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July 6, 2022updated 07 Jul 2022 4:23pm

Choix de la taille d’hydrocyclone pour les applications de broyage dans les concentrateurs : il y a plus qu’un bon choix

La sélection de la bonne taille d’hydrocyclone pour votre application de broyage dans le concentrateur est crucial pour la performance opérationnelle et le rendement de votre broyeur. Rejoignez-nous pour étudier les diverses considérations de performance et de non-performance lors de la sélection d’une taille d’hydrocyclone.

Avez-vous déjà demandé des recommandations pour la sélection d’hydrocyclone, uniquement pour recevoir juste une seule option du fabricant ? Il est important de savoir qu’il y a au moins deux options relatives au diamètre d’hydrocyclone pour la majorité des applications de broyage dans les concentrateurs, en plus des nombreuses autres caractéristiques qui peuvent être considérées pour votre application spécifique. 

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Classification de l'or de la mine d'Efemçukuru

Insatisfait des performances générales et des arrêts fréquents de la production de sa batterie d'hydrocyclones existante, Tüprag Metal Madencilik, une filiale turque de la société canadienne Eldorado Gold Corporation, a cherché à augmenter le débit de la classification, l'efficacité et les performances de la durée de vie de sa batterie d'hydrocyclones. La solution ? Incorporer un plus grand nombre de plus petit hydrocyclones pour les adapter dans l'espace disponible. Cette étude de cas explique comment Tüprag a augmenté la capacité de 54 %, réduit les temps d'arrêt de 75 %, et augmenté le débit massique du la surverse d'environ 50 tph à 77 tph avec une réduction de la charge circulante de 342 % à 245 %.
by Weir
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Considérations Primaires 

Les considérations primaires au cours du processus de sélection et de dimensionnement d’un hydrocyclone sont généralement accordées aux différentes options visant à atteindre les objectifs de performance opérationnelle. Toutefois, les objectifs non liés à la performance devraient également être pris en compte. Par exemple, dans un circuit de broyage, vous devrez peut-être tenir compte des éléments suivants : : 

  • Le budget d’investissement et la facilité de la maintenance : l’usine cherche-t-elle l’option présentant le coût d’investissement le plus faible impliquant le moins d’hydrocyclones en fonctionnement ? 
  • L’emplacement de l’équipement : la taille de l’équipement est-elle limitée par l’espace dans l’usine pour l’installation ? 
  • Le budget opérationnel : l’usine cherche-t-elle une option pour maximiser la durée de vie de l’hydrocyclone et minimiser les coûts énergétiques ? 
  • La flexibilité au quotidien : quelle est la fluctuation attendue des conditions d’alimentation ? Les fluctuations seront-elles suffisamment importantes pour nécessiter la mise en marche ou l’arrêt des hydrocyclones pour s’adapter à ce changement ? Quel sera l’impact des arrêts sur la performance de l’hydrocyclone ? 
  • La flexibilité à long terme : la dureté du minerai devrait-elle changer à un moment donné de l’opération ? L’emplacement de la mine affectera-t-il la charge circulante et le nouveau débit d’alimentation du broyeur ? La taille de classification ciblée sera-t-elle révisée à un moment donné au cours de la durée de vie de l’usine ? 

Considérations pour les applications de déschlammage 

Il existe également des objectifs de non-performance pour les applications de déschlammage et ils peuvent inclure certains de ceux mentionnés pour les circuits de broyage ainsi que d’autres qui sont liés l’application spécifique. Ils peuvent inclure : 

  • La durabilité : la réduction de la consommation d’eau ou de l’énergie constitue-t-elle un facteur ? 
  • La flexibilité opérationnelle : la taille de classification changera-t-elle pour la construction du mur de soutènement et la construction de la digue ? Quels autres objectifs de non-performance peuvent être envisagés pour la classification des sables-boues autour des circuits de flottation ? 
  • La mobilité : l’équipement sera-t-il déplacé dans différents endroits ? 
  • La maintenance : comment la maintenance des hydrocyclones sera-t-elle gérée ? Y a-t-il des limites de poids ? Le lieu de l’installation est-il accessible avec une grue ? 

Différentes tailles pour différents besoins 

Les fabricants mondiaux d’hydrocyclones produisent au moins huit diamètres différents d’hydrocyclones. Le graphique suivant illustre l’offre d’un fabricant typique d’hydrocyclones pour les applications de traitement des minerais. Dans ce cas, le graphique montre la plage de capacité des hydrocyclones de diamètre 100 mm à 800 mm. Des dimensions en dehors de cette plage sont aussi disponibles, mais cela illustre les capacités des tailles de base généralement disponibles. 

Le diagramme illustre la vaste gamme de débit volumétriques et de pressions de fonctionnement qu’une taille d’hydrocyclone peut fournir. Dans ce graphique, le débit volumétrique est indiquée en mètres cubes par heure sur l’axe X et la pression de fonctionnement (kilopascals) sur l’axe Y. Notez le chevauchement des débit volumétriques que les hydrocyclones de différentes tailles partagent. La vaste gamme des débits et pressions de fonctionnement est rendue possible du fait que chaque taille d’hydrocyclone peut avoir une variété de composants internes de dimensions différentes, telles que les revêtements de la chambre d’alimentation, les diaphragmes et les buses de décharge. C’est une des principales raisons pour lesquelles plusieurs tailles d’hydrocyclone peuvent être sélectionnées pour presque toutes les applications. 

