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Laboratory separation of clays by hydrocycloning

Published online by Cambridge University Press:  09 July 2018

J. A. Bain
Affiliation:
Applied Mineralogy Unit, Institute of Geological Sciences, 64/78 Gray's Inn Road, London WC1X 8NG, UK
D. J. Morgan
Affiliation:
Applied Mineralogy Unit, Institute of Geological Sciences, 64/78 Gray's Inn Road, London WC1X 8NG, UK

Abstract

Although seldom appreciated, the hydrocyclone offers several advantages over the more commonly used sedimentation/decantation method for clay separation. Large amounts of relatively concentrated clay suspensions may be separated in a matter of minutes. In addition, no dispersing agents are required and the shear conditions encountered by the suspension during passage through the hydrocyclone lead to particle disaggregation both in the silt and sub-micron size range. Formulae relating design factors of the hydrocyclone to separation performance exist but are of limited value as they are unable to predict the maximum particle size of the clay product or percentage recovery of any particular size of particle. Such data, determined from practical trials, are given for kaolinite, smectite and mixed-assemblage clay suspensions. Design limitations prevent the effective separation of clay products with ‘cut-off’ sizes finer than 5 µm.

Resume

Resume

Les hydrocyclones, rarement appréciés, offrent plusieurs avantages pàr rapport aux méthodes plus connues de la séparation des argiles utilisant des méthodes de sédimentation ou décantation. De grandes quantités de suspensions d'argiles relativement concentrées peuvent ainsi ètre séparees en l'espace de quelques minutes. En plus, aucun agent dispersant n'est requis et les conditions de contrainte appliquées à la suspension lors de son passage dans l'hydro-cyclone provoquent la désagregation des particules a la fois dans le domaine des limons et de celles inférieures au micromètre. Il existe des formules reliant la géométrie de l'hydrocyclone aux performances de séparation mais elles sont de peu de valeur car elles ne peuvent prédire la taille maximale des particules de l'argile recueillie ou le pourcentage de récupération d'un type de taille de particule. Ces données, déterminés par des essais, sont fournies pour des suspensions de kaolinite, de smectite ou des mélanges d'argiles. Des limites ont été prévues pour éviter la séparation d'argiles ayant des tailles inférieures á 5 µm.

Kurzreferat

Kurzreferat

Obwohl selten angewendet, hat der Hydrozyklon einige Vorteile gegenüber der gebräuchlichen Sedimentationsmethode für die Abtrennung der Tonfraktion. Große Mengen relativ konzentrierter Tonsuspension können damit in wenigen Minuten abgetrennt werden. Weiterhin werden keine Dispergierungsmittel benötigt, und die bei der passage durch den Hydrozyklon auftretended Scherkräfte zerstören Aggregate in der Schluff und in der Tonfraktion. Die für die Auslegung eines Hydrozyklons bekannten Formeln haben nur begrenzten Wert, da sie keine Voraussage der maximalen Teilchengröße des abgetrennten Tons oder der Ausbeute der einzelnen Teilchengrößen Fraktionen zulassen. Daten hierfür wurden in praktischen Versuchen bestimmt und werden für Kaolinit, Smectit und für Misch-suspensionen angegeben. Konstruktive Einschränkungen verhindern die effektive Trennung von Tonfraktionen mit Ausschlußgrenzen unter 5 µm.

Resumen

Resumen

La utilización de hidrociclones ofrece varias ventajas sobre los métodos de sedimentación/decantación mas corrientemente usados en la separación de arcillas. Una de estas ventajas es la de permitir la separación en unos pocos minutos, de grandes cantidades de suspensiones de arcilla relativamente concentradas. Pot otra parte, no se requiere el uso de agentes dispersantes, pues los esfuerzos cortantes a los que esta sometida la suspensión a su paso a través del hidrociclón produce la desagregación de las particulas, tanto en el rango de la fracción limo como en el de la fracción por debajo de la micra. Las fórmulas existentes que relacionan los factores de diseño del hidrociclón con su comportamiento en la separación, son de valor limitado ya que no permiten predecir el tamaño máximo de particula del producto arcilloso, ni el porcentaje de recuperación de un determinado tamaño de particula. Tales datos, determinados experimentalmente, se dan para suspensionés de caolinita, esmectita y minerales interestratificados. Limitaciones de diseño impiden la separación efectiva de fracciones de arcilla con tamaños inferiores a 5 µm.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland 1983

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References

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