شبیه سازی دینامیکی فلوتاسیون کانسنگ سولفیدی مس و سرب و روی
چکیده
هدف از انجام این تحقیق، بررسی رفتار دینامیکی متغیرهای مدار فلوتاسیون و به تبع آن، پیش بینی لحظه ای مقادیر آنها به ازای تغییرات ایجاد شده در خوراک ورودی به مدار می باشد. در شرایط عملیاتی یک فرایند فلوتاسیون، مقادیر دبی و عیار فلزات موجود در کانسنگ خوراک مدار در هر لحظه ثابت نبوده و تغییراتی در آنها ایجاد می شود. از اینرو برای مدلسازی متغیرهای مذکور نمی توان از مدل های حالت پایدار استفاده نمود. زیرا نتایج حاصل از آنها به حالت ایده آل فرایند نزدیک بوده و از طریق آنها نمی توان تغییرات ایجاد شده در مقادیر دبی و عیار جریان های باطله و کنسانتره را توجیه نمود. در این تحقیق، روشی برای مدلسازی و شبیه سازی رفتار دینامیکی فرایند فلوتاسیون ارائه شده است. بدین منظور، برای مدلسازی رفتار دینامیکی سیستم های درون مدار از تئوری رایج شناسایی سیستم استفاده شده و این کار از طریق محیط واسط گرافیکی کاربر (gui) جعبه ابزار شناسایی سیستم نرم افزار متلب انجام شده است. در پایان با استفاده از محیط سیمولینک این نرم افزار، پاسخ مدار به ازای ایجاد هر گونه تغییراتی در متغیرهای دبی و عیار خوراک پیش بینی شده است. با توجه به آنکه قبل از مدلسازی فرایند بایستی از برقرار بودن موازنه جرم مدار اطمینان حاصل نمود، در این تحقیق موازنه جرم درخط مدار با توجه به تاخیرات خالص بین جریان های خوراک-کنسانتره و خوراک-باطله انجام و پس از آن به کار مدلسازی مدار پرداخته شده است. میزان تاخیر خالص دبی در هر یک از جریان های کنسانتره مس، سرب و روی نسبت به خوراک مدار به ترتیب برابر با 21، 31 و 40 دقیقه بوده و موازنه جرم درخط مدار بر اساس آنها انجام شده است. برای مدلسازی سیستم های درون مدار از ساختار مدل های خطی arx و armax استفاده شد. اکثر مدل های بدست آمده از دقت بالایی برخوردار بوده و قادر به شبیه سازی رفتار دینامیکی فرایند می باشند. بر اساس نتایج حاصل از شبیه سازی پاسخ مدار فلوتاسیون، کاهش 10% دبی خوراک مدار منجر به افزایش 2128/12% دبی کنسانتره مس، کاهش 7354/28% دبی کنسانتره سرب و افزایش 7695/10% دبی کنسانتره روی شده است. همچنین تغییرات اندک مقدار دبی خوراک منجر به تغییرات قابل ملاحظه ای در مقدار دبی کنسانتره سرب و روی (که به عنوان محصول میانی مدار می باشد) گردید. حداکثر زمان لازم جهت رسیدن به حالت پایدار در هر یک از جریان های کنسانتره مس، سرب و روی به ترتیب برابر با 220، 580 و 150 دقیقه بوده و ایجاد تغییراتی در دبی خوراک در بازه زمانی کمتر از مقادیر فوق سبب ناپایدار شدن فرایند می گردد. افزایش 20% عیار مس خوراک نیز سبب افزایش 7028/4% عیار مس کنسانتره گردیده و زمان لازم جهت رسیدن به حالت پایدار در این جریان برابر با 210 دقیقه بدست آمد. با افزایش 5% عیار سرب خوراک، عیار سرب در هر یک از کنسانتره های مس و سرب به ترتیب برابر با 7107/2% و 5242/1% افزایش یافته و به ترتیب پس از طی زمانی برابر با 30 و 370 دقیقه به شرایط پایدار رسیده اند. همچنین کاهش 10% عیار روی خوراک منجر به کاهش 7936/37% عیار آن در جریان کنسانتره روی گردیده و پس از 1050 دقیقه به شرایط پایدار رسیده است.