Pendant la sélection, et après l’installation, il existe des paramètres mécaniques et de procédé qui peuvent être ajustés pour obtenir une taille de classification d’hydrocyclone. Bien que cela soit un peu plus étendue une fois que l’équipement est installé, les changements des angles des cônes peuvent aussi permettre aux fabricants et utilisateurs d’hydrocyclone d’ajuster la performance. Les ajustements des procédés à la performance incluent généralement l’utilisation de l’eau de dilution à l’alimentation et le réglage de la pression de fonctionnement pour influencer la taille de classification ciblée de l’hydrocyclone. 

Exemple de circuit de broyage 

Examinons un exemple. L’usine veut dimensionner et sélectionner des hydrocyclones pour un circuit de broyage primaire ayant les spécifications suivantes : 

La première option de sélection serait basée sur le coût d’investissement le plus faible et le nombre réduit d’hydrocyclones en fonctionnement. Sur la base de ce critère de sélection et des conditions d’alimentation, il serait d’usage de proposer sept hydrocyclones en fonctionnement de diamètre 500 mm afin de répondre à ces exigences de performance. Typiquement, les applications prévoient l’installation de quelques hydrocyclones de rechange en standby. Par conséquent, une batterie de 10 hydrocyclones cyclones de 500 mm, comme illustré ci-dessous, pourrait constituer un choix potentiel. 

La deuxième option de sélection serait axée sur la prolongation de la durée de vie des revêtements, la réduction des coûts énergétiques et la capacité de produire des classifications plus fines (si le broyeur a une puissance suffisante). Sur la base de ce critère de sélection, une pratique courante consisterait à proposer 12 hydrocyclones plus petits ayant un diamètre de 400 mm pour satisfaire aux exigences de performance. Grâce à la réduction de la pression et à l’utilisation de jeux spécifiques des composants de l’hydrocyclone, le plus petit hydrocyclone aura une coupe plus grossière, ce qui lui permettra d’atteindre l’objectif de classification dans le trop-plein. Cette réduction de la pression donne la possibilité de réduire les coûts énergétiques tout en prolongeant la durée de vie des hydrocyclones, des pompes d’alimentation des hydrocyclones et des systèmes de conduites. Avec un plus grand nombre d’hydrocyclones en fonctionnement, le changement brusque pendant le ralentissement serait également réduit. 

Enfin, si nous prenons en compte quelques hydrocyclones de rechange installés et des manchettes d’alimentation avec brides pleines, comme dans l’image ci-dessous, nous proposerions une batterie de 16 positions pour des hydrocyclones de diamètre 400 mm. Cette batterie est potentiellement plus coûteuse du point de vue prix d’acquisition qu’une batterie plus petite ayant 10 positions, mais cela vaut la peine de comparer et d’évaluer les prix des deux options concernant les avantages liés à la non-performance. 

Un exemple de déschlammage 

Maintenant, examinons une application de déschlammage. Dans cet exemple, l’usine veut dimensionner et sélectionner des hydrocyclones pour l’application suivante de déschlammage :

Il existe cinq options différentes de tailles d’hydrocyclone à considérer. Le tableau suivant montre les résultats pour les hydrocyclones ayant des diamètres allant de 500 mm jusqu’à 900 mm. 

L’utilisation d’un hydrocyclone de grand diamètre, tel que celui de 900 mm, permet de réduire le nombre de cyclones en fonctionnement et éventuellement le coût d’investissement. L’hydrocyclone de 900 mm augmentera la quantité de matériaux de plus de +150 microns dirigée vers la surverse de l’hydrocyclone, et diminuera la quantité de matériaux de moins de -75 microns dans le produit de sousverse de l’hydrocyclone. 

Si un hydrocyclone de diamètre plus petit est utilisé, le total des matériaux solides récupérés dans la sousverse de l’hydrocyclone sera plus important. 

Dans les cinq options, l’équipement répondra aux spécifications fournies, mais si l’on tient compte de tous les objectifs liés à la non-performance, la meilleure sélection ne sera peut-être ni celle du coût d’investissement le plus bas ni les hydrocyclones qui permettront la récupération de la quantité la plus élevée des solides, c’est peut-être quelque part entre les deux. 

Il est important d’encourager la pratique consistant à obtenir une variété d’options pour l’utilisation de différentes tailles d’hydrocyclone au cours du processus de sélection. L’identification des objectifs de performance et de non-performance de l’hydrocyclone est cruciale pour atteindre une flexibilité opérationnelle totale de l’hydrocyclone dans l’usine. Les fabricants d’hydrocyclones peuvent faire une proposition sur la base de ce qu’ils considèrent comme typique, mais chaque application a tendance à avoir ses propres exigences. En maximisant la flexibilité opérationnelle, vous vous assurez que les principes des meilleures pratiques sont utilisés dans les opérations quotidiennes. 

Pour en savoir plus, téléchargez le livre blanc ci-dessous. 

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