کانسنگ استخراجی از معدن طلای آقدره به منظور آزادسازی مطلوب فلز طلا، در کارخانه فرآوری مورد خردایش قرار می گیرد. طبقه بندی ذرات با استفاده از هیدروسیکلون ها انجام می شود. استحصال طلا با استفاده از فرآیند لیچینگ و با روش سیانوراسیون داخل مخازن همزن دار صورت می گیرد. در این تحقیق، بهینه سازی مدار خردایش این کارخانه با هدف کاهش ابعاد محصول نهایی (p_80)از 70 میکرون به کمتر از 50 میکرون با ظرفیت موجود و با رویکرد توجه به فرآیند لیچینگ با روش مدلسازی و شبیه سازی توسط نرم افزار modsim انجام شد. با انجام دو مرحله نمونه گیری از جریان های مختلف مدار خردایش، داده های توزیع دانه بندی با استفاده از نرم افزار norbal موازنه جرم شدند. سپس از نرم افزار modsim، برای کالیبراسیون مدل ها و شبیه سازی مدار استفاده شد. شبیه سازی مدار خردایش با قطر داخلی سرریز و قطر داخلی ته ریز بترتیب با اندازه 82 و 70 میلیمتر، با تعداد 6 سیکلون فعال و افزایش درصد حجمی بار داخل آسیای نیمه خودشکن از 21 درصد به 35 درصد با درصد حجمی بار گلوله 10 تا 12 درصد، انجام شد که p_80 به 9/50 میکرون کاهش یافت. نتایج شبیه سازی برای دو نوع مدار آسیاکنی جدید با اضافه نمودن آسیای گلوله ای پیشنهادی نشان داد که p_80 را می توان تا 4/40 میکرون و 6/41 میکرون به ترتیب برای مدارهای پیشنهادی اول و دوم کاهش داد. بر اساس هزینه های سرمایه ای و عملیاتی، می توان نتیجه گرفت که مدار پیشنهادی دوم یک گزینه مناسب برای اصلاح فلوشیت آسیاکنی کارخانه است.

پس از خردایش ذرات در مراحل مختلف فرآوری مواد معدنی، طبقه بندی محصول در هر مرحله، از مهمترین اقدامات می باشد که توسط سرندها انجام می شود. با توجه به هزینه بر بودن، وقت گیر بودن فرآیند سرندکردن و کمبود اطلاعات پایه ای در ارتباط با آن، بخصوص در مقیاس صنعتی، مدل سازی و پیش بینی دانه بندی ذرات با روش های عددی راه حل مفیدی خواهد بود. از روش های عددی که برای مدل سازی رفتار مکانیکی ذرات استفاده می شود، روش جزء گسسته می باشد. روش جزء گسسته یکی از این رویکردهای عددیست که برهم کنش های بین ذرات و حرکت آنها را محاسبه می نماید. در این تحقیق نتایج مدلسازی و شبیه سازی حرکت و طبقه بندی مواد در سرندها با روش جزء گسسته و در محیط نرم افزارpfc3d (particle flow code in 3 dimensions) ارائه می شود. در ابتدا شبیه سازی های جزء گسسته برای یک سرند موزی شکل 3 صفحه ای کوچک مقیاس با هدف مطالعه و بررسی تأثیر شرایط عملیاتی و طراحی (هندسه) سرند بر روی عملکرد طبقه بندی انجام شد. سپس سرند صنعتی موزی شکل ? صفحه ای دو طبقه طراحی و بررسی گردید. نتایج نشان داد که کاهش دامنه و فرکانس ارتعاش سرند و همچنین کاهش شیب صفحات سرند باعث افزایش کارایی سرند می گردد. به منظور اعتبارسنجی پیش بینی ها در شبیه سازی های انجام شده در این تحقیق، نتایج به دست آمده با نتایج گزارش شده قبلی در منابع مقایسه شدند که این مقایسه، صحت شبیه سازی انجام گرفته در این تحقیق را نشان می دهد.

