Simulering av mineraltekniska system

Genom simulering av hela eller delar av processer är det möjligt att göra kvalificerade bedömningar av olika åtgärder i en anrikningsprocess. Oftast är det frågan om "what-if" scenarier, där man utan att behöva genomföra tidskrävande tester i pilot- eller full skala, vill veta åt vilket håll en tänkt åtgärd slår. Det kan också vara frågan om att ordna åtgärder efter deras inverkan ställd mot kostnaden för deras genomförande.

Bakgrund

Simulering av mineraltekniska system är komplicerad eftersom den är mycket beroende av bra och representativa beskrivningar av ingående material och maskiner. Uppbyggnaden av en simulering omfattar flera steg.

1. Uppritande av ett principiellt riktigt, men också förenklat flödesschema.
2. Definition av ingående partikelstorleksfördelning och halter, dess mineralsammansättning, andelen halvkorn samt hur sammansättning och halter varierar med partikelstorleken.
3. Val av simuleringsmodeller för flödesschemats maskiner. Här är det ofta bäst att starta med enkla modeller och sedan fortsätta med avancerade för just den maskin eller processavsnitt som är speciellt intressant.
4. Simulering av hela flödesschemat och justering av dess modellparametrar för att få en vettig anpassning till observerat utfall.
5. Validering av simuleringen med ett annat dataset eller ändrat körsätt.

Syfte

Simulering av mineraltekniska system är sedan snart tio år en verksamhet, som bedrivs i nära samarbete med LKAB. Syftet har varit att med data från riktiga processer få en förståelse för simuleringars begränsningar och förtjänster. Vidare att simuleringstekniken skall införas som ett naturligt steg i LKAB:s processutveckling. Dessutom kan simuleringar ge underlag till undervisningen vid LTU.

Genomförande

Över åren har flera olika simuleringsstudier genomförts. De har haft olika inriktningar och djup och har i en del fall kunnat redovisas öppet.

1. Simulering av kapacitetsökning i Malmberget som gav en del av underlaget för design av ny kvarnkrets.
2. Underlag för test med klassering i Malmbergets anrikningsverk.
3. Flaskhalsanalys av sovringsverket i Malmberget.
4. Åtgärdsanalys för en framtida expansion av Malmbergets anrikningsverk.

Resultat

Några av resultaten är väldigt specifika för den studerade kretsen, men en del generella lärdomar har kunnat dras:

• Simuleringarna har till en del kunnat ersätta pilotkörningar och kunnat korta tiden för införandet av förändringar i processerna.
• Det har varit möjligt att genomföra "what-if"-studier av olika kretsförslag och sortera ut de sannolikt bästa/enklaste att genomföra.
• Flaskhalsanalyser med varierande matning och sammansättning av påmatat material är så komplext att de inte skulle kunnat göras med annat än simuleringsteknik.
• I åtgärdsanalysen är simuleringen ett mycket kraftigt verktyg för att klassa olika tänkbara åtgärders effekt och kostnad.