TTM Tecnologia de Processos
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Integração e Otimização de Processosda Mina à Usina
Toshihiko Ohashi - Metso Minerals Aplicação Crushing Screening
Juliana Colacioppo - Metso Minerals Tecnologia de Processos América do Sul
Walter Valery - Metso Minerals Tecnologia de Processos Austrália e ÁsiaPacífico
Curso de Mineração Metso
18 de maio de 2006
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Integração e Otimização de Processos
• Desenvolvimento de estratégias integradas de operação e controle de mina à usina, objetivando otimizar os resultados da operação e consequentemente maximizar o retornosobre o capital investido.
Novas Soluções e Aumento da Lucratividade
Mina
Otimização dos Equipamentos e
Processos
Instrumentação, Controle e Automação
Gerenciamento de Informação e Suporte Remoto
Retorno Sobre o Capital Investido
Retorno Sobre o Capital Investido
Integração e Otimização de Processos
Integração e Otimização de Processos
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O que é requerido?
•• Metodologia ApropriadaMetodologia Apropriada-- científica e estruturadacientífica e estruturada-- objetiva sem conclusões predefinidasobjetiva sem conclusões predefinidas
•• Comprometimento de condução no localComprometimento de condução no local-- recursos (tempo, pessoas & capital)recursos (tempo, pessoas & capital)
•• Planejamento e CooperaçãoPlanejamento e Cooperação-- entre todas as fases do circulo de operação entre todas as fases do circulo de operação -- geologia, mina & geologia, mina &
usinausina
Objetivo: aumentar os lucrosObjetivo: aumentar os lucros
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Metodologia•• Medidas das características das rochas para diferentes tipos de Medidas das características das rochas para diferentes tipos de
minériosminérios-- DetonabilidadeDetonabilidade –– estruturas e dureza das rochasestruturas e dureza das rochas-- MoabilidadeMoabilidade –– dureza das rochas (propriedades de quebra)dureza das rochas (propriedades de quebra)-- Separação Separação –– composição do mineral, tamanho do grão, textura e grau composição do mineral, tamanho do grão, textura e grau
de alteraçãode alteração
•• Reconhecimento que a operação de cada processo Reconhecimento que a operação de cada processo impactaimpacta no no ótimo desempenho do processo total.ótimo desempenho do processo total.-- qualidadequalidade do produto fornecido para o ‘cliente’do produto fornecido para o ‘cliente’-- “correlações no processo inteiro” “correlações no processo inteiro” –– pontos fracos afetam o bom pontos fracos afetam o bom
desempenho de todo o processodesempenho de todo o processo
•• Compromisso demonstrado:Compromisso demonstrado:-- Implementação em longo termoImplementação em longo termo-- Habilidade para manter os benefícios no ambiente de produçãoHabilidade para manter os benefícios no ambiente de produção
ObjetivoObjetivo: : maximizarmaximizar osos lucroslucros
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Integração e Otimização de ProcessosPorque integrar
• Otimização Segmentada - Processo ConvencionalÓtimo desmonte + Ótima britagem + Ótima moagem ≠ Máx. ($$$)
Um aumento de 100% nos custos de perfuração e desmonte pode ser compensado por:• 25% de redução nos custos de escavação e transporte ou• 14% de redução nos custos de britagem ou• 11% de redução nos custos de lixiviação ou• 7% de redução nos custos de moagem
• Otimização IntegradaÓtimo (desmonte + britagem + moagem + …) = Máx. ($$$)
3.7520,0Moagem1.752,0Britagem0.150,2Desmonte
Custo ($/t)Energia (kWh/t)
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Benefícios da Integração e Otimização de Processospara a Indústria Mineral
• Atingir capacidade e eficiência máxima de equipamentos e processos
• Aumento de taxa de alimentação sem investimento de capital:- Com os mesmos equipamentos- Mesma potência instalada
• Redução dos custos por tonelada• Aumento da produção de produtos de
maior valor• Flexibilidade para atender a demanda
sazonal de produtos• Aumento da disponibilidade de
equipamentos• Redução do consumo de energia• Redução de emissão de gases
causadores do efeito estufa.
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Benefícios Medidos em Minerações
• Aumento da capacidade da planta de 5 a 20% (sem investimento adicional em equipamentos)
• Benefícios adicionais:- Redução do tempo de
carregamento na mina de 5 a 10%- Redução dos custos de
carregamento e transporte na mina de 8 a 10%
• Existe um benefício de redução de custo de manutenção dos equipamentos de carregamento, transporte e beneficiamento que está sendo quantificado atualmente.
