Multivariable correlation analysis of a solvent extraction process
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
1998
Major/Subject
Prosessien ohjaus ja hallinta
Mcode
Kem-90
Degree programme
Language
en
Pages
128
Series
Abstract
Työn tavoitteena oli analysoida Chilessä sijaitsevan Zaldívarin rikastamon kupariuuttoprosessia. Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin uutto- ja elektrolyysiprosessin (SX-EW) automaation nykytilaan, sekä esiteltiin perusteet SX-EW prosessin toiminnasta ja sen kemiasta. Neljän SX-EW prosessin osan perusohjaukset kuvattiin. Työn kokeellisessa osassa suoritettiin matemaattinen analyysi köyhän elektrolyytin kuparikonsentraation käyttäytymiselle. Vakioarvo köyhän elektrolyytin arvossa tarkoittaa tasaista ja hyvin hallittavaa kuparin tuotantoa. Tutkimus toimii taustatyönä prosessin ohjausmenetelmien kehittämiselle. Prosessia kuvattiin yksinkertaisella ennustavalla mallilla, jonka tuli saavuttaa riittävä tarkkuus ja luotettavuus. Selitettävien muuttujien joukko koostui on-line analysaattorin keräämästä pitoisuustiedoista, kahdesta elektrolyysin virtamuuttujasta ja muista prosessin lämpötila- ja virtausmuuttujista. Elektrolyysin virtamuuttujat ovat perustana ohjausmenetelmien kehittämiselle. Zaldívar Chilen kupariuuttoprosessi analysoitiin mallintamisen keinoin on-line tietokannasta. Valittujen selittävien muuttujien ja köyhän elektrolyytin kuparikonsentraation väliset hajontakuvat tukivat mallin ja muuttujatyyppien valinnoissa. Absoluuttisilla ja prosentuaalisilla sovitusvirhekriteereillä valittiin sopiva muuttujien ja näiden välisten viiveiden kombinaatio. Valmiit mallit käytiin läpi ylimääräisillä mittausjaksoilla samoilla sovitusvirhekriteereillä ja tulkiten sovituksien hyvyyttä virhejakauman kuvaajilla. Metodit valittiin luotettavuutta hakien, jotta riittävän hyvät todellisuutta kuvaavat arvot saavutettaisiin kaikissa tilanteissa. Saavutetut tulokset olivat hyviä. Rikkaan elektrolyytin ja elektrolyysin syötteen kuparikonsentraatio, sekä elektrolyysin virtojen arvot selittivät hyvin prosessin käyttäytymistä. Rakennettu ennustava, lineaarinen malli kymmenellä selittävällä muuttujalla antoi hyvän sovituksen pienin virhekriteerein. Elektrolyysin syötteen kuparikonsentraatio dominoi köyhän elektrolyytin kuparikonsentraation selittämisessä. Elektrolyysin virtojen arvot ja rikkaan elektrolyytin kuparikonsentraatio olivat myös mallille tärkeitä. Jotkut happokonsentraatioista, virtauksista ja lämpötiloista vaikuttivat tilastollisesti merkitsevästi köyhän elektrolyytin kuparikonsentraatioon. Analyysi paljasti epälineaarisista, monimutkaisemmista malleista saatavien hyötyjen jäävän pieniksi estimointivirheiden lisääntyessä selvästi ekstrapoloinnissa. Mallien yksinkertaisuudella saavutettiin luotettavia tuloksia myös muuttuneissa prosessiolosuhteissa. Viiden muuttujan pelkistetty malli jopa paransi sovituksia, implikoiden lievästi muuttuneista olosuhteista. Ulkoilman lämpötilan merkitsevyys mallille huomioitiin virhekuvista. Tulokset ovat käypiä Zaldívarin kesäolosuhteissa, muissa olosuhteissa tulokset on testattava uudelleen. Yksinkertaistettu yhden linjan mallitusstrategia, jossa häviää hieman lisäinformaatiota, antaa riittävän hyviä tuloksia linjojen ja ohjausmetodien samankaltaisuuden takia.Description
Supervisor
Jämsä-Jounela, Sirkka-LiisaThesis advisor
Yllö, ErkkiKeywords
copper, kupari, solvent extraction, uutto, automation, automaatio, analysis, analyysi