Hidrociclones

Los hidrociclones, o simplemente ciclones, y sus variantes, como los Separators™ de McLanahan, se utilizan en diversas aplicaciones, tales como la clasificación, el deslamado, la recuperación de finos, la densificación y el desaguado.

Pueden usarse en numerosas industrias: arena, áridos, carbón, minerales industriales, minería de roca dura, entre otras. Los hidrociclones se inventaron a fines del siglo XIX y comenzaron a usarse mucho en el procesamiento de minerales dado que tienen un costo relativamente bajo, son capaces de procesar grandes volúmenes sin ocupar mucho espacio y no tienen piezas móviles.

Los hidrociclones son equipos de excepcional simplicidad, pero requieren conocimientos sobre el proceso para poder utilizarlos correctamente. Aunque existen muchas configuraciones, la mayoría de los hidrociclones tienen una sección superior cilíndrica (alimentación) con una entrada de alimentación tangencial o en espiral, a la que le siguen secciones cónicas inferiores que terminan en el vértice. Los diseños que combinan secciones con revestimiento de goma y sujetadas con pernos facilitan el uso y el mantenimiento de los equipos. También hay otros revestimientos disponibles, como poliuretánicos y cerámicos.

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Mc Lanahan Hydrocyclone
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Por qué conviene utilizar los hidrociclones de McLanahan

Si bien los ciclones son fáciles de usar, es necesario comprender bien su funcionamiento para aplicar esta tecnología en cualquier aplicación. Ya sea que se trate de lavado de arena o clasificación de minerales de alta calidad, los ingenieros de proceso de McLanahan cuentan con amplia experiencia en la implementación exitosa de estos equipos en aplicaciones independientes y sistemas integrados. Gracias a nuestras simulaciones de desarrollo propio, podemos prever de manera fiable los resultados de distintas situaciones a fin de evaluar instalaciones nuevas o existentes. Con las previsiones de aplicaciones y la experiencia en terreno, el personal de McLanahan es capaz de desarrollar el mejor enfoque para cualquier requisito del proceso.

Cómo funcionan los hidrociclones

La entrada de alimentación recibe pulpa a una presión y volumen designados. Independientemente de la forma o configuración de la entrada, la pulpa sigue el descenso del cilindro superior con un movimiento giratorio. Las fuerzas centrífugas resultantes envían el material más grueso en dirección a la pared exterior para que se desplace hacia abajo y continúe acelerándose en las secciones cónicas. A continuación, estas fracciones más gruesas salen por el vértice, o llave, que se encuentra en la parte inferior del hidrociclón. Las fracciones más finas continúan girando con el líquido en el núcleo interno, y un núcleo de aire las extrae en dirección ascendente.

El núcleo de aire se forma en la llave/vértice a medida que entra aire en el hidrociclón. El buscador de vórtice proporciona un trayecto para que el aire salga de la estructura del hidrociclón. A medida que el aire fluye a través del buscador de vórtice, arrastra consigo el líquido y las fracciones más finas para efectuar la clasificación de los materiales. El núcleo de aire es importante para el correcto funcionamiento del ciclón. Si el núcleo de aire no se forma debido a una descarga excesiva de sólidos, lo que se conoce como encordado, el ciclón no será capaz de clasificar la pulpa con eficiencia. El tamaño del vértice o la llave varía según el rango previsto de sólidos. Si se producen cambios importantes en el proceso, es posible que sea necesario redimensionar el vértice o la llave.

En McLanahan hemos recopilado datos de cientos de aplicaciones en campo, lo que les permite a nuestros ingenieros de proceso seleccionar con exactitud el tamaño y la configuración en cada aplicación mediante simulaciones por computadora. El rendimiento está influenciado por el tamaño del equipo y su presión de funcionamiento, además del área de entrada, el diámetro del buscador de vórtice, los diámetros de caudal inferior y desagüe, las secciones cilíndricas y el ángulo de conicidad.

Aplicaciones populares de los hidrociclones

Los hidrociclones comúnmente se utilizan para deslamar, desaguar y clasificar por tamaño partículas de malla -4 (5 mm). También se usan con frecuencia para lavado y acopio en la industria de los áridos para la construcción. Efectuar el deslamado antes de usar tanques de clasificación y tornillos lavadores puede mejorar considerablemente el rendimiento de estos equipos en el caso de materiales muy finos. Los Separators™ suministran una alimentación de densidad uniforme a las celdas de atrición en las aplicaciones de arena de fractura.

