Scrubbing process of the Miltonia 3 bauxite. Part 2: Mathematical modeling

O objetivo desse trabalho foi desenvolver um modelo matemático empírico para a operação de escrubagem da bauxita proveniente da jazida Miltônia 3, da Mina de Bauxita de Paragominas-PA, com vistas a fornecer parâmetros para previsão de seu desempenho e otimização. O modelo foi desenvolvido a partir de dados gerados em uma campanha de experimentos de escrubagem, em um tambor desagregador de laboratório, tomando-se, como base, o planejamento fatorial. A variável de resposta selecionada foi a quantidade de finos (partículas menores que 0,037 mm), no produto desagregado, sendo que tal quantidade foi relacionada com o grau de enchimento e com o tempo de residência da polpa através do modelo proposto. O modelo desenvolvido foi validado através da comparação entre os valores obtidos em ensaios de escrubagem, em uma unidade-piloto, e aqueles previstos pelo modelo. Os valores da quantidade de finos, no produto desagregado, previstos pelo modelo apresentaram uma excelente aproximação com os dados experimentais da operação em escala-piloto, visto que a maioria dos valores ficou dentro de uma faixa de ±10% desvio.The aim of this study was to model the bauxite scrubbing of bauxite samples from Miltonia 3, a Vale operation at Pará state, Brazil. The experimental program included the design of a standard laboratory test, from which parameters were derived for predicting the operation of a scrubber in steady state conditions. The amount of fines was determined through screening both feed and product of the scrubbing test. The former was considered as a material characteristic, while the second was the dependent variable, i.e. the result of the scrubbing process. An empirical model was developed according to which the load fraction was found to be the most important variable for the scrubbing process. Residence time was also included in the model due to its importance in designing scrubbers for industrial plants. To validate the model, a comprehensive pilot plant program was carried out with the same bauxite sample from Miltonia 3 deposit used in the laboratory investigations. The comparison between experimental data and model's calculated values indicated a good agreement, as most values were within a ±10% deviation range

Optimization of the Sossego SAG mill grinding circuit

A Mina do Sossego, localizada na região sudeste do Estado do Pará, foi a primeira usina da Vale a operar um moinho SAG para processar minério de cobre e ouro. Nos primeiros três anos de operação, foram estudadas alternativas para aumento de produção, principalmente focadas em aspectos operacionais da moagem SAG. Em seguida, foram realizados estudos visando a identificar o desempenho do circuito em função dos diferentes tipos de minérios alimentados. Uma caracterização completa do minério foi realizada em conjunto com a calibração de modelos matemáticos baseados em amostragens conduzidas no circuito industrial. O simulador foi então usado para prever níveis de produção associados a cada tipo de minério, assim como determinar configurações otimizadas para o circuito. Esse artigo descreve em detalhes os principais aspectos da otimização do circuito, assim como o método para prever a produção em função das características do minério e do circuito.Sossego was the first Vale SAG mill operation to process copper-gold ore. It is located in the State of Para, southeastern Amazon region of Brazil. In the first three years of continuous operation, Vale investigated different alternatives for improving the circuit’s performance by investigating operating conditions, mainly focusing on the SAG mill. It was decided to further assess the performance of the comminution circuit as a function of ore characteristics. A comprehensive ore characterization program was then conducted, together with the calibration of mathematical models on the basis of surveys carried out at the industrial circuit. The simulator was then used to predict the throughput associated to each ore type, as well as to establish the optimized circuit configuration and tailored operating conditions. This paper describes in detail the main aspects of optimizing the industrial circuit performance, as well as the successful method for predicting the production as a function of ore characteristics and circuit configuration

