بخشی از مقاله
چکیده
آسیای گلولهایخط چهارم تولید کنسانتره - پلیکام - مجتمع معدنی و صنعتی گل گهر برای خردایش مواد قبل از جداکننده های مغناطیسی شدت متوسط استفاده میشود. خوراک ورودی به این آسیا دارای dR80Rمعادل 4/8 میلی متر و محصول آن دارای dR80R معادل 310 میکرون و تناژ ورودی 450 تن بر ساعت است. هدف از این تحقیق،شبیهسازی محص ول این آسیا است.برای این کار از نرم افزار MODSIMو مدل MILLبرای آسیا استفاده گردید. توابع انتخاب و شکست و همچنین توزیع زمان ماند پارامترهای اصلی شبیهسازی در نرمافزار MODSIMهستند. برای تعیین تابع انتخاب و شکست خوراک آسیا بعد از نمونه گیری از نوار نقاله خوراک، از نرمافزار - Breakage Function Distribution Software - BFDSاستفاده شد.
برای اندازه گیری توزیعزمانماندذرات در داخل آسیا، هیدروکسید سدیمبه خوراک آن به صورت آنی اضافه شد. سپس از محصول آسیا به طور پیوسته نمونه گیری - معیار تغییر مقدار - pH انجام و با استفاده از نرم افزار - RTD - residence time distribution، این مقدار 9 دقیقه بدست آمد. با وارد کردن مشخصات جریانهای خوراک و آب اضافه شده به آسیا و پارامترهای لازم برای مدل،شبیهسازی محصول انجام شد. مقایسه نتایج بدست آمده از نرم افزارMODSIMو نتایج واقعی نشان داد خطای شبیهسازی ناچیز است.
کلمات کلیدی:شبیهسازی، تابع انتخاب و شکست، توزیع زمان ماند، MODSIM
مقدمه:
آسیا کنی مواد در فرآوری مواد معدنی یک از پرهزینهترین مراحل به شمار می رود به طوریکه حدود%70 انرژی مصرفی را به خود اختصاص میدهد. محصول خروجی از آسیاها نقش مهمی در فرآیندهای پاییندستی خود ایفا میکنند. از عواملی که بر دانهبندی محصول خروجی تأثیرگذار هستند میتوان به مشخصات خوراک ورودی - دانهبندی و.. - و آسیا - درصد گلوله، نوع آستر و... - اشاره کرد.[1]خط چهارم تولید کنسانتره - پلیکام - در شرکت صنعتی و معدنی گل گهر برای تولید کنسانتره مگنتیتی تأسیس شده است . در مدار این کارخانه مواد در بخش آسیا کنی، ابتدا وارد یک آسیای غلتکی فشار بالا شده و سپس خروجی آن برای خردایش بیشتر وارد آسیای گلولهای میشود.
خوراک ورودی به این آسیا دارای dR80Rمعادل 5 میلیمتر است که بعد از خردایش به دانهبندی با dR80Rمعادل 320 میکرون میرسند.با رشد روزافزون علم و تولید نرمافزارهای مختلف به ویژه در صنعت فرآوری، جریانها و تجهیزات مربوطه با سهولت بیشتری نسبت به گذشته شبیهسازیمیشود. نرمافزارMODSIM از جمله این نرمافزاراست که با دراختیار قرار دادن امکانات مناسب در اختیار کاربران امکان شبیهسازی را فراهم میآورد. نسخه آزمایشی این نرمافزار به صورت رایگان در اختیار همگان قرار داده شده است. محیط سادهی آن، کار کردن با آن را برای کاربران به آسانی فراهم میسازد. در این نرمافزارمدلهای مختلف برای شبیهسازیتجهیزات موجود هست.[2]
روش انجام تحقیق
اولین کار رسم آسیای گلولهای و جریانهای ورودی و خروجی به آن است. این کار با استفاده از امکانات نرمافزار در محیط کاری آن - شکل - 1 انجام شد. خوراک ورودی به این آسیا در حال حاضر 450 تن بر ساعت است که با درصد جامد 70 درصد کار میکند. سایر مشخصات این آسیا در جدول 1 آورده شده است.در ادامه پس از نمونهگیریاز خوراک ورودی به ُآسیا ، توزیع دانهبندی آن تعیین شد . مدل استفادهشده برای آسیا در نرمافزارMODSIM، مدل MILLبود. در این مدل، پارامترهای مربوط به تایع انتخاب و شکست و همچنین توزیع زمان ماند لازم است که وارد شوند. تابع شکست در این مدل به صورت زیر است:
که در آن: xو y به ترتیب اندازه محصول و اندازه اولیه میباشند. پارامترهایو مدل هستند. مدلی که برای بیان تابع انتخاب به کار می رود توسط آستین پیشنهاد شده است. براساس این مدل مقدار تابع انتخاب تا یک محدوده ابعادی افزایش و پس ازآن تابع انتخاب کاهش مییابد. آستین تغییر نرخ شکست با اندازه ذرهرا به صورت زیر ارائه کرده است:
در رابطه فوق، اندازه ذره بر حسب میلیمترو نرخ شکست برحسب - minP-1P - است. پارامترهای این تابع را از نمودار شکل 2 میتوان بدست آورد.[3]
-1-2 تابع شکست و انتخاب
تابع شکست وابسته به مشخصات ماده است و در واقع نرخ خردایش مواد را نشان میدهد . درحالیکه تابع انتخاب بیشتروابسته به ویژگیهای آسیا هست. برای تعیین این توابع مقدار از نمونه را برداشته به طوریکه بیش از %95 آن بالاتر از سرند 8 میلیمتر بود. این مواد در آسیای آزمایشگاهی در زمانهای مختلف تحت خردایش قرار گرفت. سپس مواد را در هر مرحله با استفاده از سری سرندی موجود، سرند شدند. سپس مواد را دوباره داخل آسیا ریخته، این کار تا زمانی که مقدار مواد باقیمانده روی سرند اول به حدود %50 رسید ادامه پیدا کرد . برای تعیین توابع انتخاب و شکست از نرمافزارBFDSاستفاده شد. با وارد کردن اندازه سرندها، دانهبندی هر مرحله و زمانهای خردایش در این نرمافزار این توابع مشخص شدند. پارامترهای تابع انتخاب نیز از شکل 2 تعیین شدند.
-2-2 توزیع زمان ماند
در مرحله بعد تحقیق، توزیع زمان ماند مواد در آسیا تعیین گردید. این کار با حل کردن 125 کیلوگرم سدیم هیدروکسید در آب و سپس ریختن این مقدار به صورت ضربهای در ورودی آسیا و اندازهگیریpHپالپ خروجی در طول زمان، انجام شد. تجزیه، تحلیل و برازش دادهها به کمک نرمافزارRTDکه تحت نرمافزارMicrosoft Excelکار میکند، انجام شد.
