Nos. 18-36030, 18-36038, 18-36042, 18-36050, 18-36077, 18 ...
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7/21/2019 VLatino (18)
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MODELAMIENTO MATEMTICO APLICADO A CONMINUCINMATHEMATICAL MODELING APPLIED TO COMMINUTION
Edgar Ademar Prez Matos, Luis Alvarado Jaramillo, Mercedes Aida Osorio Maza, Zoila Emperatriz RuizMostacero
Universidad Nacional de ngenier!a
RESUMEN
El modelamiento matem"tico aplicado a e#uipos destinados en el proceso de conminuci$n de minerales%c&ancado, molienda', suelen ser &erramientas tan importantes para llegar a simular ( luego optimizarprocesos metal)rgicos continuos %a nivel industrial'* vale decir llegar a predecir el producto granulomtrico deun cierto mineral tratado, conociendo tan solo lo del alimento %simulaci$n'+ Oviamente el modelo almacenar"intr!nsecamente, in&erentemente las caracter!sticas -!sicas del mineral %dureza, -ractura' ( operativas dele#uipo %aertura./00'+/onsiguiendo de esta manera me1orar el rendimiento del e#uipo en cuesti$n ( #ueciertamente contriuir" en la uena repercusi$n en los procesos posteriores del tratamiento del mineral+
Palaras clave+.modelamiento, conminuci$n, simulaci$n, optimizaci$n, granulometr!a, mineral+
ABSTRACT
Mat&ematical modeling applied to e#uipments utilized in ore comminution process %crusing, milling' is soimportant tool -or simulation and optimisation o- continuos metallurgical processes %at indudtrial rate', ise#uivalent, to predict t&e granulometric (ield o- a processed ore, ( onl( 2no3ing o- -eed rate %simulated',Ovionsl( t&e model 3ill store intrinsic l( and in&erentl( t&e pl(sical properties o- ore %&ardness, -racture' ande#uipment operation conditions %/00 opening'+ 4&e etter per-ormance otained in t&is manner o- t&ee#uipment 3ill certaiml( contriute -or a good conse#uence in -uture ore processing 3or&s+
5e( 3ords+.modeling, comminution, simulation, optimization, granulometri(, ore+INTRODUCCIN
En el presente estudio nos ocuparemos del procesode conminuci$n en la etapa del c&ancado%trituraci$n', analizando el desempe6o de losdiversos e#uipos como c&ancadoras de #ui1adas,giratorias, c$nicas7 est"ndar $ de caeza corta 8s&ort &ead+ 9 mediante el uso adecuado delmodelamiento* poder determinar el rango operativo
#ue le compete %optimizaci$n', al e#uipo enmenci$n+ :;
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:I matriz identidad de tama6o7 nxn +
:x matriz de proceso %#ue depende de las
-unciones b ( C', de tama6o7 nxn +Ladenominaci$n n #uedar" de-inida o limitadapor la variedad o cantidad de tama6o demallas granulomtricas consideradas+
Amerita tamin precisar las siguientesmatrices ( -unciones %mani-estacionesmatem"ticas', #ue intervendr"n en elproceso de conminuci$n de minerales7
Matriz columna
Alimento7 f Producto7 p
11
31
21
11
.
.
.
nxnf
f
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31
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11
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nxnp
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p
p=
!unci"n Cla#i$icaci"n CiRe-erido "sicamente a los eventos continuos (constantes #ue acontece en la etapa del c&ancado%o de -ragmentaci$n', por e-ecto de la c&ancadora,&acia los -ragmentos $ part!cula mineral alimentado,con la proailidad de ser clasi-icado para suposterior -racturamiento :>
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3/8
100
100
10
2
1
n
n
k
Matricialmente7
nxnnnnnn BBBB
BBBBB
B
B
...
1......
.......
.......
