Antes de profundizar en esto, es importante tener en cuenta que los hidrociclones más pequeños (también conocidos como ciclones) hacen un corte más fino.
Un corte más fino significa que se enviará más material al flujo inferior. Esto se debe al mayor efecto de las fuerzas centrífugas sobre las partículas con el ciclón de menor diámetro.
La idea de ciclones más grandes que ofrecen un mejor rendimiento que los ciclones más pequeños al principio parece instintivamente falsa.
Dicho esto, existen varias métricas para determinar el rendimiento de un sistema de recuperación de ultra finos.
Cantidad de material de subdesbordamiento (underflow)
Dado que la cantidad de material de subflujo es la métrica de rendimiento más obvia, examinemos qué tan significativa es realmente la diferencia entre un ciclón más grande y un ciclón más pequeño.
Un ciclón de 4”(100 mm) puede operar con un punto de corte (un d50c corregido) en el rango de 23 micrones (malla 500), mientras que un ciclón de 15” (380 mm) operaría (a la misma presión) en el rango de 38 micrones (malla 400).
Esto puede parecer significativo, pero en verdad, podría representar una diferencia de menos del 1% en la recuperación del subdesbordamiento.
Al final, puede valer la pena perseguir 1 tonelada por hora (tph) de material extraviado por 100 tph, pero eso supone que todo funciona perfectamente todo el tiempo. Con solo un cambio mínimo en la recuperación del subdesbordamiento, esto puede dar más importancia a los otros factores.
Disponibilidad
Al igual que con cualquier equipo, la disponibilidad es una métrica del rendimiento. Si un ciclón no está disponible para funcionar, puede detener toda la operación. Si un ciclón no funciona como se diseñó, no puede proporcionar las ventajas y beneficios requeridos.
Un ciclón no tiene partes móviles, entonces, ¿qué afectaría la disponibilidad o el rendimiento?
La gradación de tamaño del material manipulado por el ciclón impulsa el rendimiento más que la mecánica. El tamaño superior de la alimentación del ciclón debe poder pasar a través del vértice, que es más restrictivo en una configuración de ciclón más pequeña.
Si la descarga del ciclón se obstruye, el material es forzado hacia el desbordamiento o, de lo contrario, el ciclón se obstruye por completo.
En el caso de que el material tenga un cortocircuito con el desbordamiento debido a un desbordamiento obstruido, esa porción de la corriente informa directamente al desperdicio. Por ejemplo, si tiene un grupo de 20 ciclones y solo un ciclón bloquea, entonces el 5% del flujo permanece sin tratar.
Sin embargo, no pasa mucho tiempo para que otro y luego otro ciclón se bloquee, y antes de que se dé cuenta, es posible que hasta el 50% del flujo vaya directamente al estanque antes de que un operador lo note.
Un ciclón bloqueado, en un banco de 20, enviará aproximadamente 5 tph a desperdicio por 100 tph. No lleva mucho tiempo consumir el beneficio de recuperación de un ciclón de menor diámetro.
Cuerda (mostrada a la izquierda) y subflujo ideal de hidrociclón (derecha).
Cuando un ciclón está completamente bloqueado (no puede entrar material), el flujo se distribuye a los ciclones restantes en el grupo. Cada ciclón tendrá material adicional reportando al subdesbordamiento y la presión operativa general aumentará.
Una vez que el ápice del ciclón está sobrecargado, la unidad comenzará a cuerda (alto porcentaje de sólidos, que parece una cuerda que sale de la parte inferior del ciclón). La separación de un ciclón con cuerdas se ve afectada negativamente y el material más grueso informará al desbordamiento. En este caso, todos los ciclones operativos enviarán material grueso al flujo de desechos de desbordamiento.
Un ciclón con cuerdas puede pasar desapercibido o ignorado porque es demasiado doloroso arreglarlo. Además, es más probable que los ciclones restantes se taponen parcial o totalmente.
Puede ocurrir una cascada de fallas en poco tiempo durante lo que se consideraría una condición de alteración menor en el resto de la operación. Debido a la limitación de los ciclones más pequeños para manejar la afluencia de material de mayor tamaño, estas unidades pueden convertirse en una fuente constante de problemas.
Los ciclones parcial o totalmente tapados no se limpian solos. Requieren tiempo de inactividad para desmontar las unidades lo suficiente como para eliminar el material obstruido. Sumado a la falla de rendimiento, ahora hay una pérdida de tiempo de operación y mayores costos de mantenimiento. En este punto, la pérdida de material es mínima en comparación con la pérdida de producción.
Con solo mirar estas dos métricas para el rendimiento: cantidad de material de flujo inferior y disponibilidad, comienza a pintar una imagen más amplia de cómo se puede ver el rendimiento mejorado del ciclón.
El objetivo de un sistema de recuperación ultra finos es eliminar la mayor cantidad posible de sólidos de un flujo de desechos. El objetivo de cualquier sistema es una alta disponibilidad operativa. Para lograr esos objetivos, los ciclones deben funcionar correctamente.
Los ciclones más grandes son más confiables que los ciclones más pequeños cuando se trata de manejar afluencias de material de mayor tamaño sin obstrucciones. La pérdida de material con un ciclón más grande puede no ser tan significativa cuando se enfrentan horas de producción perdidas debido a la obstrucción de ciclones más pequeños. Debido a estos factores, los ciclones más grandes son la mejor opción cuando se trata de rendimiento y confiabilidad de la planta a largo plazo.
