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SUMÁRIO Paginas 1 – INTRODUÇÃO........... INTRODUÇÃO......................... ......................... ........................ ......................... ......................... ........................ ......................... ............................. ..........................4 ...........4 1.1 – A abordagem baseada em simulação..................................................................... .....4 1.2 – Modelos de operações operações unitárias............... unitárias........................... ......................... ......................... ......................... ............................ ..................6 ...6 2 – CARACTERÍSTICAS GERAIS DO USIM PAC............................................................................8 3 – INSTALAÇÃO INSTALAÇÃO DO USIM PAC ........................ ...................................... ......................... ........................ ......................... ............................. ...........................8 ..........8
4 - CASO 6: UM ESTUDO DE CASO DE CONCEPÇÃO .................................................................9 4.1 – Os objetivos............ objetivos......................... ........................ ........................ ......................... ......................... ......................... ............................. .............................9 ............9 4.2 – A metodologia metodologia ........................ .................................... ........................ ......................... ......................... ............................ ............................ ......................9 ..........9 4.3 – Primeira etapa: entrada de dados ...............................................................................10 4.4 – Segunda etapa: Definição da performance da planta...................................................15 4.5 – Terceira etapa: Design das unidades de equipamento.................................................20 4.6 – Quarta etapa: Custo estimado de capital.................................................................. ...24 5 - REFERÊNCIAS......... REFERÊNCIAS...................... ......................... ......................... ........................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................... .................26 ....26
1 – INTRODUÇÃO Desde 1986, BRGM tem desenvolvido um poderoso software de simulação de processos, USIM PAC (Broussaud 1988; Durance et al. 1993; 1994; Guillaneau et al. 1997, Brochot et al. 2002). É um simulador de interface amigável de estado estacionário que permite aos engenheiros de processamento mineral e cientistas modelar as operações da planta com dados experimentais disponíveis e determinar a configuração ótima planta que atenda as metas de produção. O simulador também pode auxiliar os projetistas de plantas no dimensionamento de operações unitárias necessárias atingir os objetivos de um dado circuito. O pacote de software contém funções que podem manipular dados experimentais, calcular balanços materiais coerentes, tamanhos e configurações de operações unitárias, propriedades físicas dos materiais processados, simular a operação da planta e exibir os resultados em tabelas e graficos.Largamente utilizado no projeto e otimização de plantas industriais, com mais de cento cinqüenta licenças vendidas em trinta países, este software tem sido continuamente melhorado, através de versões sucessivas, para torná-lo mais preciso, poderoso e fácil de usar. Nestes últimos anos tiveram uma evolução significativa nas tecnologias de processamento de minerais, particularmente em hidrometalurgia, bio-hidrometalurgia(Cézac et al. 1999; Brochot et al. 2000) e libertação mineral. Além disso, agora é necessário levar em conta o impacto ambiental em cada etapade um projeto de mineração, incluindo água e consumo de energia, tratamento e eliminação de resíduos(Sandvik et al. 1999; Guillaneau et al. 1999). Esta nova versão do simulador, USIM PAC 3.1, incorpora esses desenvolvimentos modernos.De fato , sua estrutura e ferramentas permitem ao usuário levar em conta,ao mesmo tempo, uma ampla gama de aspectos tecnológicos, econômicos e ambientais(Brochot et al. 2002). As principais características USIM PAC 3.1 serão apresentadas através da descrição das metodologias de projeto e otimização. A importância desses recursos será ilustrada por um exemplo de concepção de uma planta de de tratamento minério de ouro.