هدف پژوهش حاضر بهینه سازی مدار آسیای گلوله ای کارخانه فسفات اسفوردی با استفاده از برنامه bmcs تحت matlab می باشد. این نرم افزار بهینه ساز بر پایه شبیه ساز توسط اکبر فرزانگان توسعه داده شده است و قابلیت بهینه سازی مدارهای خردایش را با استفاده از الگوریتم ژنتیک دارا می باشد. پس از بررسی کارخانه فرآوری فسفات اسفوردی، مشخص گردید که مشکل عمده موجود در مدار، ذرات نرمه با عیار بالای آهن در ته ریز هیدروسیکلون در مدار خردایش است که در اثر بیش آسیاکنی این ذرات، در مدار فلوتاسیون که پس از مدار خردایش قرار دارد، مشکلات اساسی ایجاد می شود. بنابراین، هدف از بهینه سازی مدار خردایش، بهبود خردایش در آسیای گلوله ای و نیز افزایش بازدهی جدایش در هیدروسیکلون قرار گرفت. به منظور بهینه سازی مدار خردایش که شامل آسیای گلوله ای و هیدروسیکلون در مدار بسته می باشد، ابتدا از مدار در حالت یکنواخت نمونه برداری انجام شد و پس از کالیبره کردن مدل های مربوطه، با انجام نمونه برداری در مرحله دوم، شبیه ساز اعتبارسنجی شد. بهینه سازی به صورت تک هدفه (برای سرریز و ته ریز به طور جداگانه) و چندهدفه (دستیابی به هر دو هدف به طور همزمان) انجام شد. برای انجام بهینه سازی در مدار، پارامترهای دبی آب و دبی جامد ورودی به مدار خردایش، دبی آب اضافه شونده به ته ریز هیدروسیکلون و دبی آب اضافه شونده به حوضچه اختلاط محصول دو آسیا به عنوان متغیر در نظر گرفته شدند. با انجام شبیه سازی و سپس بهینه سازی مدار، نتایجی در حالات مختلف حاصل شد که انتخاب هر یک از این نتایج به اثر اقتصادی آن تغییر بر مدار و همچنین عملکرد کارخانه بستگی دارد. بهترین حالت بهینه در این پژوهش انتخاب قطر سرریز برابر ????? سانتی متر و قطر ته ریز برابر ????? سانتی متر است. در این حالت لازم است که دبی جامد ورودی به آسیای میله ای ?? تن در ساعت با درصد جامد ?????، دبی آب اضافه شونده به ته ریز هیدروسیکلون برابر ?? تن در ساعت و دبی آب اضافه شونده به خوراک هیدروسیکلون برابر ???? تن در ساعت تنظیم شود.

در این پژوهش، ابتدا مطالعات کتابخانه ای در مورد ساختار، کاربرد، رفتار و مدل سازی آسیاهای میله ای انجام شد. سپس برنامه شبیه سازی آسیای میله ای بر پایه سه رویکرد به عنوان یک ماژول جدید به bmcs (bmcs-based modular comminution simulator) اضافه شد. برای اعتبارسنجی نرم افزار، مطالعه موردی در خصوص آسیای میله ای کارخانه اسفوردی انجام شد. عملیات نمونه گیری در دو مرحله انجام شد که در نتیجه دو مجموعه داده به دست آمد. از مجموعه اول داده ها برای کالیبراسیون مدل ها استفاده شد. در فرآیند کالیبراسیون، از دو ابزار الگوریتم ژنتیک و نرم افزار(numerical grinding optimization tools in c) ngotc بهره گیری شد. پس از کالیبراسیون مدل ها، با استفاده از مجموعه دوم داده ها مدل ها و برنامه شبیه ساز آسیای میله ای bmcs مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی و داده های واقعی، فرآیند شبیه سازی را مورد تأیید قرار داد. نتایج حاصل از مدل های مختلف با هم مقایسه شد و مورد تحلیل قرار گرفت. انجام این پژوهش زمینه لازم را برای بهینه سازی مدارهای خردایش شامل آسیای میله ای از جمله مدار خردایش کارخانه اسفوردی فراهم کرده است.

