Sim 2014 - Palestra Integração e otimização de recursos (Walter Valery)
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Transcript of Sim 2014 - Palestra Integração e otimização de recursos (Walter Valery)
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Metso Tecnologia de Processos e Inovação
(PTI)
2014
Integração e Otimização de
Processos (PIO) da Mina à Usina
Walter Valery
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Apresentação
2
PTI• Introdução à PTI da Metso
• Integração e Otimização de Processos- Metodologia- Benefícios (produtividade/consumo de energia)
• GeoMetsoTM – Modelagem geometalúrgica
• Da Mina ao Porto – Rastreamento do Produto
• Estudos de caso
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IntroduçãoA Equipe PTI
3
32 engenheiros em todo o mundo: • mineração• metalurgia• química• elétrica• software
10 PhDs, 5 MSc/MBAs
Extenso banco de dados operacionais
Mais de 400projetos entregues em todo o mundo
Mais de 350 artigos publicados
Reconhecimento Recente da Área de PTI - Vencedor do iAwards 2010- Premiada com a Medalha de Ouro da CEEC -Coalizão para Cominuição Eco-eficiente, 2012 - Prêmio Jovens Autores IMPC2012
Mais de 160 anos de experiência operacional com base em plantas Ampla consultoria, além de uma grande experiência em pesquisa e desenvolvimento
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Produtos e Serviços
Pesquisa• Pesquisa colaborativa interna e
externa• Orientada para o cliente• Colaboração com mais de 10
universidades e instituições de pesquisa ao redor do mundo
Serviços de Laboratório e Plantas-piloto • Caracterização de Minérios• Perfuração e desmonte• Britagem• Moagem• Flotação
Produtos• Sistemas Inteligentes:
rastreamento de minério, monitoramento acústico e de desgaste, sistemas de controle
• Mais de 50 sistemas vendidos em todo o mundo
• Software e hardware avançados
Tecnologia e Inovaçãode Processos
Serviços e Produtos
Consultoria• Integração e Otimização de
Processos da Mina à Usina• Otimização dos processos de
perfuração e desmonte, britagem, moagem e flotação
• Melhoria contínua• Previsão da produtividade e
geometalurgia
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Localizações da PTI (Escritórios e Projetos)
5
BrisbaneSorocaba, BrasilSantiago, Chile
Lima, Peru
Irapuato,México
Ancara, Turquia
Tampere, Finlândia
Chelyabinsk Rússia
Perth
EscritóriosProjetos
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Projetos PTI no Brasil
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Salobo: •Testes de laboratório, modelagem e simulação de remoagem•Simulações de Remoagem com Vertimill• Integração e Otimização de Processos (PIO)
Carajás (Vale): Optimização da Operação de Minério de Ferro em Carajás
Planalto: Projeto de Estimativa de Fragmentação do ROM
RPM (Kinross): •Optimização do Circuito de Moinhos SAG, RPM •Estudo de escopo para Integração e Optimização de Processos •Revisão de Opções de Expansão do Circuito de Moagem para RPM •Otimização do Circuito de Moagem MLS / PTI •Sistema SmartEar para Paracatu
Pitinga (Mineração Taboca): •Avaliação do circuito de moinhos de bolas para moinho de barras
Ipiaú (Mirabela):Integração e Otimização de Processos (PIO) Global
Morro do Pilar: Estimativa de Fragmentação do ROM
Itabirito: Testes SMC para o Projeto Itabirito
Ouvidor (Copebrás): •Integração e Otimização de Processos (PIO)
Serra Azul: Estimativa de Fragmentação do ROM
Centro PTI de Sorocaba •Fragmentação ROM, MMX•Fragmentação ROM, Bemisa•Pacote de serviços, Lafarge•Testes de laboratório, Minerconsult/Ausenco•Testes crushability, Onça Puma, Vale•Pacote de serviços, Anglo
Maracá (Yamana): •Otimização desmonte•Pacote de serviços
Paragominas (Norsk Hydro):•Avaliação da expansão do circuito•Otimização do circuito de britagem
Fosfertil•Integração e Otimizaçãode Processos (PIO)•Testes Bond index
AngloGold Ashanti: •Avaliação e otimização moinho SAG
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Integração e Otimização de Processos (PIO)
A operação de mineração é essencialmente uma série de operações interconectadas e, portanto, interrelacionadas, com o desempenho
de uma operação afetando o desempenho da outra
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Eficiência dos Estágios versus Eficiência Global
Perfuração e DesmonteCominuição
(Redução de Tamanho)Separação
(Flotação/lixiviação, etc.)