1.1 – A abordagem baseada em simulação Modelagem de processos e simulação são usados em todas as fases da vida de uma planta de processamento mineral: do desenvolvimento do processo ate reabilitação do local, incluindo estudos de pré-viabilidade e de viabilidade, projeto de engenharia, comissionamento da planta, operação da planta, e desde o dimensionamento até a entrega da planta. Desde o início, a abordagem baseada em simulação descreve o comportamento e o desempenho da futura planta. Esta descrição será mais e mais precisa devido à capitalização dos conhecimentos adquiridos através de testes de laboratório, campanhas de planta piloto e operação da planta. Há um intercâmbio contínuo entre a realidade e a planta virtual constituída pelo seu simulador de estado estacionário. Um simulador combina os seguintes elementos (ver Figura 1): Um fluxograma que descreve o processo em termos de operações unitáriassucessivas e fluxos de materiais. Este fluxograma encapsula a experiência dosengenheiros responsáveis pelo projeto da planta ou de otimização. Ele pode refletirvários cenários que possam ser comparados com os critérios fornecidos. Ele leva em conta as várias características de planta, como distribuição de reagentes , reciclagem de água ou tratamento de resíduos. Uma definição de fase que descreve os materiais tratados pela planta (matéria-prima, produtos, reagentes, água, resíduos), para que as operações unitárias e desempenho da planta, qualidade de produtos e reagentes (teores e nível do elemento indesejável), caracterização dos resíduos com foco
no impacto ambiental pode ser avaliados. A descrição fase é crítica para analisar e otimizar o processo.Esta afirmação reforça a importância vital de dados de campo e protocolos de amostragem. Um modelo matemático para cada operação unitária. Esse modelo formaliza o conhecimento científico atual sobre a operação unitária, e seu nível de complexidade depende dos dados disponíveis e os objetivos visados (i.e. criação do fluxograma e dimensionamento ou otimização da operação unitária). Os parâmetros do modelo -dimensões, configurações e fatores de calibração - são calculados ou validados a partir de dados de campo Um conjunto de algoritmos é usado para a reconciliação de dados, calibração de modelos, dimensionamento da operação unitária, cálculo do balanço de massa completo, consumo de energia e cálculo do custo de capital. Esses algoritmos são integrados com um conjunto de ferramentas de representação de dados. Como resultado, o simulador da planta constitui um meio de comunicação altamente eficiente entre os diversos fatores que influenciam a operação da planta.
FIGURA 1:Principais funcionalidades de um simulador de estado estacionário Simulação de estado estacionário não compete com simulação dinâmica: não é um nível inferior ou superior de simulação. Enquanto a simulação dinâmica é uma ferramenta essencial para a concepção de estratégias de controle processo e um elemento-chave de sistemas de controle de processo avançados, a simulação de estado estacionário é uma ferramenta essencial para projetar a planta e para o pré-controle da otimização: é adequada para otimizar o projeto do circuito e as dimensões das unidades de equipamentos antes da implementação de um sistema de controle de processo.
FIGURA 2: Janela principal do simulador USIM PAC O simulador oferece uma variedade de ferramentas poderosas em resposta à crescente demanda por uma abordagem global e multi-criteriosa pelos designers de plantas. Ele leva em conta um amplo espectro de critérios de projeto, incluindo: - Critérios econômicos, tais como custo de capital, de reagentes e consumo de energia, qualidade da produção em termos do teor de minerais valiosos ou nível de elementos indesejáveis;
-Aspectos técnicos com a avaliação de várias configurações e tecnologias de processamento, uma
descrição completa e detalhada de todos os fluxos materiais e seu comportamento durante o processo;
- Fatores ambientais, como consumo de água e reciclagem, a produção de poluentes ou de tratamento de resíduos. O USIM PAC é um simulador muito flexível (ver fig. 2). Ele pode ser usado pelos engenheiros de processo para projeto de plantas ou otimização, pelos pesquisadores para o desenvolvimento de modelos de processo, bem como acadêmicos no ensino engenharia de processos para os alunos. A versão anterior, USIM PAC 3.0, já representou um marco significativo na integração de diferentes indústrias através de uma abordagem global. Foi possível simular o tratamento desde a mina até a usina metalúrgica. Estudos sobre uma abordagem global na gestão de resíduos urbanos ou ciclo de vida de metais já usados em técnicas de simulação de processos no estado estacionário. A versão 3.1 vai mais longe nesse sentido. A descrição material foi enriquecida com critérios adicionais que dão capacidade de simular processos em campos diversos.
