Título

CONSTRUÇÃO DE BASES DE CONHECIMENTO DIGITAIS DO PROCESSO DE MOAGEM DE MINÉRIO COM A INTEGRAÇÃO DA FENOMENOLOGIA E SISTEMAS CIBERFÍSICOS

BUILDING DIGITAL KNOWLEDGE BASES FOR ORE GRINDING WITH THE INTEGRATION OF PHENOMENOLOGY AND CYBER PHYSICAL SYSTEMS

Autoria

Moraes, Sandra Lucia de; Silva, Andre Luiz Nunis da; Pereira, Matheus Jacon; Noda, Mauro Kendi; Cavalcante, Douglas Bellomo; Santos, Alessandro Santiago dos; Pedrosa, Francisco Junior Batista; Nahat, Rafael Augusto Theodoro Pereira de Souza; Neto, Dimas José; Albertin, Eduardo

DOI

10.5151/2594-357X-34297

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Resumo

O BRASIL É UMA DAS MAIORES POTÊNCIAS MINERAIS DO MUNDO. ISSO SE TRADUZ EM DIVERSOS EMPREENDIMENTOS INSTALADOS EM TODO SEU TERRITÓRIO. O BENEFICIAMENTO MINERAL É IMPRESCINDÍVEL NA MAIORIA DESTAS OPERAÇÕES PARA ADEQUAR O MINÉRIO AS ESPECIFICAÇÕES COMERCIAIS (PROCESSOS SUBSEQUENTES). A COMINUIÇÃO, ESPECIALMENTE A MOAGEM, EXERCE UM PAPEL SIGNIFICATIVO NOS CUSTOS OPERACIONAIS DO EMPREENDIMENTO MINEIRO, SOBRETUDO NO ÂMBITO DO CONSUMO ENERGÉTICO E DE CORPOS MOEDORES. TAL CENÁRIO TENDE A SE ACENTUAR EM FUNÇÃO DA DIMINUIÇÃO DOS TEORES DOS MINÉRIOS, POIS ISSO IMPLICA NA NECESSIDADE DE UMA COMINUIÇÃO CADA VEZ MAIS FINA E NO PROCESSAMENTO DE VAZÕES CADA VEZ MAIORES. NESTE SENTIDO, É DE SUMA IMPORTÂNCIA A REDUÇÃO DOS CUSTOS OPERACIONAIS PARA VIABILIDADE DOS EMPREENDIMENTOS. NA MOAGEM DE BOLAS O DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS DE ALTA RESISTÊNCIA AO DESGASTE E O CONTROLE DAS VARIÁVEIS OPERACIONAIS SÃO FUNDAMENTAIS PARA REDUÇÃO DO DESGASTE E DO CONSUMO ENERGÉTICO. ALIADO A ISSO, HÁ A NECESSIDADE DE MANTER UM EQUILÍBRIO ENTRE A VARIABILIDADE DO MINÉRIO E AS ESPECIFICAÇÕES DE PRODUÇÃO (VAZÃO, GRANULOMETRIA DE PRODUTO). ATINGIR ESTE EQUILÍBRIO É UM DESAFIO QUE PODE SER SUPERADO COM AUTOMAÇÃO E A DIGITALIZAÇÃO DE PROCESSOS. O MUNDO ESTÁ SE MOVENDO RAPIDAMENTE PARA A INDÚSTRIA 4.0, E A INDÚSTRIA DE MINERAÇÃO NECESSARIAMENTE PARTICIPARÁ DESSE MOVIMENTO. O IPT ESTÁ AMPLIANDO SUA CAPACITAÇÃO HUMANA E MATERIAL EM TEMAS RELACIONADOS A TRANSFORMAÇÃO DIGITAL, TAL COMO SISTEMAS CIBERFÍSICOS, SENSORIAMENTO E MODELAGEM MATEMÁTICA VIA PLANO DE DESENVOLVIMENTO INSTITUCIONAL DE PESQUISA – PDIP, FINANCIADO PELA FAPESP. DENTRO DESTE PLANO, O IPT PRETENDE UTILIZAR SUA PLANTA PILOTO DE MOAGEM DE MINÉRIOS COMO LABORATÓRIO DE ESTUDOS DO CONCEITO INDÚSTRIA 4.0. O OBJETIVO GERAL DESTE ARTIGO É DESCREVER ATIVIDADES RELATIVAS AO RETROFIT E DIGITALIZAÇÃO DA PLANTA PILOTO DE MOAGEM EXISTENTE NO IPT, COM O OBJETIVO DE DESENVOLVER UM SISTEMA CIBERFÍSICO APLICADO AO PROCESSO DE MOAGEM DE MINÉRIO DE FERRO