با توجه به گسترش صنایع در عصر حاضر و افزایش هزینه های موجود از جمله انرژی و همچنین رقابت شدید برای تهیه محصول با کیفیت بالا و برآورد نیاز بازار، سبب شده است تا مهندسان فرآوری همواره به دنبال شیوه هایی جهت بهینه سازی فرآیند تولید باشند. یکی از بهترین و ارزانترین این روش ها برای نیل به این هدف، شبیه سازی رایانه ای فرآیند است. در صنعت در مراحل متعددی نیاز به طبقه بندی مواد است. طبقه بندی به روش های متنوعی انجام می شود. از سرندها برای طبقه بندی مواد نسبتاً درشت استفاده می شود. زیرا با کاهش ابعاد ذرات بازدهی عملیات سرند کردن کاهش پیدا می کند. با توجه به اینکه وجود سرندها در اکثر مراحل فرآوری لازم است بدست آوردن مدلی مناسب برای سرندها لازم است. دراین تحقیق ماژول سرند چند طبقه به عنوان ماژول جدید به برنامه bmcs اضافه شده است. مدل استفاده شده برای شبیه سازی، مدل ارائه شده توسط کارا است. مدل کارا بر اساس ظرفیت سرند برای عبور مواد دانه ریز نسبت به مساحت سرند است. الگوریتم شبیه سازی برای حل مسئله در محیط bmcs به طور کامل تشریح شده است. برای تعیین صحت برنامه نوشته شده، برنامه با یک سری داده مورد آزمایش قرار گرفت. مقایسه بین نتایج مدلسازی و نتایج ارائه شده در مقاله کارا و نرم افزار modsim درستی مدل ریاضی استفاده شده در محیط bmcs را تأیید می کند.

آسیای کارخانه ی طلای زرمهر یک آسیای گلوله ای تر با طول ??? و قطر ??? متر است. در این تحقیق با مدل سازی این آسیای گلوله ای سعی بر آن شده تا با شبیه سازی درست و دقیق و تعیین پارامترهای آسیا به مدلی دقیق از آن دست پیدا کرد تا اگر در آینده نیاز به افزایش یا تغییر در خوراک آسیا بود بتوان بدون نیاز به کار تجربی و توقف آسیا و کارخانه، با توجه به مدل آسیا تغییرات به وجود آمده در خوراک را بررسی کرد. همچنین شبیه سازی در بهینه سازی رفتار آسیا نیز می تواند کمک موثری باشد. حداکثر ابعاد گلوله مورد نیاز که از متوسط سه رابطه تجربی به دست آمد، 90 میلی متر محاسبه شد. به منظور تعیین پارامترهای بهینه آسیا برای تولید محصول مطلوب از شبیه سازهای ®bmcs و modsim استفاده شد. به منظور مدلسازی و شبیه سازی نیاز به پارامترهایی از جمله توابع توزیع شکست و انتخاب، توزیع زمان اقامت آسیا، تناژ و درصد جامد خوراک ورودی، دانه بندی خوراک و محصول آسیا بود. پس از نمونه برداری از خوراک و انجام آزمایش های خردایش در آزمایشگاه و تعیین ماتریس تابع توزیع شکست مشخص شد که تابع شکست همسان شونده نمیباشد. زمان اقامت متوسط آسیا با استفاده از 3 نرم افزار rtdwen? rtdboth و اکسل محاسبه شد، که با توجه به برازش مناسب در نرم افزار rtdboth مقدار آن ???5 دقیقه به دست آمد. تابع انتخاب برای چند سری نمونه گیری از آسیا با استفاده از نرم افزار ® ngotcنسخه ??? به دست آمد. نتایج حاصل از تأثیر ابعاد گلوله بر تابع انتخاب نشان داد که در قطر گلوله ?? میلی متر بیشترین نرخ خردایش ذرات حاصل می شود. شبیه سازی عملکرد آسیا با نرم افزار ®bmcs و modsim انجام شد که نتایج نشان می دهد شبیه سازی با ®bmcs در مورد دبی ها به واقعیت نزدیکتر است. در مورد دانه بندی جریان ها، نتایج ®bmcs در مورد آسیا و نتایج modsim در مورد هیدروسیکلون ها به واقعیت نزدیکتر است. بررسی نتایج شبیه سازی با ®bmcs نشان میدهد تغییرات محتوای جامد بین حدود 60 تا 70 درصد تاثیر قابل ملاحظه ای بر دانه بندی محصول ندارد ولی با محتوای جامد حدود 60 درصد عملکرد فرآیند طبقه بندی بهبود می یابد.