1.2 – Modelos de operações unitárias Os principais componentes de um simulador são:
1. O software de simulação, por si só, permite a comunicação entre o usuário e o simulador e coordenação dos cálculos: como este é o único componente visível o usuário, muitas vezes é chamado de "simulador". 2. Modelos matemáticos para operações unitárias, que constituem o núcleo do sistema,apesar sistema,apes ar de eles estarem enterrados dentro do simulador como módulos.
Vários modelos matemáticos podem ser associados a cada operação unitária representada no fluxograma. Modelos matemáticos calculam os dados das correntes de saída a partir dos dados de entrada dos fluxos e parâmetros do modelo (ver Figura 3). Esses parâmetros podem ser os tamanhos de equipamentos, condições operacionais, propriedades físicas, parâmetros de ajuste do modelo, ou simplesmente critérios de performance .Dependendo do objetivo da simulação e dos dados disponíveis, diferentes modelos matemáticos podem ser usados para o mesmo equipamento. No USIM PAC, modelos matemáticos são divididos em quatro níveis: - Modelos de nível 0 permitir que o usuário especifique diretamente o desempenho das unidades. Por exemplo, o desempenho de uma unidade de classificação pode ser modelado por uma curva de partição para a qual o usuário especifica o bypass, a inclinação e a malha de corte (d50). Tais modelos são também chamados de modelos fenomenológicos pois eles não levam em conta quaisquer parâmetros de dimensionamento. Durante a simulação, o desempenho da unidade será independente das suas dimensões e as vazões de alimentação de minério. - Modelos nível 1 levam em conta parâmetros dimensionais. Eles exigem poucos (às vezes nenhum) dados experimentais. Um exemplo típico é um modelo de moinho de bolas, que utiliza apenas o Índice de Trabalho de Bond como seu único parâmetro experimental. Se não há dados
disponíveis, é ainda possível estimar o Índice de Trabalho. Obviamente a precisão de tais modelos é limitada, mas eles são simples de usar. - Modelos de níveis mais elevados são tipicamente mais precisos, mas eles exigem a estimativa de alguns dos seus parâmetros. Esta estimativa pode ser realizada com base em dados experimentais obtidos a partir da operação contínua da unidade(modelos nível 2 ) ou a partir de tais dados complementados por informações obtidas a partir de testes específicos, geralmente realizados em laboratório (modelos nível 3 ). Mais de 120 modelos matemáticos estão disponíveis no USIM PAC 3,1 cobrindo uma ampla gama de operações unitárias de cominuição até a concentração, desde o processamento mineral a gestão de resíduos. Estes incluem cominuição(SAG,Moinhos Seixos/Barras/Bolas,Liberation Mill,SAM,etc),classificação(hidrociclones,Peneiras,classificadores Rake/Espiral,etc),concentração( Convencional/Coluna de flotação,separação por gravidade/magnética,etc),hidrometalurgia(lixiviação,biolixiviação,CIP,CIL,precipitação,cementação,extr ação por solvente,eletro extração),separação sólido líquido(filtração.sedimentação),tratamento de resíduos(Collection, Sorting, Incineration,composting, etc.).
2 – CARACTERÍSTICAS GERAIS DO USIMPAC USIM PAC oferece métodos poderosos e fáceis de usar para ajudar os engenheiros a alcançar seus objetivos.Ele não requer treinamento especial em computação ou modelagem. Funções básicas do USIM PAC pode ser dividido em modelagem da planta, entrada de dados, processamento de dados diferentes e ferramentas para dados e exibição dos resultados. Funções de alto nível também estão disponíveis para configuração e integração de funções definidas pelo usuário. O USIM PAC roda em Windows 2000/XP.A configuração mínima de hardware é: Processador Pentium com 256MB de RAM e 50MB de espaço livre em disco. Nós recomendamos: Processador Pentium com 512MB de RAM e 128MB de espaço livre em disco. O usuário avançado de USIM PAC pode criar novos ícones para representar os dispositivos em um fluxograma, ou novos modelos de simulação de equipamentos.Modelos e ícones são introduzidos na forma de funções FORTRAN, que deve respeitar algumas simples, bem definidas regras . Estas sub-rotinas devem ser compiladas e vinculadas com um módulo de código objeto fornecido com o Kit de Desenvolvimento USIM PAC. Um compilador FORTRAN e linker são fornecidos com o programa. Essa flexibilidade torna possível satisfazer a necessidade de alguns usuários do USIM PAC para inserir seus próprios modelos no software, bem como fornecer uma garantia legal no código objeto entregue.
