0 2.0850.0 2.78
ÇÖZÜMSiklon Çapı Hesabı:154= D 50c(base) x 4.09 x1.1x0.93D 50c(base) = 37 mikronŞekil den siklon çapı 51 cm(20 inç) olarak bulunur.321)(50)(50xCxCxCDDbaseuygulama cc
ÇÖZÜMAdım 4Gerekli siklon sayısını saptama:Şekil yardımı ile 51 cm çaplı siklonun kapasitesi (50 kPa koşulu ile): 40 L/snToplam besleme miktarı : 234 L/snSiklon Sayısı : 234/40 = 5.85 = 6 adetAdım 5Apex hesabı:Toplam alt akım miktarı : 106 L/snAlt akım birim siklon başına miktarı: 106/6 = 18 L/snŞekil yardımıyla her bir apex boyutu 9.5 cm (3 ¾ inç) olarak bulunur.
Cevher Hazırlama
Yazar :
Olgaç KANGAL
Yıl : 2020
Anahtar Kelimeler
Daha fazla görüntüle