تحقیق حاضر گزارش بهینه سازی عملکرد مدار سنگ شکنی کارخانه فرآوری سرب و روی ایرانکوه است. این کارخانه دارای دو مدار سنگ شکنی با ظرفیت های ?? و ?? تن بر ساعت می باشد که به ترتیب خوراک خطوط یک و دو فلوتاسیون کارخانه را تأمین می کنند. بنابر تصمیم مدیریت کارخانه برای افزایش ظرفیت کارخانه، مدار سنگ شکنی خط دو می بایست برای تولید ?? تن بر ساعت محصول با ابعاد ذرات کوچکتر از ? میلی متر بهینه سازی گردد. بدین منظور پس از بازدید فنی از مدار و گردآوری اطلاعات مربوط به واحد ها و شرایط عملیاتی مدار، نمونه برداری از جریان های موردنظر و آنالیز سرندی نمونه ها انجام شد. نتایج آنالیز سرندی برای برازش مدل های واحدها در نرم افزار شبیه سازی مدارهای کانه آرایی (modsim) مورد استفاده قرار گرفت. سپس شبیه سازی هایی به منظور اعتبارسنجی مدل ها و ارزیابی شرایط کنونی مدار و بهینه سازی شمای عملیات مدار به منظور رسیدن به ظرفیت ?? تن بر ساعت و محصول نهایی با ابعاد ذرات کوچکتر از ? میلی متر، انجام گرفت. بر اساس نتایج شبیه سازی ها، با شمای عملیات کنونی مدار، می توان به ظرفیت حداکثر ?? تن بر ساعت با ابعاد کنونی محصول نهایی، و به ظرفیت حداکثر ?? تن بر ساعت محصول نهایی با ابعاد ??? درصد کوچکتر از ? میلی متر دست یافت. شبیه سازی ها همچنین نشان داد که موانع اصلی افزایش ظرفیت مدار، اولاً محدودیت ظرفیت سنگ شکن های مرحله سوم و ثانیاً محدودیت ظرفیت سنگ شکن های مخروطی مرحله دوم می باشد. بر این اساس برای رسیدن به اهداف بهینه سازی، شبیه سازی هایی با شماهای عملیات جایگزین انجام و دو شمای عملیات سنگ شکنی سه و چهار مرحله ای پیشنهاد گردید.