3 – INSTALAÇÃO DO USIM PAC A instalação de do USIM PAC a partir do CD ROM é feita através de um procedimento específico, projetado para copiar os arquivos para o disco rígido e criar os subdiretórios necessários .
4 – CASO 6:UM ESTUDO DE CASO DE CONCEPÇÃO
4.1 – Os objetivos O exemplo dado aqui oferece a oportunidade de descrever uma metodologia geral,pelo qual um projeto preliminar e avaliação do custo de capital de uma planta pode ser alcançado em poucas horas com o uso do USIM PAC 3.1. Ele corresponde a um projeto preliminar de um circuito de cominuição na indústria de processamento mineral. É fornecido com o software como o tutorial CASE6. O objetivo é fazer um projeto projeto preliminar de uma moagem de ouro / classificação classifi cação / lixiviação/ adsorção de uma planta capaz de tratar 100 t / h de minério de ouro com recuperação de 95%. Distribuição da granulometria: 0x8 mm Teor de ouro: 7 ppm Densidade:3 As especificações da planta são(ver Fig.7): Moagem primária em um moinho de barras em circuito aberto Moagem secundária em um moinho de bolas em circuito fechado Classificação por hidrociclone com uma carga circulante de 150% a 250% Tanque de lixiviação com uma d80 = 75 um para a alimentação Tanque CIP com 50 ppm de ouro no carvão reciclado Desidratação da polpa estéril em um espessador com reciclagem de água para regulagem da percentagem de sólidos Os resultados dos testes de laboratório são: Indice de trabalho : 14 kWh/st. Recuperação máxima de ouro por cianeto: 98% Taxa de lixiviação contante: 0.3h -1(assumindo cinética de 1ª ordem) Taxa de adsorção constante : 700 , tempo constante : 0.3 (assumindo o modelo de equilíbrio kn) Percentagem máxima de sólidos depois da clarificação:70% As seções seguintes detalham a sucessão de passos utilizados no projeto preliminar da planta : modelagem da planta com o desenho de fluxograma, descrição do modelo de fases e seleção de modelos matemáticos para cada operação unitária,dados de entrada de fluxo , simulação direta e algoritmos de dimensionamento de unidade , os resultados são exibidos usando gráficos e planilhas . 4.2 – A Metodologia A Figura 4 mostra as cinco etapas da metodologia seguida. Passos um e dois visam definir a forma como o projetista da planta deseja que a planta performe. A terceira fase consiste de encontrar equipamentos capazes de alcançar o desempenho da planta definido durante a etapa dois. Finalmente passos quatro e cinco produzem informações e documentação necessária para apresentar o estudo prévio de viabilidade. Toda a abordagem, incluindo geração de relatórios e de impressão,requer menos de um dia para um engenheiro de processamento mineral.
