Simulação e otimização de processo de moagem industrial através do modelo do balanço populacional
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Simulation and optmization of industrial grinding process using the population balance model
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Resumo
A cominuição é uma etapa crítica no processamento mineral e pequenos incrementos na sua eficiência podem gerar ganhos significativos, dada a sua alta complexidade e custo. Nesse contexto, o modelo do balanço populacional (MPB) tem sido amplamente utilizado por pesquisadores para otimizar processos contínuos de moagem. Para isso, foram elaborados balanços de massas e simulações estacionárias e dinâmicas, com parâmetros de quebra e classificação obtidos por meio de amostragem realizada no circuito de moagem de minério de ouro e ensaios descontínuos em escala de laboratório. Ademais, o Método de Monte Carlo foi aplicado para gerar variáveis aleatórias ao longo do tempo e simular e otimizar o circuito de moagem com diferentes parâmetros operacionais. Os resultados das simulações indicam que é possível obter um aumento de capacidade de 7,7% apenas com a alteração das variáveis de processo do circuito de moagem estudado, sem a necessidade de investimentos adicionais em aquisição e modificação de equipamentos.
Abstract
Comminution is a critical stage in mineral processing, and small increments in its efficiency can generate significant gains, given its high complexity and cost. In this context, the population balance model (PBM) has been widely used by researchers to optimize continuous grinding processes. Mass balances and steady-state and dynamic simulations were developed, with breakage and classification parameters obtained through sampling conducted in the gold ore grinding circuit and discontinuous laboratory-scale tests. Additionally, the Monte Carlo method was applied to generate random variables over time and simulate and optimize the grinding circuit with different operational parameters. Simulation results indicate that it is possible to achieve a 7.7% capacity increase by simply changing the process variables of the studied grinding circuit, without the need for additional investments in equipment acquisition and modification.
Assunto
Palavras-chave
Cominuição, Moagem de bolas, Simulação, Modelamento, Modelo do balanço populacional, Método de Monte Carlo