1...1...1
1...11
:
321
333231
2221
11
!unci"n !ractura Parcial +
Dunci$n -ractura $ -racci$n de part!culas #ue
aparecen en el intervalo de tama6os i provenientede la reducci$n de material del intervalo de tama6o 1+:>@K?F;KHHHHHHHHHHHHHHHH
HH
HHH
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HH
HHHH
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HH
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HHHHHHHHHHHHHHHHHHH
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9 gr"-icamente se mani-iesta7
Di
Ci
Dig G+ Dunci$n clasi-icaci$n
Int,r1r,taci"n !i. 20
En la etapa del c&ancado precisamente en elalimento, sucede #ue las part!culas tan pe#ue6asrespecto a la aertura de descarga de la c&ancadorano su-rir"n ninguna alteraci$n %no -ragmentados',
por lo #ue se denota con un valor cero %H'* as!mismo -ragmentos tan grandes ante la aertura, detodas maneras ser"n -ragmentadas e#uivalente a unvalor de uno %;'+9 -inalmente las part!culas detama6o intermedio, #ue por su -orma aplanada $alargada ( ligada o los eventos de -ragmentaci$n,tendr"n la proailidad de ser -ragmentados :;
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1.3890.9860.7000.4960.3510.2480.1750.1240.0880.062
1.0001.0000.9620.8270.6210.4140.3180.2630.2150.1910.158
0.1350.1160.1000.0850.0720.0650.0510.0420.0360.000
1.000000000
1.0000000000.8824250260.717240373
0.5349509470.4350452620.3530481600.2939664570.2474211970.211654849
0.177985337
0.1507783920.128683758
0.110184916
0.080701105
0.094358449
0.068809931
0.057555193ES DEL PRESENTE TRABAJO TECNCO!"# $0.048635145
0.041902748ES DEL PRESENTE TRABAJO TECNCO!"# $%&'.000000000
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15,55425
987
10,83858
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7,664039
405
5,462476
545
3,953931
335
2,803279
151
1,974756
187
1,172724
605
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0,351921
866
0,249739
865
0,175698
606
0,123644
652
0,087726
849
0,062625
873
0,044877
611
0,019
Dig ?+ Dunci$n Dractura
Int,r1r,taci"n !i. 30
Los -ragmentos grandes a intermedios suelen ser-racturados, generalmente lo &acen en m"s de unevento ( en la continuidad se ir"n complementando( distriu(endo de acuerdo al grado de tama6osgenerados en tal proceso de conminuci$n+ :? ( @+
4ala G+ atos comparativos
Producto t7 data real reportado+
Producto Md7 data del modelo+Por el momento solo se &a conseguido vislumrarcierta tendencia comparativa %de productosgranulomtricos', al considerar los siete valoresaritrarios+A continuaci$n se tratar" de minimizar el error (acontra!do ( llegar a estalecer una aproimaci$n#ue se aseme1e ( represente a lo real , todo a#uellomediante el uso de solver.ecel+
Data Modelo
dpi
F(x)
Dig @7 4endenciade modelo
TERCERO Utilizando solver.ecel conseguimos7
-
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6/8
87.98862.21735.92121.99715.55410.999
7.977
5.6033.9542.8031.9751.3890.9860.7000.4960.3510.2480.1750.1240.0880.062
1.0001.0000.9620.8270.6210.4140.318
0.2630.2150.1910.1580.1350.1160.1000.0850.0720.0650.0510.0420.0360.000
1.0000000000.9998997610.9584531490.8420086820.6107724150.4377384680.322158813
0.2560516340.2119603460.1814309830.153584039
0.1314397820.1135281040.098547994
0.085542034
0.074133780.0640313590.054164524
0.046317800.0403988420.000000000
T!!*#
+,#%-#: -+
P,#-&$#: D$
/()
P,#-&$#: -/()
ue el error tienda a cero ( de recalcular lossiete par"metros aritrarios,consecuentemente con sus valores $ptimos+
ue el modelo ad#uiera una uenaaproimaci$n &acia lo real* con un errorm!nimo de H+HHGI
Dinalmente poder corroorar la a-inidad de los datos%ver 4ala ?' ( visualizando la proimidad %ver Dig+>'+
Data Modelo
dpi
F(x)
Dig >7 Aproimaci$n del modelo
RESULTADOS 4 DISCUSIONES
/onsiderando inicialmente los siete valoresaritrarios se consigue vislumrar cierta tendencia,&acia la data granulomtrica real del producto %Dig@', con un error de H+H;IGK>+