Figura 4 : Metodologia para alcançar um design preliminar 4.3 – Primeira Etapa:Entrada de dados Desenhar o fluxograma da planta
A opção Flowsheet Drawing no USIM PAC é usada para desenhar ou modificar um fluxograma ; é uma ferramenta gráfica com o uso de ícones.(Ver Fig.5) A seta é usado para selecionar as funções na Toolbox com o mouse (ver fig. 6) e para posicionar ícones equipamentos, fluxos de materiais ou textos na tela. O botão Unit abre a biblioteca de ícone organizados em grupos de ícones, dependendo de sua função. Os fluxogramas criados não são simplesmente salvos como desenhos: eles também são analisados e mensagens de erro serão exibidas se o fluxograma não é fisicamente compreensível. Fluxogramas podem ser exibidos na tela, modificadosusando a opção Flowsheet Drawing, Drawing, ou plotados em papel, utilizando a opção File \ Print . O usuário pode posicionar o equipamento no fluxograma em qualquer ordem. Se necessário, as opções Automatic Renumbering pode ser usada para renumerar os equipamentos e / ou os fluxos em uma ordem lógica. Manual Renumbering também está disponível para fluxos e equipamentos em menus flutuantes que podem ser obtidos através de um clique no botão direito do mouse sobre um fluxo ou um número de equipamento.
Figura 5 : Tela do desenho de fluxograma
Figura 6 : Caixa de ferramentas da opção de desenho de fluxograma Qualquer fluxograma pode ser copiado e colado através da área de transferência.Uma cópia do fluxograma descrito é apresentado na Figura 7.
Figura 7 : Fluxograma do circuito de moagem de minério de ouro Descrever o phase model
Para este estudo de caso, o minério é descrito em termos da granulometria para a moagem e a classificação e um teor de ouro global de lixiviação. A fase pré-definida e chamada “Gold ore" se encaixa nessa descrição. As outras fases presentes no processo são a água utilizada para o tratamento úmido , lixiviação e o carbono utilizado para a etapa CIP. Essas fases são descritos por seu conteúdo de ouro (ver Figuras 8, 9 e 10).
Figura 8 : Descrição do Phase Model As unidades usadas acima pode ser configurado e adaptado para as unidades usadas na planta.
Para um determinado projeto, o usuário do programa deve definir um Phase Model -ou seja, ele precisa decidir como representar o material nos fluxos: o número de classes de tamanho de partículas e as tamanhos mesh correspondentes, o número e os nomes dos minerais ou grupos minerais com suas densidades. O usuário pode definir os tipos de partículas minerais, e / ou vazões de reagentes de flotação associada com o fluxo de polpa. A densidade do ouro (19) não é considerada neste caso pois o ouro está finamente disseminado no minério. Ele irá se comportar no processo (moagem ,classificação, etc) como o minério. É por isso que sua densidade foi configurada como o mesmo valor do seu apoio.
Figura 9 : Descrição do phase model – tamanho de partícula
Figura 10: Descrição do phase model – Composição das três fases. Neste caso, as conexões entre as fases são definidas. Eles representam a capacidade do ouro para a transferência de uma fase para outra (Minério para a Solução através de lixiviação, solução para carbono através da adsorção - Ver fig 11 e 12).
Figura 11 : Conexões para representar possíveis transferências de ouro
Figura 12 : Phase Model Pares solido/liquido podem ser também serem definidos para descreverem os fluxos em termos das vazões de polpa(ver Fig.13)
Figura 13 : Definição dos pares solido/liquido Descrever a alimentação da planta
Os fluxos de alimentação são descritos usando a opção Stream Description do menu Data da janela principal. A interface de entrada para os dados de fluxo segue a estrutura do phase model. Ela dá, fluxo por fluxo, a lista de fases e pares sólido-líquido (ver Figura 14). Dados disponíveis para cada fase são o fluxo de massa, o vazão volumétrica e a densidade, e se eles são conhecidos, o teor do componente e a granulometria para a fase minério. Dependendo do estudo, a densidade do fluxo pode ser necessária e descrições como a composição por classes de tamanho ou capacidade de flotação por componente podem ser necessárias. Os dados disponíveis para cada par de sólido-líquido são a vazão mássica da polpa, a vazão volumétrica da polpa e densidades se elas forem conhecidas e a percentagem de sólidos . Para um determinado par sólido-líquido, apenas dois valores entre as vazões de fase, vazão de polpa e porcentagem de sólidos, são necessários.Os outros dois são calculados. A distribuição granulométrica pode ser inserida usando%passante individual ou % passante acumulada ou retida.
