sim 2014 - palestra integração e otimização de recursos (walter valery)

© Metso www.metso.com

Metso Tecnologia de Processos e Inovação

(PTI)

2014

Integração e Otimização de

Processos (PIO) da Mina à Usina

Walter Valery


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


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


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

6

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


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

7

Eficiência dos Estágios versus Eficiência Global

Perfuração e DesmonteCominuição

(Redução de Tamanho)Separação

(Flotação/lixiviação, etc.)


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.)

© Metso www.metso.com9

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


Estrutura da Abordagem

10

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)


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

11

Variabilidade do índice RQD em um corpo de minério


Caracterização de minérios

• A ideia é criar domínios diferentes com propriedades similares de desmonte, britagem, moagem e flotação

12

Definição dos domínios de minério no modelo de blocos

Domínio 1Domínio 2Domínio 3Domínio 4

Etc.


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


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

14

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


Rastreamento de minério

15

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


• 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.

16

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


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.

17

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


• 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.

18

Desenvolvimento de modelos e simulações

Desmonte Cominuição Flotação

Otimização integrada


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)

19

Maximização da lucratividade

Alcançado sem qualquer despesa adicional de capital


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


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


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

22

Optimização da vida útil da mina


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

23

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

24

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

© Metso© Metso

SmartTagsTM – Da mina ao porto

25

• 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

© Metso© Metso

ProdutoF

SmartTagsTM – Da mina ao porto e além

26

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


Tag ID, t

Tag ID, t

QA/QC

Tag ID, t


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

27


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 %


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.

29

Aumento da Produção

Geral

9,2 % Redução do

consumo específico de

energia

5,7 %


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 %


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

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