Dynamic simulation tool for pressure oxidation process
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2020-01-21
Department
Major/Subject
Sustainable metals processing
Mcode
CHEM3026
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
91
Series
Abstract
The remaining gold reserves and resources are more complex and environmental regulation is increasingly strict. These factors raise interest towards more advanced technologies in gold production. Pressure oxidation is one of such technologies gaining interest. Pressure oxidation has short response times and high capital costs which arises the need for advanced process control applications and skilled personnel. Simulations can be used to support process design, operation and operator training. A dynamic simulation tool was developed and validated for an industrial pressure oxidation process to support the design and optimization of gold production processes. The built dynamic simulation tool utilizes Outotec HSC Chemistry 9 Sim process simulation software and includes the whole autoclave train. The model was designed for a pyrite pressure oxidation process at temperature range 190 – 220 °C allowing slight extrapolation outside the designed temperature window. The model was tested against real process data. The model predicted process phenomena satisfyingly. Total enthalpy showed major differences which was seen as differences in cooling water consumption. Pyrite oxidation was among the successfully predicted parameters. Possible explanations for differences were given but additional testing is required for confirmation. Further development of the model is required and suggestions were made to improve model functionality. Requirements to develop similar tools as well as procedures to reliably validate them were also assessed.Kullan tuotannonnossa tarvitaan yhä tehokkaampia esikäsittelyjä ja kehittyneempiä teknologioita jäljellä olevien malmivarantojen refraktorisuuden ja tiukentuvien ympäristövaatimusten myötä. Painehapetus on yksi yleistyvistä teknologioista. Lyhyiden vasteaikojen ja korkeiden pääomakustannusten vuoksi kehittyneet ohjausjärjestelmät ja taitavat operaattorit ovat avainasemassa painehapetuksen yleistymisessä. Simulaatioita voidaan käyttään tukemaan prosessin suunnitelua, ohjausta ja operaattoreiden koulutusta. Tässä työssä kehitettiin dynaaminen simulointityönkalu refraktorisen rikkikiisua sisältävän kultamalmin painehapetusprosessiin 190 – 220 °C lämpötilassa. Varsinainen simulointimalli kehitettiin Outotec HSC Chemistry 9 Sim prosessisimulointiohjelmistolla ja sen toiminta testattiin vertaamalla simulointituloksia kaupallisen kullantuotantolaitoksen prosessidataan. Malli kuvasi prosessin ilmiöitä tyydyttävästi. Merkittävin ero havaittiin prosessin kokonaisentalpiassa, mikä ilmeni merkittävästi pienempänä jäähdytysveden kulutuksena simulaatiossa. Rikkikiisun hapetusasteen kuvaamiseen malli toimi kiitettävästi. Havaituille eroille arvioitiin syy-seuraussuhteita, mutta arvioiden varmistamiseksi tulee tehdä jatkotutkimuksia. Kehitysehdotuksia annettiin työkalun parantamiseksi. Lisäksi työssä arvioitiin vastaavien työkalujen kehityksessä vaadittavia lähtötietoja sekä niiden luotettavan validoinnin edellytyksiä.Description
Supervisor
Lundström, MariThesis advisor
Aromaa, JariLillkung, Kristian
Keywords
digital twin, dynamic simulation, pressure oxidation, POX, digitalization, gold production