PRUEBA DE CONCEPTO - InNoVa

INFORME PRUEBA DE CONCEPTO SUITE AGLOM PARA: MANTOS COPPER DIVISIÓN MANTOVERDE PROYECTO INNOVA CORFO 15VEIID-45838 Santiago, junio 2016 DATOS SOLICITANTE Señores Mantoverde en Mantos Copper Atención Mayra Carrasco Cabrera, Superintendencia Ingeniería de Procesos Dirección Fono (56-9) 61422325 E-mail mayra.carrasco@mantoscopper.com PREPARACIÓN Materia Prueba de concepto Suite AGLOM Preparado por Richard Gómez y Sergio Aguilera Aprobado por Luis Duarte Romero e-Mail contacto lduarte@dictuc.cl Fono contacto +56 2 23545059 2 1) RESUMEN EJECUTIVO En este i fo e se des i e las a tividades ealizadas du a te la a paña de o i ada P ue a de Co epto du a te los eses de a il y ayo del p ese te año. El o jetivo p i ipal fue evaluar el desempeño de la tecnología en la operación industrial, de tal modo: 1) confirmar si las estrategias y funciones planteadas para el sistema de sensores estén funcionando de manera correcta, 2) identificar la introducción de mejoras de la tecnología que faciliten pasar de una etapa de evaluación a una etapa de implantación en faena productiva, 3) garantizar que la tecnología SIMRIS, ACMA y CEAH en una tecnología robusta y confiable, 4) realizar pruebas con el fin de confirmar el cumplimiento de las especificaciones establecidas en la fase anterior de pilotaje en planta Manuel Antonio Matta, ENAMI, 5) realizar pruebas para validar la toma de decisiones y definiciones en función del tipo de mineral, los atributos de la tecnología y el desempeño de los operadores, 6) realizar pruebas que permitan mejorar atributos de la tecnología que requieran una mayor maduración, 7) consolidar las condiciones de uso de la tecnología a los potenciales usuarios. En el informe se realiza una validación cualitativa del módulo SIMRIS, mediante un análisis estadístico para cada uno de sus componentes; cámara de video, cámara térmica, analizador de humedad y laser escáner. Por su parte, se realiza una validación de las pruebas experimentales del módulo ACMA que se dividió en tres actividades: Variación de variables críticas; Operación de ACMA; La validación de la medición y estimación de las variables de estados se realiza mediante un análisis exploratorio junto con un análisis por variable de estado. Además, se realizó la validación del Control Experto de Aglomeración para la Hidrometalurgia CEAH que considera estabilizar la humedad del mineral aglomerado dentro de un rango establecido, al igual que la temperatura. Para validar en planta, se realizó una prueba en planta del CEAH que consistió en la alteración de la tasa de refino, para confirmar las recomendaciones del CEAH. En síntesis, la prueba de concepto permitió instalar la Suite AGLOM y realizar las actividades programadas, confirmando el desempeño correcto de los sensores. Lo anterior permite la incorporación de una mejora en la tecnología que facilitará pasar de una etapa de evaluación a una etapa de implantación en faena productiva. Los resultados para la validación de SIMRIS muestran que el chequeo de criterios de validación cualitativo se cumple a cabalidad. Además, el error para cada elemento usado como criterio cuantitativo para SIMRIS corresponde a: para imagen cámara de video el error es 0.01%; imagen cámara térmica captura el 100%; señal escáner láser con error menor al 0.2% y señal analizadora de humedad con error menor al 0.3%. Respecto a la validación de ACMA se concluye que: la humedad muestra un comportamiento prácticamente lineal de pendiente positiva al aumento de la tasa de refino validándolo con R2=0.95 y 0.88 respectivamente para ambas pruebas realizadas; para el p80 se observa que en tramos existe un aumento lineal del tamaño de los glómeros y que baja abruptamente a saturarse de agua cuando se aumenta la