Controle avançado de processo aumenta eficiência de moagem de minério de ferro
O processo de moagem, que representa uma parcela significativa do consumo energético em usinas de beneficiamento de minério de ferro, impacta diretamente a qualidade do produto e os custos de produção. A implementação de estratégias como o Controle Avançado de Processo (conhecido pela sigla em inglês APC – ferramenta tecnológica de otimização de produção, diminuindo variabilidade e aumentando eficiência) surge como uma solução promissora para otimizar parâmetros do processamento mineral, aumentando a eficiência e a estabilidade operacional.
Antes da implementação do sistema APC, algumas condições operacionais anormais foram observadas na planta da Mineração Usiminas a qual o projeto foi introduzido. Uma condição relativamente frequente era a combinação de uma carga circulante muito alta (520%) com um desvio também muito alto nos hidrociclones (72,5%) – este último o dado foi relacionado à quantidade de finos que retornavam ao moinho de bolas, em vez de serem direcionados ao produto do circuito de moagem. Assim, constatou-se altíssima ineficiência na classificação para o circuito.
Também foi observada a ausência de um controle adequado da densidade da polpa. A adição de água era regulada com base no nível do reservatório, desconsiderando, portanto, a densidade da polpa.
O nível do reservatório era definido em 80% pela adição de água e isso entrava em conflito com a velocidade de rotação da bomba centrífuga. Como resultado, as bombas funcionavam continuamente a toda velocidade, sem atingir as pressões e densidades adequadas para alimentar os hidrociclones.
O objetivo deste trabalho foi quantificar as melhorias operacionais alcançadas após a implementação
De um sistema APC na moagem em moinho de bolas da usina de beneficiamento de minério de ferro da mineradora. A avaliação foi baseada em um teste on/off realizado durante 67 dias, no qual dados operacionais foram obtidos para períodos com o sistema APC ativado e desativado. O conjunto de dados foi segmentado em diferentes cenários operacionais e analisado com suporte de testes estatísticos. Os resultados mostraram melhorias significativas tanto na estabilidade quanto na produtividade do circuito.
No cenário mais favorável, observou-se uma redução de até 63% na variabilidade da densidade de polpa de alimentação dos hidrociclones, um aumento na vazão média de minério do circuito de 541 para 571 t/h e uma redução de mais de 5% no consumo específico de energia. Além disso, verificou-se a redução de eventos de transbordo de polpa, refletindo maior estabilidade operacional e eficiência global do sistema.
O resultado mais expressivo, no entanto, ocorreu em condições operacionais estáveis, com um aumento médio de cerca de 5,6%, confirmando a capacidade do sistema de otimizar a taxa de alimentação em condições operacionais estáveis.
Com a implementação do APC, o rendimento do circuito apresentou uma clara melhoria em todos os cenários avaliados.
Sobre a mina
A Mineração Usiminas foi criada em 2010. Inicialmente voltada ao atendimento das demandas internas da Usiminas, a empresa ampliou sua atuação ao longo dos anos e hoje se consolida como uma relevante fornecedora de minério de ferro, atendendo tanto o mercado nacional quanto o internacional. Atualmente, figura entre as cinco maiores mineradoras do Brasil.