0in emargo &aciendo #ue los errores por cadatama6o granulomtrico sea m!nimo se consigue laaproimaci$n deseada con H+HHGI %de errormodelo'* con lo cual tamin se otuvo el recalculode todos los valores paramtricos $ptimos siguientes%mediante solver.ecel'7
5960338.2
4545568.0
216036.0
2
1
===
n
n
k
0*
0000.10
2417205.5
5773503.0
2
1
====
d
n
Adem"s se puede visualizar %Dig >', la consistencia#ue ad#uiere el modelo* pues la proimidad es tal#ue la curvas correspondientes a la data ( el modelose con-unden+
La -unci$n de proceso x de la relaci$n %@', ampara e
involucra a C ( B * como una cominaci$n deproailidad de -racturamiento polacional a travsde un circuito cerrado en la etapa del c&ancado+
CONCLUCIONES
Los par"metros &allados en condici$n m!nima deerror, ad#uieren la denominaci$n de valores $ptimos,#uienes &acen posile #ue el modelamientomatem"tico este apto para poder simular%aseme1ar', ( lograr predecir la ocurrenciagranulomtrica a travs del proceso del c&ancado+
Es decir simular la granulometr!a de salida de une#uipo de conminuci$n, en -unci$n de lagranulometr!a de entrada ( del proceso de reducci$nde tama6o #ue su-re el material dentro del e#uipo+
Entonces para cada alimento simularemos un
producto ( en lo sucesivo poder llegar a estalecerun rango de estailidad del desempe6o del e#uipo%optimizaci$n en la etapa del c&ancado'+
As! mismo podemos utilizar tal modelo como una&erramienta tan importante para monitorear losavances continuos ( con la data otenida poderprocesarla, llegando a de-inir ( determinar eldesempe6o operativo del e#uipo %c&ancadora.trituradora', en la etapa de c&ancado+
AGRADECIMIENTOS
A los docentes de la -acultad de ngenier!aeol$gica Minera ( Metal)rgica #ue &icieronposilela culminaci$n del presente traa1o ( en especial alM0c+ ng+ Oscar 0ilva /ampos ( M0c ng+ JosAntonio 5oas&i2a3a /&inen, por su permanenteapo(o+
R,$,r,ncia#
;+ J+ L(nc& A+, + Duerstenau +
4ala ?+ /orroorando atos
-
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/ircuito de trituraci$n ( molienda+esarrollo en los procesos minerales .simulaci$n optimizaci$n . dise6o (control+Edit+ Rocas ( minerales+ ;Q Edici$n;KH+
G+ A(res idalgo Dernando A+, 4orres PonceMiguel 4+
4cnicas matem"ticas aplicadas alalance de materia+ngenier!a ( computaci$n ERL+Are#uipa ;K+
?+ Leonel utirrez R, Jaime 0ep)lveda+imensionamiento ( optimizaci$n deplantas concentradoras mediantetcnicas de modelaci$n matem"tica+/entro de investigaci$n minerametal)rgica ;KF+
@+ +Austin Leonard, /onc&a A+ Dernandoise6o ( simulaci$n de circuitos demolienda ( clasi-icaci$n+Programa ieroamericano de ciencia (tecnolog!a para el desarrollo+0uprograma de tecnolog!a mineral+Red de -ragmentaci$n S.A+
>+ Olad A+ Ed3ard+
0 tec&nologies T control international+0alt+ La2e /it(, Uta&, U0A+Modelos matem"ticos de conminuci$n( sus aplicaciones en la industriamineral7 nov+;@+
F+ ill =+A . Naiper 4+JMineral processing tec&nolog(+An introduction to t&e practical aspects
o- ore treatment and mineral recover(7Octoer GHHF+
I+ 4aggart Art&ur D+Elementos de Preparaci$n deminerales+ Pro-esor de ngenier!a deMinerales de la Escuela de Minas de laUniversidad de /olumia %Nueva 9or2'8 ;FF+
/orrespondencia7
ademaredgar(a&oo+com
mailto:[email protected]:[email protected] -
7/21/2019 VLatino (18)
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INTEGRANTESTES
P5r,z Mato# E%.ar A%,mar
. Pro-esor nvestigador+
. ng+ Metalurgista. UN+
Al6ara%o 7aramillo Lui#
. ocente de la Dacultad de ngenier!a
Amiental+
. M0c ng+ Amiental. UN+
O#orio Maza M,rc,%,#
. ocente de la Dacultad de ngenier!a
eol$gica Minera ( Metal)rgica+
.ng+ Estad!stico . Vrea de /iencias.UN+
Ruiz Mo#tac,ro 8oila Em1,ratriz
. ocente de la -acultad de ingenier!a
eol$gica Minera ( Metal)rgica+
. /oordinadora del Vrea de /iencias+
. Licenciada en D!sica.UN+