بهینه‌سازی عملکرد هیدروسیکلون اولیه کارخانه فسفات اسفوردی با روش شبیه‌سازی و جستجوی ژنتیک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان

2 دانشگاه تهران

چکیده

هیدروسیکلون یکی از مهم­ترین تجهیزات در صنعت فرآوری مواد معدنی برای جدایش ذرات در ابعاد ریز و با کارایی بسیار بالاست. از آنجا که هیدروسیکلون‌ها به­طور گسترده با آسیاها در مدار بسته به­کار می­روند، بهینه­سازی عملکرد آنها تأثیر مستقیم بر کارایی مدار خردایش خواهد داشت. تعیین بهترین مقادیر عوامل مؤثر بر عملکرد یک هیدروسیکلون مستلزم به کارگیری روش‌های شبیه‌سازی و بهینه­سازی عددی ست. در این پژوهش، شبیه­سازی عملکرد هیدروسیکلون اولیه مدار خردایش کارخانه فسفات اسفوردی با استفاده از نرم­افزار شبیه­ساز BMCS تحت MATLAB انجام گرفته است. در این نرم افزار از مدل تجربی پلیت برای پیش­بینی عملکرد هیدروسیکلون استفاد شده است. از جعبه‌ ابزار الگوریتم ژنتیک (GA Toolbox) برای بهینه کردن متغیرهای ورودی به این مدل استفاده شده است. برای تعیین شرایط عملیاتی بهینه، ابتدا تابع هدف بر اساس توزیع اندازه  مورد نظر در ته­ریز تعریف شد. سپس شبیه‌سازی‌های مکرر عملکرد هیدروسیکلون توسط شبیه­ساز BMCS تحت MATLAB ، با تغییر خودکار متغیرهای ورودی توسط جعبه ابزار جستجوی الگوریتم ژنتیک، انجام شد. نتیجه به دست آمده با روش فوق و پیش­بینی توزیع اندازه مواد در جریان ته­ریز بر پایه شبیه‌سازی‌های مکرر و خودکار توسط برنامه BMCS معرف مقادیر بهینه متغیرهای ورودی می‌باشد. این روش ابزاری قوی برای دستیابی به طراحی بهینه در وضعیت یکنواخت، در پروژه‌های جدید و همچنین کارخانه‌های در حال بهره‌برداری را فراهم ساخته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Performance optimization of primary hydrocyclone of Esfordi phosphate plant through simulation and genetic algorithms

نویسندگان [English]

  • Zeynab Mirzaei 1
  • Akbar Farzanegan 2
1 University of Kashan
2 University of Tehran
چکیده [English]

Hydrocyclone is one of the most important equipments for efficient separation of fine particles in mineral processing industry. Due to high usage of hydrocyclones in closed grinding circuits, optimization of these devices will directly affect the whole operation efficiency. Finding the optimum steady-state values of hydrocyclone's operating parameters in order to achieve the design targets, requires application of simulation and numerical optimization methods. In this paper, optimization of the primary hydrocyclone in ball milling circuit of Esfordi phosphate plant was done by BMCS simulator in Matlab environment. Simulation of hydrocyclone in this software is based on Plitt's model which was used by GA Toolbox in Matlab software for solving the optimization problem. To search for optimum operating condition, first the target function was defined according to desired particle size distribution of underflow stream. Then, repeated simulations of hydrocyclone operation were done by BMCS under Matlab with automatic changing of input variables by GA Toolbox. The search results are considered to be the optimum values of the variables. The described method is a powerful tool to determine the optimum steady-state design for new or existing plants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrocyclone
  • Optimization
  • Genetic algorithms
  • BMCS
[1] Farzanegan; A., 1998, Knowledge-Based optimization of mineral grinding circuits, Ph.D Thesis, McGill University,Canada.

[2] Farzanegan, A. and Vahidipour, S. M., 2009, Optimization of comminution circuits simulations based on genetic algorithms search method, Minerals Engineering, Vol. 22, Issues 7-8, pp. 719-726

 [3] Plitt, L.R., 1976. A mathematical model of the hydrocyclone classifier. CIM Bulletin 69 (776), 114-123.

[4]  King, R. P., 2001.  Modeling and simulation of  mineral processing systems, Butterworth, Heinemann.

[5] Kabirian, A., Olafsson, S., 2007. Allocation of simulation runs for simulation optimization. In: Proceedings of the 2007 Winter Simulation Conference, pp.

363–371.

[6] Carson, Y., Maria, A., 1997. Simulation optimization: methods and applications. In:Proceedings of the 1997 Winter Simulation Conference, pp. 118–126.

[7] سید مصطفی کیا؛ الگوریتم­های ژنتیک در Matlab، انتشارات کیان رایانه سبز، تهران، ویرایش اول 1388.