Le cyclone introduit le mélange de manière tangentielle dans le cyclone sous une certaine pression afin de générer un champ d'écoulement rotatif à grande vitesse dans la chambre cylindrique.

Les composants denses du mélange se déplacent vers le bas dans la direction axiale, vers l'extérieur dans la direction radiale et vers le bas le long de la paroi conique sous l'effet du champ de vortex ; ils sont ensuite évacués par la sortie située en bas, formant ainsi un champ de vortex externe. Quant au composant de faible densité, il se dirige vers l'axe central, créant ainsi un vortex interne montant au centre de l'axe, qui est ensuite évacué par la vanne de trop-plein afin de réaliser l'objectif de séparation des deux phases.

En tant qu'appareil typique qui combine la force centrifuge et la gravité, le cyclone présente une structure simple, un faible encombrement, une installation et un fonctionnement faciles ainsi que des coûts d'exploitation réduits, et il est déjà utilisé dans de nombreux domaines.

Le principe de fonctionnement du cyclone consiste à utiliser une forte force centrifuge pour réaliser la séparation du mélange sous rotation à grande vitesse. Par exemple, les cyclones statiques traditionnels utilisent une pression externe pour pousser le mélange d'alimentation vers l'intérieur du séparateur cyclonique à un débit plus élevé. En raison du mouvement tangentiel du mélange le long du cyclone, cela entraîne le déplacement du liquide le long du corps cylindrique. La paroi tourne et est communément appelée vortex externe.

Les particules situées dans le vortex externe sont soumises à une force centrifuge. Si leur densité est supérieure à celle du liquide environnant, la force centrifuge qu'elles reçoivent augmente. Dès que la force centrifuge dépasse la résistance liquide due au mouvement, les particules surmontent cette résistance. La paroi se déplace dans la direction de la paroi et se sépare du liquide environnant. Les particules proches de la paroi de l'appareil sont poussées vers le bas le long de la paroi par le liquide situé au-dessus du cyclone.

La suspension est collectée près de la sortie inférieure et devient une suspension épaissie, qui est ensuite évacuée par la sortie inférieure. Le liquide séparé continue à descendre et pénètre dans la section conique. À mesure que le diamètre intérieur du cyclone hydraulique diminue progressivement, la vitesse de rotation du liquide augmente. En raison de la répartition inégale de la pression radiale du liquide lors de la formation des courants tourbillonnaires, plus on s'approche de l'axe, plus la distance par rapport à l'axe diminue, jusqu'à atteindre pratiquement zéro.

En termes simples, le principe repose sur la centrifugation rotative, avec un taux de déshydratation compris entre 40 et 50 %, principalement en fonction de la pression d'entrée durant le fonctionnement de la station à cyclones, ce qui influe directement sur l'effet de déshydratation du convoyeur à bande sous vide. Le cyclone repose essentiellement sur la force centrifuge pour réaliser la concentration et la classification de la boue. Dans le cas des cyclones à gypse, l'accent est mis principalement sur la déshydratation primaire. La boue issue de la tour d'absorption est envoyée vers le séparateur à cyclones pour gypse afin de procéder à sa concentration et à la classification des particules ; le liquide clair en excès est renvoyé à la tour d'absorption, tandis que le flux concentré issu du fond est acheminé vers le convoyeur à bande sous vide pour la déshydratation du gypse. La teneur en solides du liquide de surverse du séparateur à cyclones pour gypse se situe généralement entre 1 % et 3 % (en masse), et les particules solides sont très fines. Elles servent principalement d'absorbants pour les réactions incomplètes, telles que les petits cristaux de gypse. Les premières continuent à participer aux réactions de désulfuration, tandis que les secondes croissent grâce aux noyaux cristallins présents dans le bassin cristallisant, ce qui influence la formation de gros cristaux au stade suivant. La teneur en solides du flux de fond issu du séparateur à cyclones se situe habituellement entre 45 % et 50 % (en masse), et la phase solide est constituée principalement de cristaux grossiers de gypse. L'objectif du convoyeur à bande sous vide est d'éliminer l'eau libre présente entre ces grains de grande taille.

Pendant le fonctionnement du cyclone, en raison de la différence de taille des particules entre les particules grossières et fines dans la boue, les particules minérales pénètrent dans la coque du cyclone hydraulique par la conduite d'alimentation sous pression. Sous l'effet de la force centrifuge, les particules grossières descendent avec la boue et sont finalement évacuées par l'orifice de décantation, tandis que les particules fines montent avec le flux de boue et s'évacuent par la conduite de trop-plein. Pendant le fonctionnement, les particules minérales dévient de la direction d'écoulement du champ d'écoulement sous l'action de la force centrifuge et subissent un mouvement rotatif intense. Sous l'effet de l'érosion sévère de la boue traitée, la paroi du cyclone hydraulique est frappée et frottée par les particules minérales, ce qui entraîne de graves problèmes d'usure.

Méthode : L'usure et la résistance à l'usure des hydrocyclones ont toujours suscité un grand intérêt. Afin de résoudre le problème de l'usure sévère des hydrocyclones, l'utilisation de matériaux résistants à l'usure constitue l'une des principales solutions pour atténuer ce problème. À l'heure actuelle, les matériaux résistants à l'usure couramment utilisés incluent le caoutchouc, la fonte d'alliage, la pierre moulée, etc. Les méthodes couramment adoptées pour remédier à l'usure intense des parois des hydrocyclones consistent à revêtir l'intérieur du cyclone de caoutchouc ou de fonte, ou à appliquer des abrasifs résistants à l'usure, ou encore à fabriquer l'intégralité du cyclone en caoutchouc résistant à l'usure afin d'améliorer la résistance à l'usure de ses parois. Lors du choix et de l'achat d'un hydrocyclone, il convient de prêter attention à sa résistance à l'usure. Par exemple, les équipements miniers peuvent proposer des doublures et des bagues en caoutchouc, qui offrent une excellente résistance à l'usure et permettent ainsi de renforcer considérablement la résistance à l'usure des hydrocyclones.