New reconciliation model for gold industry

A reconciliação pode ser dividida em etapas, cada etapa representando o desempenho de uma das seguintes operações mineiras: estimativa de longo-prazo, estimativa de curto-prazo, planejamento, lavra e beneficiamento. Na indústria do ouro, ainda existe a etapa do budget ou orçamento, quando a empresa informa ao mercado sua previsão de produção anual. A divisão da reconciliação em etapas permite, não só aumentar a confiabilidade na informação do orçamento anual das empresas de mineração, mas, também, detectar e corrigir as etapas críticas responsáveis pelo erro global de estimativa, otimizando métodos e equipamentos de amostragem. O presente trabalho objetiva desenvolver e validar um novo modelo de reconciliação para a indústria do ouro. Esse modelo fundamenta-se em práticas corretas de amostragem e na subdivisão da reconciliação em etapas, visando a uma melhor estimativa de teores e a um controle mais eficiente dos processos de mineração, desde a estimativa de recursos até a produção final.Reconciliation can be divided into stages, each stage representing the performance of a mining operation, such as: long-term estimation, short-term estimation, planning, mining and mineral processing. The gold industry includes another stage which is the budget, when the company informs the financial market of its annual production forecast. The division of reconciliation into stages increases the reliability of the annual budget informed by the mining companies, while also detecting and correcting the critical steps responsible for the overall estimation error by the optimization of sampling protocols and equipment. This paper develops and validates a new reconciliation model for the gold industry, which is based on correct sampling practices and the subdivision of reconciliation into stages, aiming for better grade estimates and more efficient control of the mining industry's processes, from resource estimation to final production.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Scrubbing process of the Miltonia 3 Bauxite - Part 1: influence of operating variables on bauxite disintegration

The aim of this study was to investigate the bauxite scrubbing process on samples from Miltonia 3, a Vale operation in the State of Para, Brazil. The experimental program included the design of a standard laboratory test, from which parameters were derived for predicting the operation of a scrubber in steady state conditions. Three main variables were selected for the laboratory experimental program using the factorial design technique. These were load fraction, residence time and rotation speed. The amount of fines was determined through screening both the feed and the product of the scrubbing test. The former was considered to be a characteristic material, while the second was the dependent variable, i.e. the result of the scrubbing process. According to experiments, the load fraction was the most important variable for the scrubbing process.O objetivo desse trabalho foi investigar a influência de variáveis operacionais na geração de finos (material com granulometria menor que 0,037 mm) durante o processo de escrubagem, em escala de laboratório, da bauxita proveniente da jazida Miltônia 3 da Mina de Bauxita de Paragominas-PA, com vistas a fornecer subsídios para a modelagem matemática da operação. Para isso, foi realizada uma campanha de experimentos de escrubagem, em um tambor desagregador de laboratório, baseada em planejamento fatorial. Os parâmetros operacionais avaliados foram os seguintes: grau de enchimento, tempo de residência da polpa e velocidade de rotação. A variável de resposta selecionada foi a quantidade de finos (partículas menores que 0,037 mm) no produto desagregado. O programa de experimentos permitiu a análise da influência de cada variável operacional selecionada na desagregação da bauxita. De acordo com os resultados obtidos, o parâmetro operacional que produziu o efeito mais significativo, na variável de resposta, foi o grau de enchimento

Proactive reconciliation in mining industry

A prática comum de reconciliação baseia-se na definição do mine call factor (MCF) e sua aplicação às estimativas dos modelos de longo e de curto prazo. O MCF expressa a diferença entre a produção prevista pelos modelos e a produção registrada na usina e, portanto, sua aplicação permite corrigir futuras estimativas. Esta é uma prática de reconciliação reativa. Entretanto a aplicação desses fatores às estimativas dos modelos pode mascarar as causas dos erros responsáveis pelas discrepâncias observadas. As causas reais de qualquer variância só podem ser identificadas analisando-se as informações referentes a cada variância e, em seguida, modificando metodologias e processos. Este é o conceito de prognosticação, ou reconciliação pró-ativa, um processo iterativo de recalibração constante dos dados de entrada e dos cálculos. Portanto a prognosticação permite uma correção das metodologias de coleta de dados, e não, simplesmente, uma correção das estimativas dos modelos. O presente trabalho analisa as práticas de reconciliação realizadas em uma mina de ouro no Brasil e sugere um novo protocolo de amostragem, com base nos conceitos de prognosticação.The common practice of reconciliation is based on definition of the mine call factor (MCF) and its application to resource or grade control estimates. The MCF expresses the difference, a ratio or percentage, between the predicted grade and the grade reported by the plant. Therefore, its application allows to correct future estimates. This practice is named reactive reconciliation. However, the use of generic factors that are applied across differing time scales and material types often disguises the causes of the error responsible for the discrepancy. The root causes of any given variance can only be identified by analyzing the information behind any variance and, then, making changes to methodologies and processes. This practice is named prognostication, or proactive reconciliation, an iterative process resulting in constant recalibration of the inputs and the calculations. The prognostication allows personnel to adjust processes so that results align within acceptable tolerance ranges, and not only to correct model estimates. This study analyses the reconciliation practices performed at a gold mine in Brazil and suggests a new sampling protocol, based on prognostication concepts

