CONTROL Y OPTIMIZACIÓN DE MOLIENDA UNA REVISIÓN Dada la complejidad de la naturaleza de los circuitos de molienda, a menudo se encuentra que los sistemas de control convencionales no atacan los problemas que se presentan. Estos incluyen: • • • • • Tiempos de respuesta largos de proceso. Interacciones multivariables y presencia de perturbaciones. Sistemas no lineales con una dinámica que varía en el tiempo. Restricciones sobre variables. Falta de mediciones confiables en el proceso. El Sistema de Control Avanzado MillStar tiene un conjunto completo de estrategias que pueden ser aplicadas para proporcionar una solución de control innovada para casi cualquier configuración de circuitos de molienda. Los principales objetivos son: • • • • Estabilidad de la alimentación de mineral al molino. Controlar la calidad del producto entregado a los procesos aguas abajo. Optimizar el tonelaje procesado y la eficiencia de la molienda. Proporcionar una solución de control robusta. Interface del Usuario Optimización Controlador de Segregación de Mineral Controlador de Alimentación MillStar Controlador de calidad de producto y control de descarga Controlador Model Predictivo (MPC) de MillStar Controlador especial de Millstar para tanques de descanso Estimador de tamaño de partícula de MillStar Estimador de densidad de la descarga del molino Estimador de carga de bolas Filtro de la potencia del molino Filtraje inteligente y detección de fallas para señales de nivel, de densidad, de tamaño de partícula, de flujo y de presión. Estabilización Estimadores Detección de fallas y acondicionamiento de señales Nivel de control de planta Instrumentación de planta. A global leader in mineral and metallurgical innovation Planta Optimizador de Potencia BENEFICIOS GLOBALES DE MILLSTAR® • • • • • • • • • Proporcionar una alimentación más consistente a los procesos que siguen, incrementando de esta forma la recuperación. Maximizar el tonelaje procesado. Uso óptimo de los molinos. Soluciones a la medida. Mejor control de la alimentación al molino. Mejor manejo del material fino y grueso de alimentación evitando de esta forma la sobrecarga del molino. Evitar violación de restricciones lo que facilita la operación diaria. Control robusto para manejar efectivamente las fallas de instrumentos. MillStar tiene un periodo típico de retorno de la inversión de sólo unos pocos meses. INVESTIGACIÓN Mintek tiene una orgullosa historia de investigación en la industria de procesamiento de minerales y continuamente se esfuerza en extender su conocimiento en este campo por medio de: • • • Asociación con la industria. Colaboracion interdivisional con otras divisiones de la compañía (procesamiento de minerales, mineralogía, etc). Interaccion con universidades. MANEJO DE MATERIALES CONTROL DE LA ALIMENTACIÓN DE MINERAL AL MOLINO La operación suave u ordenada de un circuito de molienda no es fácil de conseguir debido a: • • La naturaleza variante del material de alimentación (en tamaño, dureza, etc.) La no favorable dinámica no favorable ente alimentadores y medidores de flujo de alimentación. Esta dinámica degrada el comportamiento de controladores PID, haciendo que la optimización de la alimentación de mineral sea un desafío más exigente desafiante. El controlador de alimentación de mineral de MillStar permitirá: • • • Compensar la dinámica de alimentación por medio del modelado de las respuestas de los alimentadores. Adaptarse debido a errores en el modelo. Ajustar la velocidad de los alimentadores en una razón o proporción deseada. En el gráfico de la figura se muestra una comparación entre el control de la alimentación usando un control PID y el controlador de alimentación de MillStar para la planta descrita. Es notorio que el seguimiento del setpoint es mucho mas ajustado y rápido cuando se usa el controlador de MillStar. Silo Control de Alimentación de Sólidos – Control de Alimentación al Molino Alimentadores 80 75 70 65 50 14:04 14:06 14:08 (40 Seg) Retardo de tiempo 60 55 13:58 14:00 14:02 Molino 1 minute 13:42 13:44 13:46 13:48 13:50 13:52 13:54 13:56 Silo Control de Alimentación de Sólidos – Controlador PI 85 80 75 70 65 60 5 minutes 55 50 Tiempo CONTROL DE LA SEGREGACIÓN DEL MINERAL DE ALIMENTACIÓN (Optimización de la razón de alimentación) En las plantas de molienda alimentadas por un mineral segregado, tales como una pila, el tamaño variable del mineral de alimentación como así también su dureza afectan el tiempo de residencia en el molino y la potencia usada. Cuando la carga del Molino es críticamente alta, se debe cortar la alimentación con el fin de limpiar el molino. Este cambio fuerte en la alimentación de flujo de masa y tamaño de partícula se traspasa al proceso que continua lo que hace que se afecte la recuperación. El Controlador de Segregación de Mineral de Alimentación de MillStar está diseñado para: • • • • • Prevenir sobrecargas en el molino. Ajustar la relación entre material grueso y fino con el fin de hacer un uso óptimo del mineral suministrado y limitar la necesidad de limpiar el Molino. Interactuar con los operadores en la clasificación de grosor de mineral de cada alimentador con el fin de determinar la distribución de tamaño del material de alimentación al molino. Usar técnica avanzadas basadas en modelo con el fin de reducir la variación en la alimentación y de esta forma permitir un aumento promedio del material procesado operando cerca de los límites. Integrarse con otros sistemas visuales o de otros tipos de clasificación de rocas. Cálculo del Grosor del Mineral Grueso Fino Grueso G ueso u Velocidades ociidades de los los Alimentadores Al menta t dor Controlador MillStar de la Segregación de la Alimentación Ajuste Global del Grosor del Mineral Carga o Potencia OPTIMIZACIÓN DE TONELAJE PROCESADO OPTIMIZACIÓN DE POTENCIA En la mayoría de las operaciones de molienda es a menudo mejor operar cerca de los límites de la máxima potencia a usar. La relación potencia-carga es altamente no lineal y se mueve dependiendo de los cambios en la carga de acero y de camisas (liners), haciendo de ésta forma no utilizables las técnicas tradicionales de control y modelado. Con el propósito de mejorar la operación, Mintek ha desarrollado un Optimizador de Potencia que: • • • • Continuamente ´´busca´´ por la operación óptima del Molino cambiando la alimentación de mineral al molino o el setpoint de la carga del molino. Usa los cambios en la carga del molino y potencia para detector cuando el molino está subcargado o sobrecargado. Usa controladores de seguridad para cambiar la alimentación de sólidos y agua al molino con el fin de prevenir sobrecargas en el molino. Estima la curva de carga - potencia y la carga óptima. La optimización del uso de la potencia del molino y el prevenir sobrecargas se traduce en aumentos de tonelaje procesado que se han situado en el rango de 6% a 16%. OPTIMIZACIÓN DE LA CARGA RECIRCULANTE Al optimizar la carga re-circulante es posible maximizar el tonelaje procesado por el circuito de molienda. El optimizador de carga re-circulante ajusta dinámicamente la carga re-circulante para asegurar una eficiencia óptima en la operación del circuito basada en restricciones especificadas por el operador. Esta estrategia es particularmente útil en el caso de molino de sobre derrame (overflow mills). Potencia (кW) 900 800 Potencia 600 10 20 30 40 Potencia (%) 50 Potencia A/B 60 70 Razón de Alimentación Velocidad de los Alimentadores Carga Controlador de Segregación de Mineral Potencia Optimización Sub Cargado, Aumentar Alimentación de Sólidos Aumentar Alimentación de Sólidos 700 500 Sobrecargado, Disminuir Alimentación de Sólidos Aumentar Alimentación de Sólidos 1000 Carga A/B Controladores de Protección Tasa de Alimentación de Sólidos Razón Agua de Alimentación al Molino Planta CONTROL DEL PRODUCTO DE DESCARGA DEL MOLINO EL ESTABILIZADOR DEL CAJÓN Y CALIDAD DE PRODUCTO DE MILLSTAR SE ENFOCA EN: • • • • • Considerar la interacción multivariable entre las variables de entrada y salida de la descarga del molino. Controlar el nivel del cajón y el tamaño del producto y/o densidad del derrame de los ciclones. Minimizar las variaciones de flujo enviados a los procesos que continúan. El uso óptimo o capacidad de amortiguador (buffer) de los cajones y estanques de acondicionamiento. Manejo de restricciones para el nivel del cajón (para prevenir cavitación de bomba y derrames) y de densidad del flujo de alimentación a ciclones (para prevenir bloqueo de tuberías y variaciones de presión). Mintek ha desarrollado un controlador Predictivo basado en modelo (MPC) específico para controlar circuitos de molienda, el cual posee los siguientes atributos: • • • • Controlador multivariable completamente preparado y que puede eliminar eficientemente las interacciones entre variables. Manejo explícito de los límites para las variables de entrada y de salida asegurándose de que las variables se mantienen dentro de los rangos operacionales. Manejo muy eficiente de los tiempos de retardo grandes y de procesos de reacciones lentas. Atributos especiales para el manejo de ruido, integradores y errores de modelo. OTRAS SOLUCIONES Adicionalmente Mintek tiene varios otros productos relacionados al control de circuitos de molienda incluyendo: • • • • • • Control de uso de ciclones en una batería. Filtro para la potencia del molino. Módulo para la adición de bolas de acero. Estimador de la densidad de descarga del molino. Estimador del tamaño de partícula. Detección de fallas Detalles de contacto Website: www.mintek.co.za/millstar.html e-mail: [email protected] Tel: + 27 (0)11 709 4379 A global leader in mineral and metallurgical innovation MINTEK 200 Malibongwe Drive Randburg, South Africa www.mintek.co.za