Optimization of HPGR-Based Clinker Grinding Circuit at Abyek Cement Plant Using Steady-State Process Simulations

• Autorzy: Farzanegan A. , Sepahvand E. , Mirzaei Z. S.

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja układu mielenia klinkieru w prasach HPRG w zakładzie Abyek Cement Plant za pomoca programu Steady-State Process Simulations

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Abyek cement plant is equipped with four clinker grinding lines; every grinding line consists of a two-compartment tube ball mill. Recently, in a retrofit project, two high pressure grinding rolls (HPGR) units were installed in two grinding lines before the tube ball mills to grind clinker feed. The efficiency of these HPGR units is reported to be under design specification. In this study, an approach based on population balance modelling of grinding process and circuit simulations was used to optimize HPGR milling operation. Representative samples were taken from HPGR units’ feed and product streams to obtain HPGR model parameters, namely, breakage distribution function and selection function or specific rate of breakage. Screen analysis tests were carried out to determine Particle Size Distribution (PSD) of every powder sample and its d80 as powder size index. Tumbling grinding tests with laboratory ball mills were also done using collected samples to determine breakage distribution function of feed to HPGR units. Selection function was estimated based on PSDs of HPGR feed and product samples using NGOTC program. A comparison between HPGR measured and predicted product PSDs proved validity of modelling and simulation approach. Several simulation trials were performed to find the best settings of main input variables including applied roll pressure, roll gap and rolls rotational speed which showed that their optimal values are 180 bar, 0.01300 m and 2 m/s, respectively. Plant implementation of these settings for one of the HPGR units showed a 22% decrease in d80 of product. The optimization study indicates that production capacity can be increased from 150 t/h to 180 t/h with a Blain fineness of 3000 cm2/g.

PL

Cementownia Abyek jest wyposażona w cztery linie mielenia klinkieru; każda linia składa się z dwóch młynów kulowch. Ostatnio w projekcie modernizacji, zainstalowano dwie prasy ciśnieniowe HPGR usytuowane w ciągu technologicznym przed młynem kulowym. Skuteczność HPGR ocenia się na podstawie założeń projektowych. Badania oparto na modelowaniu bilansu procesu rozdrabniania w prasie i symulacji procesu. Reprezentatywne próbki pobrano z nadawy i produktów rozdrabniania w HPGR, celem było określenie parametrów modelu - funkcję rozkładu spękań oraz funkcję rozdrobnienia. Badania analityczne przeprowadzono w celu określenia rozkładu wielkości ziaren każdej próbki i jego D80 jako wskaźnik wielkości ziaren. Określono również wielkość ziaren metodą analizy obrazu na szlifach pobranych próbek. Funkcja selekcji została określona za pomocą programu NGOTC. Porównanie zmierzonych i przewidywanych wyników rozdrabniania w HPRG wykazało dokładność modelowania i symulacji. Liczne badania symulacyjne przeprowadzono w celu znalezienia optymalnych parametrów zmiennych wejściowych w tym ciśnienia i prędkości obrotowej. Badania wskazują, że optymalizacja zdolność produkcyjna może zostać zwiększona z 150 t/h do 180 t/h, z powierzchnią właściwą Blaina 3000 cm2/g.

Słowa kluczowe

EN

optimization; HPGR; clinker; simulation; Abyek Cement Plant

PL

optymalizacja; HPRG; klinkier; symulacja; Abyek Cement Plant

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 2
• Strony: 255--260
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Farzanegan A.

• School of Mining Engineering, College of Engineering, University of Tehran, P.O. Box 11155-4563, Tehran, Iran Mining and Geology

autor

Sepahvand E.

• School of Mining Engineering, College of Engineering, University of Tehran, P.O. Box 11155-4563, Tehran, Iran Mining and Geology

autor

Mirzaei Z. S.

• Department of Mineral processing, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

Bibliografia

• 1. AYDOĞAN, Namık. A., ERGÜN, Levent, BENZER, Hakan, High pressure grinding rolls (HPGR) applications in the cement industry. Miner. Eng. 19, 2006, pp. 130–139.
• 2. BROADBENT, S.R., CALLCOTT, T.G., Coal breakage processes: II. A matrix representation of breakage. J. Inst. Fuel 29, 1956, pp. 528–539.
• 3. DANIEL, Mike and MORRELL, Stephen, HPGR model verification and scale-up. Miner. Eng. 17, 2004, pp. 1149–1161.
• 4. FARZANEGAN, A Knowledge-based optimization of mineral grinding circuits. McGill University. 1998
• 5. HASANZADEH, Vahid and FARZANEGAN, Akbar, Robust HPGR model calibration using genetic algorithms. Miner. Eng. 24, 2011, pp. 424–432.
• 6. HERBST, John Arthur., FUERSTENAU, Douglas W., The zero order production of fine sizes in comminution and its implications in simulation, Trans. SME-AIME. 241, 1968, pp. 538–549.
• 7. KING, Ronald Peter, Modeling and Simulation of Mineral Processing Systems. Butterworth-Heinemann, 2001.
• 8. NAPIER-MUNN, Timothy John, MORRELL, Stephen, MORRISON, Robert D. and KOJOVIC, Toni. Mineral comminution circuits, their operation and optimization. Julius Kruttschnitt Mineral Research Center (JKMRCK), The University of Queensland, 1996.
• 9. TORRES, Magin, CASALI, Aldo, A novel approach for the modelling of high-pressure grinding rolls. Miner. Eng., 22, 2009, pp. 1137–1146.
• 10. YOUSEFI, Ali-Asghar, IRANNAJAD, Mehdi, FARZANEGAN, Akbar. Determination of breakage function of ores using BFDS software, 1st Iranian Mining Engineering Conference, 2005, pp. 1–15.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.