 

BRAZIL IS ONE OF THE LARGEST MINERAL POWER IN THE WORLD. THIS TRANSLATES INTO SEVERAL PROJECTS INSTALLED THROUGHOUT ITS TERRITORY. MINERAL PROCESSING IS ESSENTIAL IN MOST OF THESE OPERATIONS IN ORDER TO ADAPT THE ORE TO COMMERCIAL SPECIFICATIONS (SUBSEQUENT PROCESSES). COMMINUTION, ESPECIALLY MILLING, PLAYS A SIGNIFICANT ROLE IN THE OPERATING COSTS OF THE MINING, ESPECIALLY IN THE CONTEXT OF ENERGY CONSUMPTION AND GRINDING MEDIA. SUCH A SCENARIO TENDS TO BE ACCENTUATED DUE TO THE DECREASE IN ORE CONTENTS, AS THIS IMPLIES THE NEED FOR AN INCREASINGLY FINER COMMINUTION AND IN THE PROCESSING OF INCREASINGLY HIGHER THROUGHPUT. IN THIS SENSE, IT IS EXTREMELY IMPORTANT TO REDUCE OPERATING COSTS FOR THE VIABILITY OF THE PROJECTS. IN BALL MILLING, THE DEVELOPMENT OF MATERIALS WITH HIGH WEAR RESISTANCE AND THE CONTROL OF OPERATIONAL VARIABLES ARE ESSENTIAL TO REDUCE WEAR AND ENERGY CONSUMPTION. IN ADDITION, THERE IS A NEED TO MAINTAIN A BALANCE BETWEEN ORE VARIABILITY AND PRODUCTION SPECIFICATIONS (FLOW RATE, PRODUCT SIZE). ACHIEVING THIS BALANCE IS A CHALLENGE THAT CAN BE OVERCOME WITH AUTOMATION AND DIGITALIZATION OF PROCESSES. THE WORLD IS MOVING RAPIDLY TOWARDS INDUSTRY 4.0, AND THE MINING INDUSTRY WILL NECESSARILY PARTICIPATE IN THAT MOVEMENT. IPT IS EXPANDING ITS HUMAN AND MATERIAL TRAINING ON TOPICS RELATED TO DIGITAL TRANSFORMATION, SUCH AS CYBER-PHYSICAL SYSTEMS, SENSING AND MATHEMATICAL MODELING VIA THE INSTITUTIONAL RESEARCH DEVELOPMENT PLAN - PDIP, FINANCED BY FAPESP. WITHIN THIS PLAN, IPT INTENDS TO USE ITS PILOT ORE MILLING PLANT AS A LABORATORY FOR STUDIES OF THE INDUSTRY 4.0 CONCEPT. THE GENERAL OBJECTIVE OF THIS ARTICLE IS TO DESCRIBE THE RETROFIT AND DIGITALIZATION PROJECT OF THE PILOT MILLING PLANT EXISTING AT IPT, WITH THE OBJECTIVE OF DEVELOPING A CYBER-PHYSICAL SYSTEM APPLIED TO THE IRON ORE MILLING PROCESS

Palavras-chave

Cominuição, MOAGEM DE BOLAS, INDÚSTRIA 4, 0; SISTEMAS CIBERFÍSICOS; INTERNET DAS COISAS

Comminution, BALL MILLING; INDUSTRY 4.0; CYBERPHYSICAL SYSTEMS; INTERNET OF THINGS