tasa de refino; el ángulo de reposo es validado verificando su linealidad con pendiente negativa al aumento de la tasa de refino otorgando un R2=0.93 y 0.74 respectivamente para cada prueba; la temperatura es validada mediante su comportamiento lineal con pendiente negativa en ambas pruebas obteniéndose un R2=0.92 y 0.66 y el porcentaje de glómeros curados es validado mediante la relación lineal con pendiente negativa que posee al aumentar la tasa de refino con R2=0.95. Por último, la validación de CEAH se concreta con un alto porcentaje de acierto entre el operador y el sistema CEAH con 83% y 86% de aciertos para las dos pruebas realizadas. Estos resultados confirman y completan el cumplimiento de las especificaciones establecidas en la fase anterior de pilotaje en planta Manuel Antonio Matta, ENAMI. Los resultados anteriores permiten garantizar que las tecnologías SIMRIS, ACMA y CEAH son una tecnología robusta y confiable. Adicionalmente, se destaca la realización de pruebas que permitieron validar la toma de decisiones y definiciones en función del tipo de mineral, los atributos de la tecnología y el desempeño de los operadores. 3 2) INTRODUCCIÓN Este informe describe el cumplimiento de la actividad P ue a de Co epto , cuyo objetivo es instalar la tecnología desarrollada en una Planta Hidrometalúrgica para una evaluación y análisis de su correcto desempeño. Las pruebas se desarrollaron en las operaciones de curado, aglomeración y lixiviación de Mantoverde, cuya propiedad es de Compañía Mantos Copper y está ubicada a 56 km. de la ciudad de Chañaral. Las pruebas de concepto consistieron en las etapas de instalación, montaje y posteriormente realizar la captura de datos y validación de los componentes y operatividad de la Suite AGLOM. 3) OBJETIVOS 2.1) OBJETIVO GENERAL Realiza la P ue a de Co epto pa a evalua el desempeño de la tecnología en la operación industrial. 2.2) OBJETIVOS ESPECÍFICOS        Confirmar si las estrategias y funciones planteadas para el sistema de sensores estén funcionando de manera correcta. Identificar la introducción de mejoras de la tecnología que faciliten pasar de una etapa de evaluación a una etapa de implantación en faena productiva. Garantizar que la tecnología SIMRIS, ACMA y CEAH en una tecnología robusta y confiable. Realizar pruebas en Mantoverde con el fin de confirmar el cumplimiento de las especificaciones establecidas en la fase anterior de pilotaje en planta Manuel Antonio Matta, ENAMI. Realizar pruebas para validar la toma de decisiones y definiciones en función del tipo de mineral, los atributos de la tecnología y el desempeño de los operadores. Realizar pruebas que permitan mejorar atributos de la tecnología que requieran una mayor maduración. Consolidar las condiciones de uso de la tecnología a los potenciales usuarios. 4) PLAN DE ACTIVIDADES DESARROLLADAS 3.1) VARIABLES CONSIDERADAS Las variables consideradas son:   Variables críticas de operación: permiten evaluar el desempeño operacional de cada equipo. Variables de estado: indican el estado del sistema en un determinado instante. La especificación de estos dos tipos de variables se describe en Tabla 1. 4 Tabla 1: Variables criticas de operación y de estado. Operación Unitaria Chancado Aglomeración y correas transportadoras Variables criticas de operación            Granulometría, % Velocidad de rotación de tambor, rpm. Angulo de inclinación tambor, grados. Largo de tambor, m. Diámetro de tambor, m. Ancho de correa, m. Largo de correa, m. Geometría de polines. Ángulo de reposo del mineral en la correa, grados. Potencia del motor en las correas, kW/h. Descarga de pila, ángulo de reposo en la pila, grados. Variables de estado        Flujo de mineral, t/h Humedad, % Temperatura, ºC Porcentaje de Glómeros Curados, % �80 , mm Ángulo de reposo del mineral sobre la correa, grados. Flujo de mineral, t/h 3.2) PROTOCOLO DE PRUEBAS 3.2.1) Protocolo SIMRIS En la validación de SIMRIS, se analiza el despliegue de imágenes y el envío de señales en tiempo real en planta de los siguientes instrumentos:     Cámara de video. Cámara térmica. Analizador de humedad. Escáner láser. Por este motivo, se establecen los siguientes criterios cualitativos para la validación:       Comunicación entre PC-industrial y sensores. Visualización de imágenes de video en tiempo real en software SIMRIS y calibración del foco de lente. Visualización correcta de imagen térmica en tiempo real en software SIMRIS. Visualización correcta de señal de temperatura media en tiempo real en software SIMRIS. Visualización correcta de señales de escáner láser en tiempo real en software SIMRIS y calibración de distancia. Visualización correcta de señal de humedad en tiempo real en software SIMRIS y calibración del sensor. El criterio cuantitativo para la validación de SIMRIS se define mediante la cuantificación del error generado por las imágenes y señales que se analizan. En Tabla 2, se presentan las pruebas para la 5 confirmación y la formulación de la cuantificación del error de los sensores utilizados para la monitorización de las imágenes y calidad de las señales en tiempo real. Tabla 2: Pruebas para estimar el error de los sensores. Sensor Cámara de video Cámara térmica Escáner Láser Analizador de Humedad Prueba para estimar el error ������ �� = �� ��� �� −� ���� �� ��� �� ������ �� = �� ��� �� −� ���� �� ��� �� < 5.0 %, donde � < 5.0 %, donde � número total de pixeles que debe tener la imagen capturada y � al número de pixeles capturados. �� corresponde al corresponde �� �� corresponde al número total de pixeles que debe tener la imagen capturada y � �� corresponde al número de pixeles capturados. Se utilizara la superficie plana de la correa trasportadora y el RSD < 5.0 %. Se calculará el RSD < 5.0 % de la señal de una prueba de 20.0 min con una muestra estática (calibrador). (RSD: Relative Standard Deviation) 3.2.2) Protocolo ACMA En estas pruebas experimentales se consideran realizar cambios en la adición de refino, agua y ácido al mineral en el proceso de aglomeración. El protocolo considera el registro de las variables críticas durante la adición de mineral en la etapa de aglomeración para cada experiencia; las variables críticas son (ver Tabla 3): 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Flujos de refino. Flujo de ácido. Flujo de agua. Tasa de refino. Tasa de ácido Tasa de agua Flujo de mineral en adición al mineral. Al mismo tiempo, se registran las variables de estado para cada experiencia (ver Tabla 4): 1. 2. 3. 4. 5. Humedad Temperatura Porcentaje de glómeros curados, PGC Ángulo de reposo P80 granulométrico del mineral aglomerado en la correa transportadora. Tabla 3: Variables críticas de operación en el tambor de aglomeración. Experiencia Flujo de mineral t/h Flujo de ácido m3 /h Flujo de agua m3/h Flujo de refino m3/h Potencia del Motor kW/h 6 1 2 3 … N Tabla 4: Variables de estado de operación en el tambor de aglomeración. Experiencia Humedad % Temperatura ºC Ángulo de reposo grados PGC* % �80 cm Flujo de mineral t/h 1 2 3 … N * PGC : Porcentaje de glómeros curados 5) INSTALACIÓN SUITE AGLOM Las actividades de instalación de Suite AGLOM comenzaron el día miércoles 6 de abril con el propósito de afinar los detalles del montaje de los sensores sobre el armazón metálico. La instalación fue previamente coordinada para el día 12 de abril correspondiente a la mantención general programada de los sectores de chancado y aglomeración. En Figura 1 se muestran las instalaciones de los equipos Suite AGLOM en el sector de la correa CV-01 después del tambor de aglomeración. Figura 1: Suite AGLOM instalada en Planta Hidrometalúrgica de Mantoverde. 