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Integração e Otimização de Processos (PIO)Eficiência dos Estágios versus Eficiência Global
• Muitas vezes, os principais parâmetros monitorados em cada estágio não consideram o impacto sobre os processos posteriores
• Optimizar cada estágio de forma isolada pode não resultar na otimização do processo global
8
Tonelagem
Controle do Teor Mineral
Tonelagem
Energia
Distribuição do tamanho das partículas
Teor Mineral
Recuperação
Perfuração e Desmonte
Cominuição(Redução de Tamanho)
Separação(Flotação/lixiviação, etc.)
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Perfuração e DesmonteCominuição
(Redução de Tamanho)Separação
(Flotação/lixiviação, etc.)
Processo de Integração e Optimização (PIO) de cada estágioda operação global
Tonelagem Controle do Teor Mineral
TonelagemEnergia
Distribuição do tamanho das partículas
Teor MineralRecuperação
Integração e Otimização de Processos (PIO)Eficiência dos Estágios versus Eficiência Global
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Estrutura da Abordagem
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Escopo do projetoColeta de dados, identificação de problemas, gargalos de produção e oportunidades de melhoria. Definição do plano do projeto
Benchmarking, auditorias e amostragemAuditorias e amostragem dos principais processos (perfuração e desmonte, cominuição, separação). Benchmarking com extenso banco de dados de operações ao redor do mundo
Modelagem e simulação Modelos específicos para a planta são desenvolvidos para os processosprincipais. Os modelos são integrados para representar o processo total. Estudos de simulações para melhorar a eficiência geral da operação.
Melhoria contínua
Validação e implementaçãoPlano de implementação de estratégias de otimização baseado nos fatores condicionantes da mina e da planta e na análise do custo/benefício. Os principais indicadores de desempenho são medidos para validação e ajuste fino.
Caracterização de minériosOs domínios de minério são definidos com base na caracterização dos minérios
Rastreamento de Minério
para vincular a origem e
propriedades do minério ao
desempenho do processo
Manutenção dos benefíciosTreinamento e incorporação de mudanças nos procedimentos da planta.
Integração e Otimização de Processos (PIO)
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Caracterização de Minérios
Estr
utur
a da
Roc
ha
Res
istê
ncia
da
Roc
ha
Qualidade da rochaÍndice RQD
Frequência de Fraturas
Mapeamento de falhas
•Teste de Carga Pontual•Teste de Impacto (Drop Weight Test)•Índice Bond •Teste SMC •UCS
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Variabilidade do índice RQD em um corpo de minério
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Caracterização de minérios
• A ideia é criar domínios diferentes com propriedades similares de desmonte, britagem, moagem e flotação
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Definição dos domínios de minério no modelo de blocos
Domínio 1Domínio 2Domínio 3Domínio 4
Etc.
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Optimização da fragmentação de desmonte
Análise de Imagem do ROM
Efeito do tamanho de alimentação (F80) na potência e produtividade do moinho13
Medição, modelagem e simulação
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Domain 3 Domain 6 Domain 98 x 8 - 7 m 6 x 7 - 6.5 m 6 x 7 - 6.5 m
70:30 70:30 70:300.34 kg/dmt 0.54 kg/dmt 0.54 kg/dmt
40 m/hr 16.5 m/hr 11 m/hrDomain 2 Domain 5 Domain 8
9 x 10 - 8 m 6 x 7 - 6.5 m 6 x 7 - 6.5 m 70:30 70:30 70:30
0.21 kg/dmt 0.54 kg/dmt 0.54 kg/dmt55 m/hr 16.5 m/hr 11 m/hrDomain 1 Domain 4 Domain 7
10 x 10 - 8 m 8 x 8 - 7 m 6 x 7 - 6.5 m 50:50 70:30 70:30
0.22 kg/dmt 0.34 kg/dmt 0.54 kg/dmt55 m/hr 40 m/hr 16.5 m/hr
3 - 6
> 6
0 - 30 30 - 60 > 60
0 - 3
• Os projetos de desmonte são otimizados para cada domínio de minério
• Proporciona um tamanho de alimentação consistente e otimizado para os processos posteriores
• Evita o desmonte excessivo em domínios de minérios mais macios - reduzindo o consumo de energia e os custos - prevenindo a produção excessiva de ultrafinos
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Livro de receitas de desmonte
Índice de Carga Pontual
Índice RQD
Mac
ioD
uro
Fraturado Em Blocos
Comprimento Decorrente
Razão de Carga
Nome do Domínio
Espaçamento dos Furos
Tipo de Explosivo
Taxa de Penetração da Broca
Domain 56 x 7 - 6.5 m
70:300.54 kg/dmt
16.5 m/hr
Optimização da fragmentação de desmonte
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Rastreamento de minério
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Da mina à usina com SmartTag™
As SmartTags são colocadas com o minério de origem na mina
(furos, pilhas de minério bruto, etc.)