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Integração e Otimização de ProcessosMetodologia
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Integração e Otimização de ProcessosFerramentas aplicadas
Caracterização Jazida/Minério
• JKSimmet/MMPT-AP• Modelos Dinâmicos • Outros
Modelamento e Simulação
Simulações de Desmonte
Instrumentação e Controle
VisioFrothSist. de ControleAvancado e
Gerenciamento
VisioRock
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Qual é o ótimo tamanho de alimentação do circuito?
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10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 100 1000
Size (mm)
% C
umul
ativ
e Pa
ssin
g
Top Size
Finos
Tamanho Intermediário
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Ótimo Tamanho: Multiplos Estágios de Britageme Moagem
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100
1 10 100 1000
Size (mm)
% C
umul
ativ
e Pa
ssin
g
O O maismais fino fino possívelpossível
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Tamanho Ótimo: Moagem SAG
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1 10 100 1000
Size (mm)
% C
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e Pa
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g
TamanhoTamanho CríticoCrítico
FinosFinos
Top SizeTop Size
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Medidas da granulometria das partículasgrossas
Peneiramento• Prós
- relativamente acurado
• Contras- produção discontínua- trabalho intensivo- demorado- muito caro- impracticável
Análise de imágens• Prós
- sistema online- sem interrupção da produção- representativo- relativamente barato- eficiente- rápido
• Contras- preciso?- Dificuldades para medir finos
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Como medir a fragmentação?
Sistemas de análise de imagens
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sos Efeitos do tamanho de alimentação –
Cobre Pórfiro - (36ft SAG Mill)
(mm)
(t/h)
(kWh/t)
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Efeito do tamanho de alimentação no moinho SAG – Cobre/Ouro 36ft SAG Mill
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Efeito do tamanho de alimentação no moinho SAG – Cobre Pórfiro 36ft SAG Mill
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5
Granulometría Alimentación (P80) [pulg]
tph
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Como mudar o tamanho de alimentaçãoem longo termo?
• Instalação de capacidade de adicional de britagem prévia aocircuito de moagem SAG
• Modificação do ROM através de mudanças no desmonteutilizando a capacidade existente de britagem
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Caracterização - Estrutura e Dureza
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sos Simulação e Modelamento Matemático de
Fragmentação do Desmonte
Fragmentação grossa controlada pela estrutura
Crushed zonecerca do furo
Explosive column (L)Explosive column (L)Explosive column (L)
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Oeste Leste
ST GMD1ST GMD4
ST GMD3
ST GMD2 Oe GMD4
ST B
FB
Caracterização Jazida/MinérioDefinição de Domínios
Indicador de presión con agujaindicadora del punto máximo
Válvula dedescarga
Bomba de mano
Platina fija
Pistónhidráulico
Platinamóvil
Estructura rigida
Determinação de Dureza - Teste de Carregamento Pontual
Determinação de Blocos In Situ
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Métodos para a determinação da dureza
Drop Weight TestTeste de Carga Pontual
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Definition of Fragmentation Domains
Fragmentation Domains
Strength Structure
+
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Resultados de caracterização da estrutura: distribuição granulométrica: blocos in situ
X50 and X80 vs Structural Domain (Oroya and Stores Cutback)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
OYGMD1 OYGMD2 OYGMD3 OYGMD4 OYPB STGMD1 STGMD2
Structural Domain
Insi
tu B
lock
Siz
e (m
3 )
X50
X80
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Resultados do Índice de Carga Pontual
0
5
10
15
20
25
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Is50
Freq
uenc
y
BrechaDiorita
NorteSul
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DefiniçãoDefinição dos dos DomíniosDomínios de de DesmonteDesmonte paraparaBatuBatu HijauHijau
V-FSV-FHV-CSV-MMV-MHV-CMV-CHD-FSD-FMD-CSD-CMD-CHIT-MMIT-MHIT-CHeT-CH
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P80 BritadorPrimário, todosdados
0 - 45mm
45 - 60mm
60 - 75mm
75 - 110mm
Apr 03 to Mar 2004
FragmentaçãoFragmentação CorrespondenteCorrespondente paraparaDiferentesDiferentes DomíniosDomínios
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sos Desenhos de Desmonte Otimizados paraDesenhos de Desmonte Otimizados para
Batu HijauBatu Hijau• Implementação de planos de fogo “Cookbook” para Batu Hijau baseados
