Título

Implantação de simulação estocástica para tomada de decisão em investimentos de filtragem mineraltrabalho

Implementation of stochastic simulation for decision-making in mineral filtration investments

Autoria

CARVALHO, DANIEL CARLOS DE; CHAVES, FILIPE HENRIQUE; OLIVEIRA, WANDERSON CARLOS DE

CARVALHO, DANIEL CARLOS DE

Eu sou esse autor

CHAVES, FILIPE HENRIQUE

Eu sou esse autor

OLIVEIRA, WANDERSON CARLOS DE

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DOI

10.5151/2594-357X-43602

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Resumo

O dimensionamento de sistemas de filtragem de rejeitos na mineração baseia-se frequentemente em planilhas determinísticas que utilizam médias aritméticas, omitindo variabilidades críticas como falhas de equipamentos (MTBF/MTTR), limpezas de telas e interdependências operacionais. Este trabalho apresenta a aplicação de um modelo de simulação de eventos discretos em FlexSim v25.2 para otimizar o circuito de filtragem e os tanques pulmão das unidades Ferro+ e Guariba da J. Mendes. O modelo estocástico incorporou taxas dinâmicas e distribuições de probabilidade, sendo validado matematicamente. Os resultados revelaram que a proposta inicial de 10 filtros a vácuo (120 m²) e tanques de 4.024 m³ estava superdimensionada devido à negligência de picos estatísticos. A simulação demonstrou a viabilidade técnica de operar a Fase 1 (590 m³/h) com apenas 6 filtros e tanques de 1.650 m³ (Guariba), mantendo a Taxa de Utilização de Filtros (TUF) estável e mitigando riscos de transbordo. Para a Fase 2 (1.039 m³/h), constatou-se a viabilidade com 6 filtros (TUF 1,5) ou 8 filtros (TUF 1,0). A metodologia proporcionou uma redução de 40% na quantidade de filtros e de 69% no volume total de tanques, gerando expressiva otimização de CAPEX com total segurança operacional.

Sizing tailings filtration systems in mining often relies on deterministic spreadsheets using arithmetic means, omitting critical variabilities such as equipment failures (MTBF/MTTR), cloth washings, and operational interdependencies. This paper presents the application of a discrete event simulation model in FlexSim v25.2 to optimize the filtration circuit and buffer tanks at J. Mendes' Ferro+ and Guariba units. The stochastic model incorporated dynamic rates and probability distributions, validated by an independent analytical mass and volume balance. The results revealed that the initial proposal of 10 vacuum filters (120 m²) and 4,024 m³ tanks was oversized due to the neglect of statistical peaks. The simulation demonstrated the technical feasibility of operating Phase 1 (590 m³/h) with only 6 filters and 1,650 m³ tanks (Guariba), keeping the Filter Utilization Rate (TUF) stable and mitigating overflow risks. For Phase 2 (1,039 m³/h), feasibility was established with either 6 filters (TUF 1.5) or 8 filters (TUF 1.0). The methodology provided a 40% reduction in the number of filters and a 69% reduction in total tank volume, delivering significant CAPEX optimization with absolute operational safety

Palavras-chave

Simulação estocástica, Filtragem mineral, Otimização de processos, FlexSim

Stochastic simulation, Mineral filtration, Process optimization, FlexSim