7 6) VARIABLES OPERACIONALES Durante el desarrollo de cada prueba experimental se deben medir las variables operacionales de las distintas etapas del proceso. Estas variables se dividieron en dos: las variables críticas de operación, que permiten evaluar el desempeño operacional de cada equipo, y las variables de estado, que dan cuenta del estado del sistema en un determinado instante. Los datos de operación obtenidos se encuentran en la Tabla 5. Tabla 5: Variables operacionales de Mantoverde. Velocidad de rotación de tambor, rpm Angulo de inclinación tambor, grados Largo de tambor, m Diámetro de tambor, m Largo de correa, m Ángulo de reposo del mineral en la correa, grados Potencia del motor en las correas, kW/h 7.3 7.3 9.0 2.9 3000 aprox. 317.0 7) VALIDACIÓN SIMRIS, ACMA Y CEAH 6.1) VALIDACIÓN SIMRIS La validación cualitativa de SIMRIS consiste en la verificación si las imágenes y señales obtenidas durante la prueba de concepto llegan de la forma adecuada al PC-industrial para ser posteriormente tomadas por ACMA (ver Tabla 6). Para el análisis se verificará si llegan adecuadamente: 1. 2. 3. 4. Imágenes de video. Imagen térmica. Señal correspondiente a los laser escáner. Analizador de humedad. 8 Tabla 6: Chequeo de criterios de validación. Criterio de validación Comunicación entre PC-industrial y sensores. Visualización de imágenes de video en tiempo real en software SIMRIS y calibración del foco de lente Visualización correcta de imagen térmica en tiempo real en software SIMRIS. Visualización correcta de señal de temperatura media en tiempo real en software SIMRIS. Visualización correcta de señales de escáner láser en tiempo real en software SIMRIS y calibración de distancia. Visualización correcta de señal de humedad en tiempo real en software SIMRIS y calibración del sensor. Chequeo Ok Ok Ok Ok Ok Ok A continuación, se presenta la validación cualitativa de SIMRIS, mediante un análisis estadístico para cada uno de sus componentes: 1. 2. 3. 4. Cámara de video. Cámara térmica. Laser escáner. Analizador de humedad. En este procedimiento, se usarán las pruebas para encontrar el porcentaje de error con el cual llegan las señales e imágenes (ver Tabla 2). 6.1.1) Cámara de video Cuando la cámara de video opera, es factible que se presenten problemas tales como disminución de la capacidad de transmitir una imagen, así como también pérdida de calidad de la resolución completa de una imagen. En Figura 2 se muestra una imagen del mineral aglomerado en la correa transportadora en movimiento. Para solucionar el problema producido por la baja calidad de la imagen, principalmente producido por la variación de luminosidad de las imágenes, se mejoró la nitidez de la imagen instalando una fuente de iluminación externa, la cual permite tener una calidad de imagen constante. 9 Figura 2: Imagen de video del mineral aglomerado en planta, capturada por la cámara de video de SIMRIS. Para hacer un análisis estadístico de las imágenes capturadas se utilizó una muestra de 10 imágenes capturadas durante la prueba de concepto. En Tabla 7 se muestran los resultados del análisis estadístico para cada prueba realizada; se observa que para todas las muestras se genera un error menor al 0.01% lo que satisface la condición descrita en Tabla 2. Tabla 7: Pruebas de verificación de pixeles capturados de la imagen de video. Prueba 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Total de pixel imagen 1228800 1228800 1228800 1228800 1228800 1228800 1228800 1228800 1228800 1228800 Total de pixel 1228750 1228743 1228758 1228772 1228742 1228735 1228746 1228729 1228741 1228704 capturados Pixel no capturados Error (%) 50 57 42 28 58 65 54 71 59 96 0.004 0.005 0.003 0.002 0.005 0.005 0.004 0.006 0.005 0.008 6.1.2) Cámara térmica. En la validación cuantitativa de la cámara térmica se utilizó el mismo procedimiento utilizado para la cámara de video. En la Figura 3 se muestra la imagen térmica del mineral aglomerado y curado en la correa transportadora en movimiento. Se realizó un análisis estadístico sobre 10 imágenes capturadas durante las pruebas de concepto, indicando que un 100% de los pixeles son desplegados. 