Figura 14 : Entrada de dados das correntes 4.4 - Segunda etapa: Definição da performance da planta Definir a performance para cada operação unitária
Este passo, obviamente, requer alguma experiência do usuário de software.O software ainda não é capaz de definir desempenhos relevantes para cada operação da unidade de um objetivo tão geral como "o desempenho do circuito necessário: d80 = 60 um no overflow do hidrociclone". Na presente aplicação, o usuário do software (projetista da planta) sugere os seguintes objetivos locais usando modelos nível 0 (ver Tabela 1).
A opção Equipment Equipment Description do menu Data é usado para entrar na seleção do modelo e parâmetros para cada operação unitária (ver fig. 15).
Figura 15 : CIP – Carbon-in-Pulp (0) parâmetros do modelo matemático Rodar uma simulação nível 0
A descrição ideal de todos os fluxos são calculados pelo algoritmo de simulação direta da descrição de alimentação usando os modelos de desempenho selecionados . Esse balanço material preliminar prevê uma primeira estimativa de: A carga circulante no circuito de moagem O nível de reciclagem da água e do consumo de água O d80 e o teor de ouro para cada corrente A recuperação geral de ouro no processo O usuário pode impor um número máximo de iterações e um critério de convergência ou ele pode usar os valores padrão propostos pelo software (ver fig. 16).
Figura 16 : Janela inicial da simulação direta O algoritmo de simulação do USIM PAC é iterativo. O(s) fluxo(s) de saída de cada equipamento é (são) calculada pelo modelo da operação unitária como uma função das correntes de alimentação. O número de iterações completas é permanentemente exibido. Para cada iteração, todos as vazões calculadas são comparados com os valores da iteração anterior. Convergência é alcançada quando a soma das diferenças de todos os mínimos quadrados torna-se menor do que o critério de convergência. Verificar a validade dos resultados da simulação
A simulação nível 0 calcula vazões e distribuições de tamanho de partículas para todos os fluxos do circuito. O projetista da planta deve verificar se os valores são consistentes com a maneira como ele antecipou que a planta iria performar. No presente caso, é importante verificar se a carga circulante é realista. Os Simulation Results (resultados da simulação) são exibidos de diferentes maneiras pelas opções do menu Results: Results: A opção Simulation Results \ Global Sheet exibe as vazões dos sólidos ,de água e a composição mineral total do fluxo (ver Fig. 17.). Esta tabela é totalmente configurável e vários tipos de variáveis podem ser exibidas. Podemos verificar na tabela a seguir que: Carga circulante no circuito de moagem é 204% D80 no underflow do ciclone é 75um A recuperação de ouro esta acima de 95%(635.6/665) A adição de água é 35m3/h (53.7+50.1-68.1). Reciclagem de 210 t / h de água para os hidrociclones (com divisor 9) vai otimizaradição de água.
Figura 17 : Exibição dos resultados globais Há sete formas distintas de representações gráficas: distribuição de tamanho, a partição de tamanho, distribuição da densidade, separação de densidade e curvas de distribuição e gráficos de barras de fluxos e de componentes. Estes gráficos são totalmente configuráveis. Alguns gráficos predefinidos podem ser tiradas diretamente do menu popup no fluxograma. É possível tirar as distribuições de tamanho de todos os componentes sólidos diretamente de um submenu de fluxo. Além disso, as curvas de partição de tamanho e distribuição podem ser traçadas diretamente de um submenu operação unitária. A Figura 18 dá um exemplo de um gráfico que mostra as curvas de distribuição de tamanho para os fluxos de alimentação, overflow e underflow do hidrociclone.
Figura 18 : Curvas de distribuição de tamanho para os fluxos de alimentação, overflow e underflow do hidrociclone. Figura 19 dá a vazão parcial de ouro em cada fase e em cada fluxo como um gráfico de barras. Ele claramente indica a quantidade de ouro na de carga circulante de moagem moagem ou na água reciclada, assim como a transferência de fase entre minério e água, e depois entre a água e carbono.