En el caso de aplicaciones minerales como el procesamiento de roca dura y metales preciosos, los ciclones son los equipos que más se utilizan para controlar qué tamaño de material sale del circuito de conminución o trituración (molinos de bolas). En estas aplicaciones, el producto es la fracción fina que se encuentra en el desagüe.  El tamaño de liberación varía según el mineral, de modo que los hidrociclones se configuran de muchas maneras diferentes.

Hay otros revestimientos disponibles, como poliuretánicos y cerámicos, para adaptarse a distintas propiedades químicas (por ejemplo, cuando hay presencia de aminas) y para manipular materiales muy abrasivos. Los hidrociclones también pueden ser de metales duros fundidos, como las aleaciones Ni-Hard y Hi-Chrome. Estos diseños a menudo se utilizan en procesos conocidos como medios densos para carbón y mineral de hierro, etc.

Además, los hidrociclones se utilizan en la industria farmacéutica, en aplicaciones agropecuarias, como la separación de estiércol y arena, en el procesamiento de pulpa de celulosa y papel, en sistemas de tratamiento de agua potable y aguas residuales, en el desarenado de agua para pulverización, etc. 

En las aplicaciones de áridos, la recuperación típica de partículas con gravedad específica de 2,7 es de malla +200 (75 µm) a 2,7 GE. En las aplicaciones habituales de recuperación de finos, los hidrociclones llegan a capturar partículas de malla 400 (38 µm) a 2,7 GE, y en aplicaciones especializadas, es posible recuperar hasta partículas de malla 625 (20 µm) a 2,7 GE. 

Beneficios de los hidrociclones de McLanahan

  • Sin piezas móviles
  • Capacidad para procesar grandes volúmenes
  • Huella ambiental pequeña
  • Fáciles de usar
  • Capaces de separar sólidos finos del líquido
  • Diseño estándar con revestimiento de goma; revestimientos uretánicos y cerámicos opcionales
  • Tamaños disponibles de 4” a 36” (100 mm a 900 mm)
  • Varios ángulos de conicidad disponibles
  • Asistencia de ingenieros de proceso experimentados e integración de sistemas

Hidrociclones Modelos

Mc Lanahan Separator Separators™

Preguntas Frequentes

¿Puedo usar hidrociclones para recuperar sólidos finos de un flujo de efluentes?

Los hidrociclones son ideales para recuperar hasta partículas de malla 400 (38 µm) a 2,7 SG. Por lo general, esto se lleva a cabo mediante un sistema de recuperación de ultrafinos que consiste en un sumidero, una bomba, ciclones y una zaranda desaguadora, con un valor nominal de descarga de residuos del 90 % por encima del tamaño de malla 400 (38 µm) y un producto que sale de la zaranda sin goteo, listo para transportar y apilar. En McLanahan, se emplean hidrociclones de 9” (228 mm) y 12” (304 mm) en esta aplicación, en lugar de equipos de 4” (100 mm).  Antes usábamos hidrociclones de 4” (100 mm) en nuestros sistemas, pero descubrimos que se formaban grandes bloqueos en los vértices, lo que producía cantidades considerables de material sin procesar. También reemplazamos varios grupos de ciclones pequeños de otras marcas por equipos de 9” (228 mm) y 12” (304 mm) y logramos beneficios como un menor índice de bloqueo y una mayor vida útil con un rendimiento muy similar.

¿Por qué conviene usar hidrociclones junto con zarandas desaguadoras?

Los hidrociclones tienen una capacidad limitada para desaguar sólidos finos en un estado que permita transportarlos. Cuanto más finos sean los sólidos en el caudal inferior, más diluidos estarán. Por lo tanto, se utilizan zarandas desaguadoras para continuar desaguando el caudal inferior de los hidrociclones. 

¿Un solo hidrociclón grande siempre es mejor que varios pequeños?

Los hidrociclones y los Separators™ se seleccionan teniendo en cuenta varios parámetros, como el volumen de flujo, las toneladas por hora de material recuperable y el punto de corte requerido. Los equipos más grandes procesan mayores volúmenes. Sin embargo, cuanto más grande sea el hidrociclón, más grueso será el corte. Por lo tanto, si se procesa un gran volumen de pulpa y se necesita recuperar fracciones más finas, lo más probable es que se opte por varios equipos más pequeños.