10 Figura 3: Imagen térmica del mineral aglomerado capturada en planta, mediante la cámara térmica de SIMRIS. 6.1.3) Escáner laser En la cuantificación del error de medición de los escáneres láser, se utiliza una superficie de la correa plana bajo el sensor. Con esta correa se calcula el Relative Standard Deviation RSD cuyo valor debe estar bajo el 2.0%. En la Figura 4 se muestra una imagen con la señal obtenida de la correa transportadora. La diferencia entre la señal original y la señal suavizada corresponde al residual cuyo RSD menor al 0.2%. Figura 4: Error de medición laser escáner. 11 6.1.4) Analizador de Humedad Se realizó una prueba con el objetivo de calibrar el analizador de humedad en un periodo de 20 min utilizando el patrón de calibración. El resultado de la medición de calibración se muestra en la Figura 5. Este patrón contiene una humedad media del 5.0%. No obstante, del análisis estadístico se concluye que durante la prueba el error asociado a la medición de humedad es inferior a 0.3%. Figura 5: Medición de humedad de la correa detenida. 6.2) VALIDACIÓN ACMA La prueba experimental se dividió en tres actividades:    Variación de variables críticas. Operación de ACMA. La validación de la medición y estimación de las variables de estados se realiza mediante:   Análisis exploratorio. Análisis por variable de estado ACMA. 6.2.1) Variación de variables críticas Las variables críticas presentes en el proceso de aglomeración y curado son el flujo de mineral, flujo de agua, flujo de ácido y flujo de refino. Se entiende como refino a la solución de retorno de la etapa de extracción por solventes y tiene una composición de 99.0% de agua y un 1.0% de ácido. Durante las pruebas, las únicas variables manipulables debido a las condiciones operacionales son el refino y el ácido. El agua agregada es cuantificada al final de cada turno mediante de un balance de masa que indica si existe una variación del flujo de agua entre 61.0 a 70.0 l/h por turno. La operación de Mantoverde 12 usa dos tambores de aglomeración los que suman un flujo de mineral de 1750.0 t/h, mientras que los flujos típicos de ácido y refino son 22 y 25 t/h, respectivamente. La variación del flujo de refino en las pruebas fue de 10.0 a un 15.0% bajo y sobre el valor típico de operación para el ácido y el refino, este último usado como regulador de la humedad del mineral aglomerado y curado debido a que mayoritariamente su contenido es agua. 6.2.2) Operación ACMA En Tabla 8 se muestran los datos obtenidos de las pruebas de variación de las variables críticas de 14 experiencias realizadas. En síntesis, en estas pruebas se hicieron cambios en los flujos de refino y ácido adicionados en la etapa de aglomeración; los flujos de ácido, refino y agua son registrados junto a los datos obtenidos por los sensores de humedad, temperatura, p80, ángulo de reposo del mineral en la correa y porcentaje de glómeros curados, cuyos valores corresponden al promedio de las tendencias obtenidas durante 20 min. En las experiencias 1 y 2 se identificó un problema de software de la tecnología, por este motivo no se registraron las variables p80 y ángulo del mineral en la correa. El mismo problema continuó en las experiencias para el ángulo de reposo del mineral en la correa entre las experiencias 