کارخانه ی سیمان مازندران دارای دو خط تولید می باشد که برای خردایش کلینکر در بخش پایانی مدار، ? آسیای لوله ای دوخانه ای بکار گرفته شده است. آسیاها در مدار بسته با یک جداکننده ی هوایی قرار دارند. مدار شماره ? خردایش کلینکر، به تولید سیمان صادراتی اختصاص داده شده است، ظرفیت ورودی به این مدار ??? تن در ساعت است، که با ظرفیت طراحی شده برای این مدار اختلاف دارد ( ظرفیت اولیه مدار ??? تن در ساعت بوده است که به مرور زمان کاهش یافت )، در این تحقیق سعی شد تا با استفاده از شبیه سازی به این موضوع پرداخته شود که به چه میزان می توان به افزایش ظرفیت ورودی پرداخت تا جائیکه به کیفیت محصول نهایی لطمه ای وارد نشود و بلین دانه های سیمان در حد استاندارد باقی بماند (حد پائین برای این نوع سیمان طبق استاندارد aashto و astm???? cm2/gr است)؛ برای شبیه سازی مدار خردایش پایانی، نمونه های بسیاری از جریان های موجود در مدارها برداشته شد. همچنین از داخل آسیاها و در امتداد محور طولی، از نقاط با فاصله ی یکسان از یکدیگر، نمونه برداری شد. سپس دانه بندی نمونه ها با استفاده از آنالیز سرندی و پراش سنجی لیزری به دست آمد و به همراه دبی جریان های مختلف موازنه جرم شدند. اندیس کار باند و تابع شکست نمونه ی بار ورودی به آسیا (مخلوط کلینکر، پوزولان و گچ) در آزمایشگاه تعیین شد. از این داده ها برای کالیبراسیون مدل های مورد استفاده در شبیه سازی استفاده شد. برای شبیه سازی مدارها از نرم افزار bmcs که قادر است مدارهای مختلف خردایش را شبیه سازی کند استفاده گردید. برنامه ی bmcs در شبیه سازی آسیای گلوله ای از مدل موازنه جمعیت برای توصیف ریاضی فرآیند شکست و مدل مخازن به دنبال هم برای توصیف ریاضی توزیع زمان ماند و در شبیه سازی دیافراگم میانی و جداکننده هوایی از مدل وایتن برای توصیف ریاضی منحنی کارآیی جدایش استفاده می کند. پارامترهای مدل وایتن نیز با استفاده از جعبه ابزار الگوریتم ژنتیک نرم افزار matlab تعیین شد. همخوانی نزدیک نتایج شبیه سازی و داده های واقعی نشان دهنده دقت نمونه برداری، مدل های مورد استفاده و کالیبراسیون آن ها است. در انتها با تغییر پارامترهای مختلف و شبیه سازی های جدید بر اساس این پارامترها، شرایط بهینه آسیا تعیین شد و پیشنهاد گردید تا ظرفیت به ??? تن در ساعت ارتقا پیدا کند.

تحقیقات نشان داده است که اختلاط در ستون فلوتاسیون کاهش بازیابی ماده معدنی را در پی دارد. در کار حاضر با استفاده از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی تاثیر نسبت طول به قطر ستون و تیغه گذاری بر اختلاط محوری در ستون فلوتاسیون به صورت دو فازی بررسی شده است. به این منظور از نرم افزارهای گمبیت و فلوئنت برای شبکه بندی و انجام محاسبات استفاده شده است. میدان محاسباتی ستونی با مقطع دایره ای شکل به طول 2/3 متر و قطر 10 سانتی متر است. به منظور کاهش حجم محاسبات و ساده سازی مساله ستون از ابتدا پر از آب فرض شده که هوا از سطح جانبی یک حباب ساز به طول 15 و قطر 1 سانتی متر وارد آن می شود. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی، یک سری آزمایشات تجربی با شرایط یاد شده در آزمایشگاه کانه آرایی دانشگاه کاشان انجام گرفته است. بررسی های عددی و تجربی نشان دادند که استفاده از هندسه سه بعدی برای شبیه سازی جریان در ستون فلوتاسیون لازم است. بنابراین شبیه سازی سه بعدی با مدل دو فازی اولرین برای ستون بدون تیغه و نیز ستونی با تیغه ای عمود بر مقطع آن به طول 8/2 متر و ضخامت 4/0 سانتی متر انجام گرفت. مقادیر فشار روی دیواره در ارتفاع 2/0 و 6/2 متری ستون بدون تیغه با مقادیر اندازه گیری شده در آزمایش تجربی مقایسه و صحت آنها با خطای کم تر از 6/0% محرز شد. مقایسه نتایج شبیه سازی مربوط به ستون با تیغه و بدون تیغه نشان داد که تیغه گذاری سرعت محوری آب را حداکثر تا 17% کاهش می دهد و به دنبال آن اختلاط محوری کاهش می یابد. هم چنین بررسی شبیه سازی های انجام شده برای ستون هایی با نسبت طول به قطر 5 و 10 نشان داد که هر چه نسبت طول به قطر ستون کم تر باشد، اختلاط محوری بیشتر بوده و تیغه گذاری در کاهش آن موثرتر خواهد بود.