Dimensionamiento de hidrociclonesPor muchos aos los hidrociclones han sido referidos simplementecomo ciclones y son ampliamente utilizados en circuitos de moliendapara hacer la clasicacin departculas. El rango de trabajo de losciclones est entre 40 a 400 micrones, son muy pocas las aplicacionesen tamaos ms nos que 5 u ms gruesos que 1000u. Los ciclones seusan con gran ventaja en circuitos de molienda primaria, secundaria yde remolienda.

Parmetros bsicos para un hidrocicln

Un cicln estndar se define como aquel en el cual existe relacinadecuada y geomtrica entre el' dimetro del cicln, rea de ingreso,tubo devrtex, orificio apex y la longitud suciente que provee elsuciente tiempo de retencin para la clasicacin apropiada de laspartculas.

El parmetro ms importante es el dimetro de cicln. Esto es eldimetro interno de la cmaracilndricaque recibe la alimentacin.El siguiente parmetro en importancia es el rea de tubo de ingreso,este es generalmente un orificio rectangular con la dimensin mayorparalela al eje del cicln. El rea bsica se considera generalmentecomo 0.05 veces al cuadrado del dimetro del cicln.

El otro parmetro de importancia que elvrtex, por donde descarga elrebose departculasnas. Se sabe que la funcin primaria d este tubodevrtexes el control de la separacin y el ujo que abandona elcicln. El :vrtexdebe ser extendido hasta debajo de la entrada dealimentacin para prevenir al cortocircuito de material directamentehacia el rebose. El tamao delvrtexigual a 0,35 veces al dimetro delcicln.

La seccincilndricaes otra parte importante, est entre la cmara dealimentacin y la seccin cnica, tiene el mismo dimetro que lacmara de alimentacin, su funcin es incrementar el tiempo deretencin. Para un cicln estndar la longitud debe ser igual aldimetro.

Luego, la seccin cnica que tiene un ngulo generalmente entre 10 -20 su funcin es similar a la seccincilndrica proveer tiempo deretencin. La seccin cnica termina en el oricio apex que tiene comodimensin critica el dimetro interno de dicho punto de descarga, debeser lo sucientemente amplio para evitar que el cicln se obstruya.

Eltamao normal del apexmnimoes de 10% del dimetro del cicln ypuede ser tan grande como 35%.

Por lo anterior, si hallamos el dimetro del cicln,tendramosdeterminadas las dimensiones bsicas geomtricas de sus partes.

Criterios de Seleccin de hidrociclones

En diseos de circuitos de molienda - clasicacin, el objetivo esproducir un rebose del cicln que tenga ciertacaractersticagranulomtrica, esta normalmente est definida como un porcentajeque pasa una determinada apertura de malla en micrones.

Krlebs Engineering propone una relacin emprica que liga ladistribucin del over flow en tamaos departculascon el D50crequerido para producir una separacin especicada; sta se da en latabla N 1.

La relacin indicada en esta tabla es para sistemastpicosde moliendaen distribuciones de tamao promedio y puede variar slo ligeramentecon lascaractersticasparticulares de cada mena.

La separacin del cicln puede ser alcanzada usando la ecuacin z.

D50c (aplicacin) = D50c(base) x C1 x C2 x C3

El D50c (base para un cicln de dimetro dado se multiplica por tresfactores de correccin designados como C1, C2, C3.

Este D50 (base) es el tamao de micrones que un cicln estndarpuede alcanzar operando bajo las condiciones base y se estima de larelacin 3.

D50c (base) = 2.84 D0.66

Donde: D = dimetro del cicln (cm.)

La correccin C1 se debe a la influencia de concentracin de slidoscontenidos en la pulpa alimentada y puede estimarse por la siguienterelacin:

La segunda correccin C2 es debido a lacadade presin, medidaentre la presin de alimentacin menos la presin del rebose.

Lacadade presin es una medida de laenergaque se utilizar en elcicln para alcanzar la separacin, en lo posible se recomienda queestacadade presin sea del orden de 40 a 70 Kpa (5 a 10 PSI). Sepuede estimar de la siguiente relacin

Se reduce que una lata cada de presin tendr como resultado unaseparacin na y una bajacadade presin, debe significar unaseparacin gruesa.

La siguiente correccin, C3 se debe al efecto de la gravedad especificade slidos y liquido que son sujetos de clasificacin. Tiene mayorimportancia cuando la diferencia de gravedad especica entre elmineral y ganga es fuerte que conduce a pensar que se permite unamayor liberacin departculasminerales a un tamao relativamentegrueso de separacin.

GL = Gravedad especica de liquido(Normalmente 1)

Ejemplo de calculo

Seleccionar el tamao / nmero de ciclones para un circuito demolienda que consta de molino de barras y bolas donde el alimentofresco si RM es 25C TPH de slidos, ambas descargas de molino sejuntan en el cajn de bomba y seenvana los ciclones. El overflowdebe ser 60% - malla 200 a un mnimo de 40% de slidos en peso. Elunderflow regresa al molino de bolas cuya carga circulante se obtieneen 225% Sp-gr = 2.9 Presin = 50 Kpa.

Flujos del Circuito

Rebose del Clasicador

TPH slidos : 250% slidos : 40%

TPH lquido : 625 - 250 = 375

TPH pulpa : 250 / 0.4 = 625

Densidad pulpa : 1355.1 (calculado en base a relacinconocida de porcentaje slidos y K)

= 1000 / (1 % SK)L/ seg (pulpa) = 128.1

Arenas del Clasicador

TMPH (slidos) =250 X 2.25 = 562.5

TMPH (liquidos) =167.5

TMPH (pulpa) =750.0

Densidad pulpa =1966

L/seg = 106

Porcentaje = 75%

Alimento al Cicln

TMPH (slido) = 812.5

TMPH (liquido) = 562.5

TMPH (pulpa) = 1375

% slidos = 59.1

densidad pulpa = 1632

L/seg = 234

*conc. Sol. en volumen = 33.76

Si se desea obtener 60% - m 200 en el rebose se estima el D50 deaplicacin de la tabla dada por Krebbs, corresponde un factor de 2.08.

Tamao en micronesde aplicacin= 74 (malla 200)

D50c requerido = 2.08 x 74 = 153.9 u

D50c (aplicacin) = 3353.9 u

Clculo de factores de Correccin

d50 (base) = 36.8 u

Con la relacin conocida se halla el dimetro adecuado de cicln.

Dd50 (base = 2.84 D ^0.66

Donde

D50 (base) = 36.8

Luego : D = 485 cm (19)

Se puede decir que el cicln es de 18 a 20" de dimetro.

Para hallar la capacidad Krebbs propone un grfico que relaciona capacidad decicln en litros/segundo contracadade presin que proporciona una familiade rectas paralelas segn el dimetro del cicln en pulgadas. De tal grficoexpuesto en papel log-log se proporciona los siguientes datos, a n de realizarla respectiva interpolacin.

Para 50 Kpa se obtiene aproximadamente 40 l/seg, si la necesidad dealimentacin es 234 l/seg, luego se requieren 234/40 = 6 ciclones de 18 a20 de dimetro. El resto de dimensiones bsicas se deducen de lasconsideraciones expuestas referentes a parmetros.

http://procesaminerales.blogspot.com/search/label/Hidrociclones