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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:
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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:
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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®
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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:
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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:
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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:
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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:
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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:
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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:
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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:
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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:
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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