As etiquetas sobrevivem ao desmonte e viajam com o
minério
As etiquetas são detectadas quando
passam por antenas em pontos críticos antes da moagem
Sem fonte de energia interna, podem permanecer nas
pilhas de minério por longos períodos
As SmartTags são resistentes
transponders de rádiofrequência
(etiquetas RFID).
As propriedades físicas do minério na mina podem então ser vinculadas aos dados de
desempenho da planta baseados em tempo
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• As SmartTags vinculam o desempenho da planta com a origem e características dos minérios.
• Desenvolve e valida modelos específicos da planta
- Desmonte- Cominuição - Flotação
• Melhora a precisão e previsão de desempenho com base em dados geometalúrgicos.
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Rastreamento de Minério SmartTagTM
Vinculando as propriedades dos minérios com o desempenho da planta
1500
1700
1900
2100
2300
2500
2700
2900
3100
3300
3500
15-Jan 00:00 15-Jan 12:00 16-Jan 00:00 16-Jan 12:00 17-Jan 00:00 17-Jan 12:00
Time
Thro
ughp
ut (t
ph)
0
200
400
600
800
1000
1200
Tag
num
ber
SAG Tonnage
Detected Tags
'Low' throughput 'High' throughput
Baixa produtividade com o material
do local A
Alta produtividade com o material
do local B
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Otimização integrada
• Com a origem do minério conhecida, os modelos de desmonte, cominuição e flotação são desenvolvidos para cada domínio de minério através de auditoria, amostragens e dados históricos.
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Desenvolvimento de modelos preditivos específicos da planta
PebblesMinérioROM
Moinhos SAG
Moinho de Bolas
Reservatório e Bomba
Conjunto de Hidrociclones
Domínios
Desmonte
Banco de Flotação
Previsões de Produtividade
eRecuperação
Pontos de Amostragem
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• Os modelos específicos da planta são integrados para representar o processototal.
• Os modelos são usados para executar simulações e identificar possíveisgargalos de produção, fatores condicionantes e oportunidades de melhoria.
• Desenvolvimento de uma estratégia operacional específica para a planta,integrada e pró-ativa, a fim de alcançar e manter os níveis de produtividade erecuperação do projeto.
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Desenvolvimento de modelos e simulações
Desmonte Cominuição Flotação
Otimização integrada
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Benefícios da PIO
• Maximização da produção geral (mina e usina)
- Tipicamente de 5 a 20%
• Redução do custo de operação geral
• Melhor estabilização do processo
- Melhor desempenho de processamento
- Recuperação e teor mineral (qualidade do produto)
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Maximização da lucratividade
Alcançado sem qualquer despesa adicional de capital
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Benefícios da PIO
• O aumento da produtividade com a mesma potência instalada resultou na redução do consumo de energia por tonelada
• Exemplo 1: - Redução de 23% da energia
específica de moagem em Antamina
- Premiado com a Medalha CEEC 2012
• Exemplo 2:- Redução de 30% no consumo
total de energia em uma mina de cobre-zinco
20
Redução do consumo de energia e de emissões de GEE
2600 tph
4400 tph
14 kWh/t
10.7 kWh/t
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Before After
Ener
gia
Espe
cífic
a (k
Wh/
ton)
Prod
utiv
idad
e (to
n/h)
PIO Antamina
Throughput Specific Energy
Redução de 23% da energia específica
de moagem
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Benefícios da PIO a longo prazo
• Desenvolvimento de modelos precisos de previsão da produtividade
21
Optimização da vida útil da mina
Mais de 3 anos e meio, Mais de 3 anos e meio, previsões diárias de previsões diárias de ±± 46 ton/h ou 0,8% 46 ton/h ou 0,8%
• Os modelos integrados específicos da planta permitem a previsão da produtividade e do desempenho de recuperação para cada domínio de minério.