Figura 19 : Gráfico de barras das vazões parciais de ouro nas correntes Esse balanço material ideal será usado como o novo objetivo, chamado "target",durante a fase de dimensionamento de equipamentos. Descrição completa de corrente pode ser exibida usando interface de entrada de dados de correntes, a tabela de resumo de correntes ou mais sinteticamente com gráficos e resultados globais . 4.5 – Terceira etapa: Design das unidades de equipamento O arquivo Target.UP3 precisa ser salvo como Design1.UP3.Então,a opção Equipment Description é usada para substituir os modelos Nivel- 0 por modelos preditivos nível 1 e 2,alem disso para especificar algumas características dos equipamentos(Ver Tab.2) Tabela 2 – Modelos Nivel 1 e 2
Parâmetros precedidos por ?? são calculados pelo algoritmo de dimensionamento O valor associado é o resultado . Os modelos Rod Mill(1) e Ball Mill(1) são baseados nas teorias de energia de moagem e em particular na Lei de Bond e nos métodos de Allis Chalmers para dimensionamento de moinhos(Rowland and Kjos,1978). A escolha foi feita para usar um moinho de barras e um moinho de bolas com condições predefinidas, como forma de moinho, carregamento de moagem médio e velocidade. Apenas o diâmetro será calculada para se ajustar à distribuição de tamanho desejada. O modelo Hydrocyclone (2) é baseado em equações empíricas estabelecidas como resultado de trabalho experimental (Plitt, 1976). Este modelo representa o efeito roping. O número de ciclones é fixado em 2 relativo a taxa de alimentação volumétrica de polpa (cerca de 530m3 / h). As dimensões do hidrociclones são calculadas. Primeiro, fazendo a varredura o diâmetro é determinado. Então, usando o algoritmo Polytope, todas as dimensões são ajustadas para atingir o objetivo. O modelo leaching (1A) utiliza uma equação cinética de primeira ordem para a transferência de ouro em solução usando um máximo de recuperação e uma taxa constante (McLaughlin e Agar, 1991). O ícone do tanque de lixiviação representa uma série de seis tanques para as quais o volume foi determinado para alcançar uma recuperação de ouro de 95%. O modelo CIP(1) é derivado do modelo kn (Fleming, Nicol e Nicol, 1980). O ícone CIP representa uma série de seis tanques com um fluxo de carbono em contra-corrente. O volume do reservatório é fixado a um volume arbitrário e tempo de residência do carbono é ajustado para alcançar a recuperação de ouro de 95%. Em seguida, é possível calcular o volume de carbono no tanque e, portanto, o volume do tanque a partir da concentração ideal de carbono na polpa. Dimensionamento de cada equipamento
O cálculo dos parâmetros de tamanho do equipamento é feita usando um algoritmo de otimização, que encontra o conjunto de parâmetros que dá fluxos de saída que mais se aproximam da meta estabelecida de dados (ver figura 20). Um conjunto de funções objetivo diferentes é usado para comparar os fluxos calculados e fluxos metas das correntes de saida de forma mais precisa. Após o cálculo de todos os parâmetros de dimensionamento da unidade, uma simulação direta é realizada para atualizar o balanço de massa com os modelos ajustados. Em seguida, é possível comparar estes resultados com o alvo usando diferentes ferramentas graficas . A simulação direta final pode ser realizada após as mudanças serem feitas na unidade dimensionamento parâmetros para refletir equipamento disponível de fornecedores e os resultados são comparados com os objetivos iniciais.
Figura 20 : Janela de dimensionamento de equipamentos Rodar uma simulação nível 1
Agora é possível executar a simulação direta de novo e prever o funcionamento detalhado da planta, usando os modelos preditivos Nível 1 e Nível 2, que levam em conta a dimensão selecionada (s) das unidades de equipamento . Como os modelos são preditivos, não só as vazões e distribuições do tamanho de partículas são calculados para cada fluxo, mas também a potência dos moinhos e a queda de pressão nos hidrociclones. Esses valores são mostrados no Operating parameter Display e nas opções do Calculated Power Consumption(Ver Consumption(Ver Fig 21)
Figura 21 : Exibição do arquivo de parâmetros operacionais No final desta etapa, é recomendável verificar a consistência dos resultados da simulação novamente usando o menu de Results e Graphs. Graphs. A Figura 22 mostra uma comparação entre o objetivo e os valores simulados para as vazões parciais do ouro.A Figura 23 mostra uma comparação da curva de partição almejada e a simulada.
