Кировский филиал АО «Апатит»
Локация предприятия
г. Кировск, Мурманской области
Отрасль
Добыча фосфатного сырья и производство
нефелинового концентрата
Компания-поставщик решений для проекта
Горный Университет
Период реализации проекта
2020-2021
Предпосылки и цели проекта
Разработка цифровых решений в области обогащения полезных ископаемых, в частности управление, регулирование и оптимизация процесса измельчения горнорудного сырья с использованием шаровых мельниц барабанного типа является одной из наиболее востребованных в настоящее время направлений для значительного количества предприятий горной промышленности. Представленное решение (исходя из мирового опыта уже реализованных проектов) позволит улучшить производственные и экономические показатели процесса измельчения на предприятиях, сократив общую стоимость получения требуемого количества и качества концентрата.
Изменения целей/ задач по ходу реализации
Не менялись
Решение
Ansys Fluent
Ansys Mechanical
Rocky DEM
DynSim
Контроллеры, датчики, частотные приводы.
Что изменилось в результате
Разработана динамическая модель процесса измельчения горнорудного сырья в шаровой мельнице. Исходные данные для моделирования – конкретная действующая технологическая линия измельчения и имеющиеся исходные данные на кафедре Обогащения в Горном Университете.
Осуществлено дополнение разработанной модели системой усовершенствованного управления.
Разработаны алгоритмы управления и оптимизации процесса измельчения на основе предложенной динамической модели. Выполнено исследование эффективности внедрения алгоритмов оптимизации технологического процесса.
Проведены исследования в части эффективности применения частотного регулирования привода барабана мельницы с целью улучшения качества измельчения и повышения энергоэффективности процесса.
Получены результаты по стабилизации показателей качества выходного продукта, снижения удельных затрат, повышение производительности и энергоэффективности.
Основные трудности при реализации проекта
Сложность оптимизации параметров регулирования шаровой мельницы на основе динамической модели.
Ключевые итоги
Повышение энергетической и технологической эффективности.
Снижение:
удельного расхода энергии на единицу готовой продукции на 11.6%
удельного расхода энергии на единицу времени на 23.9%
времени измельчения на 20%
Повышение:
удельной массы готовой продукции за единицу времени на 30.4%
выхода готовой продукции 12,2%.
Актуальность и перспективы проекта
Разработанные решения в дальнейшем будут использоваться, в частности, для разработки решений по оптимизации процессов измельчения, решения задач предиктивной аналитики, разработки оптимальных алгоритмов управления, а также для исследования влияния регулирования скорости вращения барабана мельницы на повышение производительности и энергоэффективности.
Дальнейшие шаги по цифровизации предприятия.
Дальнейшие исследования могут быть направлены на совершенствование системы автоматического управления и изучение внутренних процессов, происходящих в мельнице в процессе ее работы, посредством:
- учета и постоянного контроля нагрузки мельницы шарами и исходным материалом
- акселерометра, внедренного в псевдошар, который, в свою очередь, загружают в мельницу совместно с шарами для измельчения для определения текущего режима работы мельницы;
- звукового анализа (внешний шум, шум ударов шаров о мельницу, отраженный шум внутри барабана и шум измельчения);
- вибро-анализа (вибрации по внешнему периметру барабана мельницы), и их совместных присутствий.
- совершенствования конфигурации и материала футеровки шаровых мельниц.