• Combinados com o plano da mina para prever a produção ao longo de sua vida útil
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Benefícios da PIO a longo prazo
• Facilita o planejamento de longo prazo da minha para maximizar arentabilidade
- Determina a relação ideal de corte de receita
- Optimiza as estratégias de 'blending’ e fornecimento de minério
• Melhora a reconciliação
• As despesas de capital para atender às necessidades de produçãopodem ser previstas com antecedência
• A planta recebe um aviso prévio do(s) tipo(s) de minério a ser(em)processado(s) e podem ser feitos ajustes em relação às condiçõesoperacionais para otimizar o desempenho da planta
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Optimização da vida útil da mina
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GeoMetsoTM – Modelagem Geometalúrgica Automatizada
• Metodologia específica da planta estruturada para modelagem geometalúrgica• Para obter o desempenho ideal sob uma perspectiva de longo prazo• Adota modelos de blocos existentes e o rastreamento de minérios SmartTag™
para vincular os dados de desempenho da planta com a origem do minério eatualizar o modelo de blocos com dados reais do desempenho da planta,medidos em tempo real
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Classe de minério
Domínio 1
Domínio 2
Domínio 3
Domínio 4
Domínio 5
Domínio 6
Domínio 7
Domínio 8
Domínio 9
Dados reais da planta (ton/h, recuperação, teor mineral)
Atualização automática do modelo de blocos em
tempo real
Rastreamento de Minério
SmartTagTM
DCS da Planta/Dados
Históricos
© Metso© Metso
Classe do minério
Domínio 1
Domínio 2
Domínio 3
Domínio 4
Domínio 5
Domínio 6
Domínio 7
Domínio 8
Domínio 9
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Banco de dadosSmartTagTM
DCS/Histórico
dos dados
Tag ID,(x,y,z)
Dados
Horário
tph, recuperação, teor
Tag ID, Horário Tag ID, Horário
GeoMetsoTM – Solução Geometalúrgica AutomatizadaAtualização do modelo de blocos com dados da planta em tempo real
Simulated throughput, recovery, grade for every ore Domain
Atuliazação dos dados em tempo real alimentam o modelo de blocos
Modelo de
blocos
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SmartTagsTM – Da mina ao porto
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• Propriedades como forma, teor, textura,umidade, cinza, enxofre, fósforo, potencialenergético, etc, podem ser identificados emonitorados
• Facilita a otimização da planta, classificação e‘blending’ para maximizar o valor do produtofinal
• Armazenagem e blendagem podem sermonitorados e comparados com meta dequalidade
• Mudanças inesperadas podem ser detectadasrapidamente e evitar problemas antes decarregar o navio
• Permite uma reconciliação precisa
• Permite o monitoramento e otimização daoferta de produtos e logística de transportes
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ProdutoF
SmartTagsTM – Da mina ao porto e além
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SmartTag™ Ponto de
Detecção 1
Mina X
SmartTag™ Banco de
dados
Vendastécnicas e Marketing
Mina
Modelos de recursos•Lump, Finos
•Teor•Textura•Cinza•Umidade, etc….
Mina Y
Mina Z
ProdutoE
Tag ID, t
Estratégia de blendagem
SmartTag™ Ponto de Detecção 2
ProdutoD
SmartTag™ Ponto de Detecção 4
Tag ID, t
Tag ID, t
QA/QC
Tag ID, t
SmartTag™ Ponto de Detecção 3
Tag ID (x,y,z)
QA/QC Final
ProdutoC
ProdutoB
ProdutoA
Estudos de CasoMina Antamina, Peru
Mina Cerro Corona, Goldfields, PeruMina Batu Hijau, Newmont, Indonésia
Mina El Abra, Freeport, Chile
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Mina Antamina, PeruAumento da produção com o tratamento de minérios duros em Antamina
• Nossos serviços envolveram a otimização da perfuração e desmonte, danos às paredes da mina, controle de diluição do teor mineral e otimização completa do circuito de moagem.
• O aumento da produção com a mesma potência instalada reduziu o consumo de energia por tonelada.
28
Aumento da produção de minérios duros
23 % Redução do consumo específico de energia
A PTI da Metso e a Antamina foram premiadas com a
Medalha CEEC 2012 (Coalizão para Cominuição Eco-eficiente)
30 %
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Mina Cerro Corona, Goldfields, Peru Estudo de Otimização
• Aumento da produção sem despesas de capital.
• Melhorias significativas foram alcançadas na produtividade dos moinhos SAG e no consumo específico de energia.
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Aumento da Produção
Geral
9,2 % Redução do
consumo específico de
energia
5,7 %
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Mina Batu Hijau, Newmont, IndonésiaEstudo de otimização e modelagem de previsão de produtividade
30
• A PTI da Metso realizou estudos deotimização e eliminação de gargalo doprocesso para melhorar o desempenho.
• Um modelo de previsão de produtividadefoi desenvolvido e implementado.
“O grupo Metso forneceu serviços inestimáveis de cominuição e consultoria geometalúrgica para nossa Mina de cobre Batu Hijau na Indonésia”.
Robert Dunne – Metalurgista do Grupo
Aumento sustentável da produção7-17 %
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Mina El Abra, Freeport, ChileOtimização dos circuitos de britagem
31
As simulações de processos da PTI da Metso demostraram que, atualizando os britadores secundários e terciáriospara MP1250 e implementando a otimização de desmonte, a produção aumentaria em 26%.
Os Britadores foram atualizados e PTI otimizou o desmonte
BritadorPrimário
3 x MP1000Britadores
Secundários
6 x MP1000Britadores Terciários
Análises de Imagem eTestes de Caracterização
de Minérios Minério Mais Duro
Circuitos de britagem secundária e terciária em plena capacidade
O produto do circuito de britagem terciária era muito grosso
company/metso metsogroup metsoworldmetsoworld metsogroup
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