Figura 22 : Comparação das vazões parciais de ouro.
Figura 23 : Comparação de curvas de partição objetiva e simulada. 4.6 – Quarta etapa: Custo estimado de capital Cada situação simulada utilizando a opção Direct Simulation pode ser seguido por um
cálculo do custo de capital aproximado da planta: o usuário chama a opção Investment Capital Cost Estimation e começa selecionando a moeda (. Ver Fig.24), por exemplo
Figura 24 : Seleção de moeda
Ele pode, então, ser obrigadas a indicar valores para vários parâmetros que não entraram para a simulação. Esta opção fornece um relatório de custos (ver Fig. 25.)contendo: A lista dos custos das principais unidades de equipamentos, equipamentos, e o custo de aquisiçãototal do equipamento, excluindo transporte e instalação. A tabela em que várias relações são aplicadas a este custo de compra para fornecer uma repartição orçamental do investimento total da planta.
Figura 25 : Relatório de custos
As possibilidades de configuração são numerosas, usando o menu Cost, Cost, devido à variabilidade dos fatores econômicos. O índice de Marshall e Swift para equipamentos de mineração, publicado na revisão"Chemical revisão"Chemical Engeneering", pode ser atualizado (ver fig. 26).
Figura 26 : Configuração do indice de Marshall and Swift Os modelos de cálculo dos custos do USIM PAC baseiam-se principalmente na obra de Mular [1982] atualizado usando a experiência de alguns usuários do software. 5 - REFERÊNCIAS Brochot, S., Wiegel, R.L., Ersayin, S., Touze, S., "Modeling and Simulation S imulation of Comminution Circuits with USIM PAC", 2006, Advances in Comminution, Ed. S.K. Kawatra, SME, pp 495-511. Brochot, S., Durance, M.-V., Villeneuve, J., Mugabi, M., "Modelling of the bioleaching of sulphide ores: application for the simulation of the bioleaching / gravity section of the Kasese Cobalt Company Ltd process plant", 2003, Processing & Disposal of Mineral Industry Wastes '03 conference, Falmouth, UK, June 18-20. Brochot, S., Villeneuve, J., Guillaneau, J.-C., Durance, M.-V., Bourgeois, F., "USIM P AC 3: Design and Optimization of Mineral Processing Plants from Crushing to Refining ", 2002, Mineral Processing Plant Design, Practice and Control, Ed. A.L. Mular, D.N. Halbe & D.J. Barratt, SME, pp. 479-494. Villeneuve, J., Michel, P., Wavrer, Ph., Brochot, S., Lemière, B., "La recherche européenne fabrique les outils d'une meilleure gestion g estion globale des déchets", 2002, Environnement & Technique, j uin 2002, n°217, pp 31-34. Brochot, S., Durance, M.-V., Guillaneau, J.-C., Villeneuve, J., "USIM PAC 3 .0: New features for a global approach in mineral processing design", 2002, Application of computers and operations research in the mineral industry, Ed. Sukumar Bandopadhay, SME, pp. 465-478. Brochot, S., Durance, M.-V., Foucher, S., Guillaneau, J.-C., Morin, D., Villeneuve, J ., "Process simulation to enhance complex flowsheet development: examples in bi otechnology", 2000, SMEControl 2000 Conference, Salt Lake City, Utah, USA - February 28-March 1. Brochot, S, Cézac, P., Durance, M.-V., Fourniguet, G., Guillaneau, J.-C., Morin, D., Villeneuve, J. “Simulation of Biotreatments in complex mineral processes” XXI IMPC Rome, July 2000,
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