3, 4, 5 y 6. A partir de la experiencia 7 los estimadores fueron corregidos. Por otra parte, para la humedad se redujo el error de la medida a un valor al 1.0% para facilitar el paso de etapa de evaluación a una etapa de implantación en faena productiva. Tabla 8: Pruebas experimentales realizadas durante el período. Flujo de Experiencia ácido total (m3/t) Flujo de refino total (m3/t) Flujo de agua total (m3/t) Flujo de agua +refino Total (m3/t) Humedad % Temperatura ºC P80 mm SIMRIS-ACMA Angulo º - PGC % 1 43.88 59.00 0.07 59.07 9.53 ±7.17 35.31 ±0.70 - 54.01 ±5.74 2 42.64 70.00 0.07 70.07 15.37 ±4.44 29.06 ±1.11 - 3 43.63 54.00 0.06 54.06 15.85 ±0.62 35.79 ±0.36 15.38 ± .84 4 43.78 45.36 0.06 45.42 13.76 ±4.10 36.49 ±0.23 16.30 ± .72 5 43.71 34.76 0.06 34.83 15.58 ±5.35 36.18 ±0.32 16.57 ±1.09 6 43.77 62.08 0.06 62.14 16.68 ±5.87 36.39 ±0.43 17.14 ±0.80 7 44.81 53.00 0.07 53.07 15.98 ±0.91 35.38 ±0.50 13.53 ±0.75 11.65 ±0.04 90.60 ±14.80 8 45.20 53.00 0.07 53.07 16.14 ±1.00 35.57 ±0.69 13.43 ±0.79 11.67 ±0.04 89.37 ±18.26 0.51 ±1.35 66.96 ±13.85 93.51 ±3.59 81.97 ±9.48 89.23 ±10.68 9 40.35 46.00 0.07 46.07 16.45 ±0.94 34.80 ±0.32 13.54 ±0.68 11.70 ±0.04 68.91 ±17.34 10 42.44 53.00 0.07 53.07 14.61 ±1.71 30.63 ±2.84 13.93 ±0.40 11.66 ±0.03 18.91 ±30.30 11 42.02 50.00 0.07 50.07 12.53 ±0.27 36.61 ±0.65 14.27 ±0.30 11.64 ±0.02 12 47.24 50.00 0.07 50.07 14.99 ±0.73 34.56 ±0.31 14.25 ±0.88 11.79 ±0.04 55.26 ±20.35 13 43.96 55.00 0.07 55.07 14.08 ±0.62 34.73 ±0.45 13.69 ±0.78 11.78 ±0.04 62.91 ±24.44 14 43.92 41.00 0.07 41.07 13.85 ±0.52 35.06 ±0.30 13.77 ±0.95 11.80 ±0.04 82.75 ±13.12 0.00 ±0.00 13 6.2.3) Análisis exploratorio Durante la prueba de concepto se realizaron dos campañas en las cuales se obtuvieron datos de las variables de estado; la primera campaña se realizó durante los días 21 al 27 de abril (Campaña 1) y la segunda durante los días 18 al 30 de mayo (Campaña 2). En la Figura 6 se presentan los datos de humedad de ambas campañas, observándose que existen valores de humedad del 5 % producto de situaciones particulares, como por ejemplo detenciones en la aglomeración, realizando medidas de humedad sin mineral en la correa. Figura 6: Humedad del mineral aglomerado obtenida en Campaña 1 y Campaña 2. Los datos que se encuentran fuera de los brazos de los diagramas de caja en la Figura 7, se consideran datos atípicos que corresponden a datos fuera de operación, lo que permite tener mayor claridad de lo sucedido durante cada turno y día registrado durante ambas campañas. Los diagramas representan la distribución de los datos obtenidos para cada turno de operación. El gráfico superior corresponde al Tu o A y al i fe io al Tu o B . Estos diag a as de ajas so utilizados pa a visualiza el 50.0% central de los datos y los limites superiores (25.0% por debajo y 75.0% por arriba) e inferiores (75.0% por debajo y 25.0% por arriba) del conjunto de datos obtenidos. 14 Figura 7: Diagrama de cajas de datos de la humedad en operación sin filtrar para cada turno entre el 21 de abril al 30 de mayo. Filtrando (eliminando todos los datos medidos en los que no se estuvo aglomerando) los datos medidos en los periodos de tiempo que no se estuvo aglomerando, se observa en la Figura 8 que el Rango InterCuartílico RIC (caja donde se encuentra el 50% de los datos) fluctúa en un 15% de porcentaje de humedad del mineral aglomerado para ambos turnos. Figura 8: Diagrama de cajas de datos de la humedad en operación filtrado para cada turno entre el 21 de abril al 30 de mayo. La Figura 9 muestra el análisis de diagramas de cajas para las mediciones del ángulo de reposo del mineral sobre la correa. Se observa un RIC cercano a 10 º para el ángulo de reposo entre el periodo del 21 al 26 de abril. Sin embargo, se produce un incremento del RIC durante el periodo del 18 al 30 de mayo en ambos turnos. 