شبيه سازي عملكرد فرآيند جداسازي در تيكنر باطله مجتمع مس سرچشمه به كمك ديناميك سيالات محاسباتي

Modeling of Separation Performance of Tailing Thickener at Sarcheshmeh Copper Complex by Computational Fluid Dynamics

تيكنرها از واحدهاي كليدي در فرآيندهاي عملياتي هيدرومتالوژي هستند و براي جداسازي جامد از مايع استفاده مي شوند. در اين تحقيق تيكنر باطله مجتمع مس سرچشمه توسط مدل تركيبي ديناميك سيالات محاسباتي و موزانه جمعيتي، مدل-سازي شد. از مدل دوفازي اولرين- اولرين به همراه مدل تلاطم k-? در حالت پايدار استفاده شد. در مدل موازنه جمعيتي 15 دسته از اندازه ذرات در نظر گرفته شد. از كرل ليو براي بهم چسبيدگي/شكست ذرات استفاده شد. با استفاده از نتايج شبيه سازي ميانگين اندازه ذرات در دبي 612 ليتر بر ثانيه (دبي عملكرد تيكنر در كارخانه)، 625 ميكرون در تيكنر بدست آمد. براي جريان ورودي به تيكنر دو نوع چاهك خوراك در نظر گرفته شد و با استفاده از شبيه سازي قطر متوسط ذرات در داخل تيكنر براي اين دو نوع چاهك خوراك بدست آمد. سپس با استفاده از نتايج شبيه سازي مشخص شد كه استفاده از يك تيغه حلقوي در داخل چاهك خوراك موجب بهبود فرآيند فلوكولاسيون و افزايش سرعت ته نشيني مي گردد. در نهايت با استفاده از شبيه سازي نيرو و گشتاور وارد بر ريك هاي بزرگ و كوچك تيكنر بدست آمد و اثر افزايش غلظت خروجي بر آنها بررسي شد.

Thickeners are the key units in the hydrometallurgical processing operations and used to separate solids from liquids. In this study tailing thickeners at Sarcheshmeh Copper Complex modeled by combined computational fluid dynamics and population balance model. Turbulent two-phase Eulerian/Eulerian approach with k-? turbulence model was used at steady state. The population balance consists of 15 particle size ranges, and the kernel of Leo was used for particles aggregation / breakage. Based on the simulation results, the mean particle size at 612 liters per second of feed flow rate (thickener performance at the factory), was 625 microns in thickener. Two geometry types for inlet flow into the feedwell were considered. The mean and maximum diameter of particles in the thickener was obtained for these two feedwell geometry based on the simulation results. It was observed that using a circular blade inside the feedwell improved flocculation process and increased sedimentation rate. Finally the force and torque that exerted on the rakes of the thickener were calculated.