TCVN 13778: 2023 về yêu cầu kỹ thuật cyclone thủy lực làm bằng vật liệu sứ dùng trong tuyến khoáng

Cyclone thủy lực (Hydrocyclone) được phát minh vào năm 1891, lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của cyclone thủy lực phân tách hệ rắn – lỏng bao gồm phân loại, cô đặc, khử nước, làm khô, tách cát…

Nguyên lý hoạt động của cyclone thủy lực dựa trên sự kết hợp của hai lực cơ bản là lực trọng trường và lực ly tâm. Sự kết hợp của hai lực đó quyết định sự phân chia thành phần hạt trong cyclone, các hạt rắn có kích thước thô di chuyển xoắn có hướng đi xuống dưới, các hạt rắn mịn đến rất mịn hướng lên trên.

Ngày nay, cyclone thủy lực được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như việc tách các chất xúc tác rắn bằng khí than hóa lỏng, tách hồng cầu khỏi huyết tương, thu hồi các sợi còn lại từ chất lỏng thải bột giấy… Tách chất rắn chính là tách quặng, loại bỏ tạp chất khỏi bột, tách tinh bột và protein… Tách chất lỏng được sử dụng để tách dầu thô và nước trong các mỏ dầu, tách dịch chiết trong nhà máy hóa chất. Tách khí – lỏng ứng dụng cho dầu mỏ và khí tách dầu, nước, khí. Hệ vật liệu gốm sứ phổ biến là hệ cao nhôm và gần đây vật liệu silicon carbide và vật liệu silicon nitride đang được ứng dụng sản xuất cyclone sứ thủy lực để tăng độ chịu mài mòn cho sản phẩm này.

Ưu điểm của cyclone thủy lực làm bằng vật liệu gốm sứ kỹ thuật là có độ bền mài mòn cao, trơ với nhiều chất hóa sinh nên không gây ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm, bền hóa, bền nhiệt tốt. Trong ngành công nghiệp chế biến khoáng sản, hầu hết sử dụng gốm sứ chịu mài mòn có thể kéo dài tuổi thọ gấp 2, gấp 3, hoặc thậm chí gấp 20 lần so với vật liệu truyền thống là gang, thép. Vì vậy, cyclone thủy lực sứ hay cyclone thủy lực kim loại lót sứ đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi.

Yêu cầu kỹ thuật sai lệch cho phép về kích thước của cyclone thủy lực phải phù hợp với tiêu chuẩn hướng dẫn. Ảnh minh họa

Tuy nhiên việc thiết kế và sản xuất cyclone thủy lực yêu cầu sản phẩm phải duy trì tính ổn định trong quá trình làm việc, nghĩa là đảm bảo được sự phân cấp hạt đồng đều, độ tinh khiết cho sản phẩm và ít mài mòn. Ngoài ra, trong quá trình vận hành có thể điều chỉnh các các yếu tố đầu vào gồm áp suất cấp liệu, nồng độ huyền phù, đường kính ống xả đáy và đường kính ống chảy tràn để đảm bảo hiệu quả làm việc của cyclone. Do đó quá trình nghiên cứu và chế tạo cyclone thủy lực nên tuân theo tiêu chuẩn.

Hiện nay Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13778: 2023 nhằm đưa ra các yêu cầu kỹ thuật cho cyclone thủy lực làm bằng vật liệu sứ có kích thước đường kính cyclone không lớn hơn 100mm dùng trong lĩnh vực tuyển khoáng.

Theo tiêu chuẩn hướng dẫn thì cyclone thủy lực sứ được phân thành 2 loại theo bản chất vật liệu. Trong đó loại 1 cyclone chế tạo từ hệ sứ corun hay sứ zircon. Loại 2 cyclone chế tạo từ hệ sứ có hàm lượng Al2O3 từ 20 ÷ 30%.

Về yêu cầu kỹ thuật sai lệch cho phép về kích thước phải phù hợp với quy định cụ thể: Chỉ tiêu kích thước thì độ sai lệch kích thước thực đường kính trong của cyclone D so với kích thước định danh, không lớn hơn 10%; Sai lệch kích thước thực đường kính ống xả đáy của đường kính trong của ống thu hạt thô dưới đáy cyclone so với kích thước định danh, không lớn hơn 3%; Sai lệch kích thước thực đường kính ống cấp liệu trong của ống cấp liệu vào cyclone, so với kích thước định danh, không lớn hơn 4%; Sai lệch kích thước thực đường kính ống chảy tràn Do, so với kích thước định danh, không lớn hơn 4%; Sai lệch kích thước chiều cao trung bình của cyclone H so với kích thước định danh không lớn hơn 3%; Sai lệch kích thước chiều cao trung bình của phần thân hình trụ cyclone H1 so với kích thước định danh không lớn hơn 3%.

Những chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của sản phẩm phải bao gồm độ hút nước, khối lượng thể tích, độ bền nén, độ bền uốn, độ cứng vạch bề mặt phải phù hợp với quy định.

Đối với chỉ tiêu độ hút nước không lớn hơn 0,01% ở loại 1 và 0,5% ở loại 2; Khối lượng thể tích không nhỏ hơn 3,6 g/cm3 loại 1 và 2,3g/cm3 loại 2; Chỉ tiêu về độ bền nén không nhỏ hơn 1200N/mm2 loại 1 và 250N/mm2 loại 2; Độ bền uốn không nhỏ hơn 250N/mm2 và 60N/mm2; Độ cứng thang không nhỏ hơn 9Mohs và 7Mohs; Độ chịu mài mòn không nhỏ hơn 0,2cm3.
và 1,0 cm3.

Yêu cầu về ghi nhãn, đóng gói, vận chuyển và bảo quản tiêu chuẩn cũng hướng dẫn mỗi sản phẩm mỗi khi xuất xưởng đều có dán nhãn của nơi sản xuất. Tem phẩm cấp của sản phẩm được dán ở vị trí dễ nhìn thấy nhất của sản phẩm. Sản phẩm được đóng gói trong các bao bì gỗ hoặc giấy cactông.

Sản phẩm đóng trong các bao bì được kê chèn chắc chắn, đảm bảo không bị xê lung lay trong quá trình bốc xếp, vận chuyển. Cơ sở sản xuất phải có giấy chứng nhận trong đó ghi rõ: Tên và địa chỉ cơ sở sản xuất; Tên và kí hiệu, loại của sản phẩm; Các chỉ tiêu chính theo tiêu chuẩn này; Hướng dẫn lắp đặt và sử dụng.

Khi vận chuyển các hòm hoặc thùng đựng sản phẩm sứ được tiến hành bằng mọi phương tiện giao thông thông dụng (ôtô, tàu hoả, tàu thủy,…). Khi bốc dỡ và vận chuyển phải áp dụng các biện pháp đảm bảo tránh va đập. Sản phẩm được bảo quản trong kho, xếp riêng theo từng chủng loại sản phẩm và loại chất lượng và đảm bảo tránh bị va đập.

An Dương