Title

APC MODEL-BASED FOR MINERAL PROCESS CONTROL

APC MODEL-BASED FOR MINERAL PROCESS CONTROL

Authorship

MARTINS, MARCO AURÉLIO SOARES; FERREIRA, KELLY CRISTINA; MARCIANO, NÁDIA GIOVANNA MARTINS; SILVESTRINI, JOÃO VITOR ASSIS; SOUZA, EDWIN WILKER CHAVES; GODOY, VALENTE OBARA

MARTINS, MARCO AURÉLIO SOARES

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FERREIRA, KELLY CRISTINA

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MARCIANO, NÁDIA GIOVANNA MARTINS

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SILVESTRINI, JOÃO VITOR ASSIS

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SOUZA, EDWIN WILKER CHAVES

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GODOY, VALENTE OBARA

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DOI

10.5151/2594-357X-42586

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Abstract

A indústria de processos minerais e metalúrgicos busca continuamente maior eficiência, produtividade e qualidade, enfrentando desafios como variabilidade, não linearidade e pressão por redução de custos. Fatores como mudanças na composição do minério, distúrbios não mensuráveis e limitações operacionais comprometem os controles convencionais, resultando em práticas conservadoras e perdas de potencial produtivo. Nesse cenário, os Sistemas de Controle Avançado de Processos (APC) tornam-se essenciais para estabilização e otimização. Este trabalho apresenta a aplicação do APC Model Based, alinhado à Indústria 4.0, na Mineração Morro do Ipê. A metodologia utiliza modelos fenomenológicos para construção de Digital Twins e simulação dinâmica baseada em primeiros princípios, permitindo a inferência de variáveis ocultas por meio de soft sensors. Com plataformas como o OptProcess© e o OptSim©, desenvolvidas pela CEMI Process Optimization, a operação torna-se inteligente, com suporte à decisão em tempo real. As aplicações em britagem, moagem, deslamagem, flotação e espessamento, com uso de ferramentas como OptVision Rock™, OptGrade Froth™, OptThickener©, entre outras, demonstram ganhos relevantes. Os resultados incluem maior estabilidade, eficiência energética, qualidade do produto, recuperação metalúrgica e redução de custos operacionais e da variabilidade do teor.

THE MINERAL AND METALLURGICAL PROCESS INDUSTRY CONTINUOUSLY SEEKS GREATER EFFICIENCY, PRODUCTIVITY, AND QUALITY, WHILE FACING CHALLENGES SUCH AS NON-LINEARITY, VARIABILITY, AND COST PRESSURE. FACTORS LIKE ORE VARIABILITY, UNMEASURABLE DISTURBANCES, AND LIMITATIONS IN MANUAL OPERATION HINDER CONVENTIONAL CONTROLS AND LEAD TO CONSERVATIVE PRACTICES THAT LIMIT THROUGHPUT. IN THIS CONTEXT, ADVANCED PROCESS CONTROL (APC) SYSTEMS ARE ESSENTIAL FOR PROCESS STABILIZATION AND OPTIMIZATION. THIS WORK PRESENTS THE APPLICATION OF MODEL-BASED APC, ALIGNED WITH INDUSTRY 4.0 PRINCIPLES, AT MINERAçãO MORRO DO IPê. THE METHODOLOGY IS BASED ON PHENOMENOLOGICAL MODELS TO BUILD DIGITAL TWINS AND USE FIRST-PRINCIPLES DYNAMIC SIMULATION TO INFER NON-MEASURED VARIABLES VIA SOFT SENSORS. PLATFORMS SUCH AS OPTPROCESS© AND OPTSIM©, DEVELOPED BY CEMI PROCESS OPTIMIZATION, TRANSFORM OPERATIONS INTO INTELLIGENT SYSTEMS BY ENABLING REAL-TIME SIMULATION-BASED DECISION-MAKING. APPLICATIONS IN CRUSHING, GRINDING, DESLIMING, FLOTATION, AND THICKENING CIRCUITS—SUPPORTED BY TOOLS LIKE OPTVISION ROCK™, OPTGRADE MICROSIZE & DENSITY™, OPTGRADE FROTH™, OPTTHICKENER©, AMONG OTHERS—DEMONSTRATE SIGNIFICANT IMPROVEMENTS. RESULTS INCLUDE INCREASED STABILITY, ENERGY EFFICIENCY, PRODUCT QUALITY, AND METAL RECOVERY, ALONG WITH REDUCED OPERATIONAL COSTS AND GRADE VARIABILITY, CONFIRMING THE POTENTIAL OF MODEL-BASED APC FOR SUSTAINABLE PROCESS OPTIMIZATION.

Keywords

APC Model-Based, Digital Twins, Simulação dinâmica, Otimização de processos.

Model-Based APC, Digital Twin, Dynamic Simulation, Soft Sensors, Mineral Processing, Fuzzy Control, Industry 4.0