بهينه¬سازي عملكرد هيدروسيكلون اوليه كارخانه فسفات اسفوردي با روش شبيه¬سازي و جستجوي ژنتيك

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

هیدروسیكلون یكی از مهم¬ترین تجهیزات در صنعت فرآوری مواد معدنی برای جدایش ذرات در ابعاد ریز و با كارایی بسیار بالاست. از آنجا كه هیدروسیكلون‌ها به¬طور گسترده با آسیاها در مدار بسته به¬كار می¬روند، بهینه¬سازی عملكرد آنها تأثیر مستقیم بر كارایی مدار خردایش خواهد داشت. تعیین بهترین مقادیر عوامل مؤثر بر عملكرد یك هیدروسیكلون مستلزم به كارگیری روش‌های شبیه‌سازی و بهینه¬سازی عددی ست. در این پژوهش، شبیه¬سازی عملكرد هیدروسیكلون اولیه مدار خردایش كارخانه فسفات اسفوردی با استفاده از نرم¬افزار شبیه¬ساز BMCS تحت MATLAB انجام گرفته است. در این نرم افزار از مدل تجربی پلیت برای پیش¬بینی عملكرد هیدروسیكلون استفاد شده است. از جعبه‌ ابزار الگوریتم ژنتیك (GA Toolbox) برای بهینه كردن متغیرهای ورودی به این مدل استفاده شده است. برای تعیین شرایط عملیاتی بهینه، ابتدا تابع هدف بر اساس توزیع اندازه مورد نظر در ته¬ریز تعریف شد. سپس شبیه‌سازی‌های مكرر عملكرد هیدروسیكلون توسط شبیه¬ساز BMCS تحت MATLAB ، با تغییر خودكار متغیرهای ورودی توسط جعبه ابزار جستجوی الگوریتم ژنتیك، انجام شد. نتیجه به دست آمده با روش فوق و پیش-بینی توزیع اندازه مواد در جریان ته¬ریز بر پایه شبیه‌سازی‌های مكرر و خودكار توسط برنامه BMCS معرف مقادیر بهینه متغیرهای ورودی می‌باشد. این روش ابزاری قوی برای دستیابی به طراحی بهینه در وضعیت یكنواخت، در پروژه‌های جدید و همچنین كارخانه‌های در حال بهره‌برداری را فراهم ساخته است.

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 hydrocycloneʹs 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 Plittʹs 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.