The Journal of Engineering and Exact Sciences – jCEC, Vol. 07 N. 03 (2021) journal homepage: https://periodicos.ufv.br/ojs/jcec ISSN: 2527-1075 1 Optimization of hydrocyclon for phosphatic rock separation using CFD Otimização de hidrociclones para separação de rocha fosfática via CFD Article Info: Article history: Received 2021-05-04 / Accepted 2021-08-13 / Available online 2021-08-13 doi: 10.18540/jcecvl7iss3pp12779-01-11e Felipe Orlando da Costa ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1973-8350 Federal University of Lavras, Brazil E-mail: felipeorlandodacosta@gmail.com Felipe Leonardo Barcelos Mateus ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6015-4795 Federal University of Lavras, Brazil E-mail: felipe.lb.mateus@gmail.com Irineu Petri Júnior ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5638-0370 Federal University of Lavras, Brazil E-mail: irineupetri@gmail.com Resumo Hidrociclones são equipamentos utilizados para a separação de sólido-líquido e líquido-líquido, através do fluxo centrífugo. A rocha fosfática é uma matéria-prima essencial para as indústrias de fertilizantes fosfatados, sendo que uma das etapas do beneficiamento desse minério é a concentração desse material utilizando os hidrociclones, devido a sua robustez e baixo custo de operação. Este trabalho utilizou da fluidodinâmica computacional para estudar modelos multifásicos para representar o escoamento multifásico do hidrociclone e possíveis modificações na geometria deste equipamento para otimizá-lo. Três modelos multifásicos foram estudados: Euleriano-Lagrangiano, Euleriano-Euleriano, e Modelo Mixture. Para otimizar o processo de separação e reduzir custos operacionais, foram propostas 11 modificações na geometria do HC11, denominadas B1, B2, B3, C1, C2, C3, D1, D2, E1, E2 e E3, sendo as 8 primeiras mudanças no vortex finder e as 3 últimas a adição de uma parede na região de formação do air core. A geometria e a malha foram geradas no software GAMBIT ® e a simulação foi realizado no software FLUENT ® 19.2. Para comparar a eficiência dos modelos multifásicos foram utilizadas as eficiências individuais e globais de coleta e valores experimentais da literatura. O modelo Mixture apresentou o menor erro relativo, e foi utilizado nas simulações seguintes. Os parâmetros avaliados para medir a otimização do HC11 foram a queda de pressão (ΔP), a razão de líquido (RL) e a eficiência global (η). Os resultados foram comparados com o valor encontrado nas simulações do HC11 para avaliar a otimização. Verificou- se que as modificações B2. B3 e D1 melhoraram todos os parâmetros avaliados, otimizando o processo de separação e reduzindo os custos de energéticos envolvidos na operação. Palavras-chave: vortex finder, air core, eficiência global Abstract Hydrocyclones are equipment for the separation of solid-liquid and liquid-liquid mixtures through the centrifugal flow. The phosphate rock is an essential raw material to the industry of phosphate fertilizers. The mineral needs to be concentrated in its processing, and this can be done through hydrocyclones, considering its robustness and low operation costs. This work aimed to use the computational fluid dynamics to study different multiphase models to represent the hydrocyclones, as well as modifications to its geometry to increase its efficiency. Three multiphase models were studied in order to analyze their efficiency in simulating the separation through hydrocyclones: Eulerian-Lagrangian, Eulerian-Eulerian, and Mixture Model. In order to optimize the separation