Influencia da funcao distribuicao de quebra na modelagem e simulacao do circuito de moagem de Carajas. Parte 2: Simulacao

Empregando-se o método descrito na Parte 1 desse artigo, foram realizadas caracterizações quanto à fragmentação dos principais tipos de minério de Carajás, provenientes das frentes de lavra das minas N4 e N5. A partir das características de tais minérios, foi empregado o modelo calibrado, para analisar, através de simulações, o desempenho do circuito de moagem de Carajás. Como resultado, foi possível verificar as variações de distribuição granulométrica do produto da moagem e do overflow dos ciclones simulados, bem como a carga circulante. As simulações conduzidas apontaram potenciais de processamento dos minérios cujo comportamento na moagem era até então desconhecido.<br>Using the previously described method for appearance function determination, described in Part 1 of this article, the breakage characterization of the main Carajás ore types was carried out. Based on such characteristics, the ball mill circuit performance was evaluated through simulations. The model described in the fi rst part was used. The results were assessed by comparing ball mill products and cyclone overfl ow size distribution, as well as simulated recirculating loads. The simulations indicated the potential for processing such ore types at the Carajas grinding circuit, which until now was unknown

Influence of the distribution function on modeling and simulation of the Carajás grinding circuit - Part 1 - model fit

The perfect mixing model (PMM) is based on parameters derived from the equipment characteristics as well as ore breakage characteristics. Ore characteristics are represented through the appearance function. This function may be determined using JKMRC laboratorial methods or by standard functions. This work describes the model fitting process of the Carajas grinding circuit, using the JKSimMet simulator Two scenarios were used in model fitting exercises: 1) standard appearance function; and 2) appearance fund ion based on testing carried out on samples taken at circuit feed. From this assessment, the appearance function`s influence in the PMM,fit and it`s relation with the breakage rate were determined. The influence of the appearance function on the respective breakage rate distribution was assessed.O modelo de misturador perfeito (PMM) leva em conta, tanto as características do equipamento, como as do minério. As características do minério são representadas pela função distribuição de quebra. Tal função pode ser determinada através de um método laboratorial proposto pelo JKMRC ou de funções padronizadas. O presente trabalho descreve o processo de modelagem matemática do circuito de moagem de Carajás, utilizando o software JKSimMet. Como resultado, foi possível avaliar a qualidade do ajuste do modelo em dois cenários: 1) utilizando a função distribuição de quebra-padrão do programa; 2) utilizando a função distribuição de quebra determinada para a alimentação do circuito de moagem. A partir desta análise, determinou-se, no ajuste do PMM e, em particular, na função taxa de quebra ou cinética de fragmentação, a influencia da função distribuição

Simulation of the Mineração Serra Grande Industrial Grinding Circuit

Abstract Increasing throughput during the mining cycle operation frequently generates significant capital gains for a company. However, it is necessary to evaluate plant capacity and expand it for obtaining the required throughput increase. Therefore, studies including different scenarios, installation of new equipment and/or optimization of existing ones are required. This study describes the sampling methodology, sample characterization, modeling and simulation of Mineração Serra Grande industrial grinding circuit, an AngloGold Ashanti company, located in Crixás, State of Goiás, Brazil. The studied scenarios were: (1) adding a third ball mill in series with existing two ball mills, (2) adding a third ball mill in parallel with existing mills, (3) adding a vertical mill in series with existing mills and (4) adding high pressure grinding rolls to existing mills. The four simulations were carried out for designing the respective circuit, assessing the interference with existing equipment and installations, as well as comparing the energy consumption among the selected expansion alternatives. Apart from the HPGR alternative, all other three simulations resulted in the required P80 and capacity. Among the three selected simulations, the Vertimill alternative showed the smallest installed power