nos domínios de desmonte por RQD e PLI
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sos Fatores de Carga para o Desmonte
Fatores de Carga históricos vs Dureza das Rochas
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
0 50 100 150 200 250UCS (MPa)
Pow
der F
acto
r (kg
/m3)
Before PIO
After PIO
After PIO
Before PIO
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Marandoo - antes
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Marandoo - depois
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Etiquetas Eletrônicas de Freqüência de Rádio
• Custo baixo• Identidade única• Passiva, sem bateria• Encapsulada em goma e resina, sobrevive até a britagem
secundária• Pode ser lida até 1m de distância
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Etiquetas Eletrônicas
DETECTOR
DETECTOR
[ID,x,e,z]
[ID, time]RECEPTOR
POST BLAST
POST CRUSHER
SAG1 MILL FEED
[ID, time)
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Posicionamento de etiquetas eletrônicas no tampão
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Posicionamento de etiquetas eletrônicas na pilha após o desmonte
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sos Antena no produto de britagem
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sos Antena na alimentação do moinho
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Localização das etiquetas eletrônicas nosfuros de detonação
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Posição de etiquetas nos furos e pilha após o desmonte
(Red symbols are in blasthole pre-blast and Blue symbols are on muckpile post-blast)
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sos Detecção das etiquetas e tonelagem no moinho
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19-Jan 06:00 19-Jan 18:00 20-Jan 06:00 20-Jan 18:00 21-Jan 06:00 21-Jan 18:00 22-Jan 06:00 22-Jan 18:00
Tag
#
-
500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
SAG
1 To
nnag
e (tp
h)
Friday Saturday
Tags in BlastholesTags on Muckpile
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sos Análise de Tonelagem no Britador Primário
0
5
10
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20
25
30
35
40
500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 5,500 6,000 6,500 7,000Crusher Tonnage (tph)
% o
f Mea
sure
men
ts
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sos Alimentação e produto do britador primário
durante amostragem
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20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 100 1000 10000Particle Size (mm)
Cum
ulat
ive
% P
assi
ng
Feed (photographs)Product (belt sample)
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Amostragem do Produto de Britagem Primária
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Análise da distribuição do tamanho de bolas
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0.1 1 10 100 1000Particle Size (mm)
Bre
akag
e R
ate
0.1 1 10 100 1000Particle Size (mm)
Bre
akag
e R
ate
75mm ball75mm ball
100mm ball100mm ball
Taxas de Quebra – Moinho de bolas
peakpeak
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Taxas de Quebra – Moinho SAG
0.1 1 10 100 1000Particle Size (mm)
Bre
akag
e R
ate
attritionattrition
impactimpact
‘‘critical size’critical size’regionregion
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Balanço e Modelamento do Circuito de Moagem
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Predições diárias
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
7500
25-Dec-01 15-Mar-02 03-Jun-02 22-Aug-02 10-Nov-02 29-Jan-03 19-Apr-03 08-Jul-03 26-Sep-03 15-Dec-03
TPH
Actual
MMPT model
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Estudos na fase de projeto/ design - Greenfield
Projetos executados – Cases
Projetos em andamento
Kennecott - Cobre
CVRD Sossego - Cobre
RPM - Ouro
IOC - Ferro
Alumbrera – Cobre/ OuroLos Pelambres - Cobre
Los Bronces - Cobre
Highland Vallee – Cobre
Anglogold Ashanti - Ouro
Morila - Ouro
Boliden Atik - Cobre
De Beers - Diamante
Kisladag - Ouro
Batu Hijau - CobrePorgera - Ouro
Hamerslee - FerroMarandoo - Ferro
BHP - FerroBodington - Ouro
Fimiston - Ouro
KCGM - OuroWCM – Níquel/ Urânio
St. Ives - OuroRavenswood - Ouro
Cadia – Ouro/ CobrePasminco - Zinco
Ernest Henre - Ouro
Salobo - Cobre
Integração e Otimização de Processos de Mina à UsinaProjetos pelo mundo
Candelaria - Cobre
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Metso Minerals Tecnologia de Processos América do SulAvenida Independência, 2500CEP 18087-050 Sorocaba-SP BrasilFone: +55 15 2102 1633E-mail: [email protected]: [email protected]
Metso Minerals Process Technology Asia Pacific24 Lavarack Ave., Eagle Farm, Qld 4009AustraliaTel: +61-7- 3623 2960/2961 Fax: +61-7- 3868 2105E-mail: [email protected]: www.metsominerals.com/processtechnology