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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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sos

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

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e Pa

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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

umul

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ssin

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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100

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

15

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30

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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

0

10

20

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50

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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: juliana.colacioppo@metso.comE-mail: toshihiko.ohashi@metso.com

Metso Minerals Process Technology Asia Pacific24 Lavarack Ave., Eagle Farm, Qld 4009AustraliaTel: +61-7- 3623 2960/2961 Fax: +61-7- 3868 2105E-mail: Walter.Valery@metso.comSite: www.metsominerals.com/processtechnology