15 Figura 9: Diagrama de cajas de datos ángulo de reposo para cada turno entre el 21 de abril al 30 de mayo. En Figura 10 se muestra que la mediana del P80 en cada turno se encuentra cerca de los 12.5 mm. Además, no se observan fluctuaciones considerables en ambos turnos. Figura 10: Diagrama de cajas de datos de P80 para cada turno entre el 21 de abril al 30 de mayo. Durante la prueba de concepto en ambas campañas el sistema de comunicación de la cámara térmica falló, impidiendo la medición de temperatura. Esta situación, se debió al uso de un PC-embebido utilizado como un conversor USB-Ethernet; la solución a esta falla se explica en detalle en el Anexo 3. En la Figura 11 se muestran los resultados datos obtenidos durante los días que estuvo operativo el sistema de comunicación; se observa que para los turnos A y B de los datos medidos el 21 de abril su mediana está cercana a los 37 ºC, descendiendo al turno siguiente bajo los 35 ºC y manteniéndose por el resto de los turnos. 16 Figura 11: Diagrama de cajas de datos de temperatura para cada turno entre el 21 de abril al 30 de mayo. 6.2.4) Análisis por variable de estado ACMA Se realizó un análisis estadístico de los datos obtenidos en planta de las pruebas experimentales realizadas sobre el mineral aglomerado y curado sobre la correa transportadora. Este análisis se centra en las señales de las estimaciones de humedad, pasante 80, ángulo de reposo, temperatura y porcentaje de glómeros curados. En las Tabla 9 y 10 se muestran las variaciones de la tasa de refino alimentado al tambor de aglomeración. Tabla 9: Prueba 1 variación de tasa de refino versus señales de las estimaciones el 20 de abril. Tasa refino kg/t 21.00 26.00 31.00 36.00 38.00 45.00 Humedad % 13.58 ±0.89 14.31 ±1.41 14.38 ±0.94 15.14 ±1.07 15.00 ±0.96 15.96 ±0.89 p80 mm 13.75 ±0.78 13.19 ±0.75 13.39 ±0.61 13.63 ±0.85 14.06 ±0.72 13.41 ±0.62 Ángulo º 11.45 ±2.69 10.33 ±2.14 10.47 ±2.32 9.50 ±2.30 9.48 ±1.78 8.75 ±2.11 Temperatura ºC 35.12 ±0.39 35.07 ±0.23 34.72 ±0.25 34.49 ±0.27 34.49 ±0.31 34.37 ±0.27 PGC % 81.77 ±4.12 82.46 ±5.08 65.99 ±5.40 49.57 ±6.32 51.89 ±4.52 36.39 ±6.74 Durante la prueba 1 se incrementó el valor de la tasa de refino desde 21 hasta 45 kg/t, manteniendo la tasa por 10 minutos en cada valor. Por su parte, se registran las señales estimadas durante estos 10 minutos, mostrando sus promedios al igual que su error en la medición en la Tabla 9. De igual manera, se desarrolló la prueba 2 incrementando la tasa de refino de 21 a 41 kg/t registrando sus señales de la estimación en la Tabla 10. 17 Tabla 10: Prueba 2 variación de tasa de refino versus señales de las estimaciones el 21 de abril. Tasa refino kg/t 21.00 26.00 31.00 33.00 36.00 41.00 Humedad % 14.55 ±0.65 14.93 ±0.99 15.04 ±0.64 15.10 ±1.07 15.05 ±0.76 15.34 ±0.59 p80 mm 10.84 ±0.61 10.84 ±0.76 10.90 ±0.42 10.19 ±0.62 10.58 ±0.55 10.79 ±0.71 Ángulo º 13.03 ±2.51 13.84 ±2.13 12.09 ±2.24 10.98 ±2.20 11.16 ±2.19 10.77 ±1.77 Temperatura ºC 37.76 ±0.30 37.63 ±0.28 37.36 ±0.35 37.65 ±0.35 37.30 ±0.32 37.31 ±0.51 PGC % 100.00 ±0.00 100.00 ±0.00 100.00 ±0.00 100.00 ±0.00 100.00 ±0.01 100.00 ±0.00 A continuación, se presenta el análisis de las señales de estimación de ACMA, de humedad, pasante 80, ángulo de reposo, temperatura y porcentaje de glómeros curados: a. Humedad En las Figuras 12 y 13 se encuentran los gráficos de dispersión entre el porcentaje de humedad y la tasa de refino de las pruebas 1 y 2 respectivamente. Mediante el ajuste lineal se determina el coeficiente de correlación para la prueba 1 siendo 0.96 y para la prueba 2 siendo 0.88, presentado una mayor dispersión la prueba 1. La relación entre las pendientes de las tendencias lineales corresponde a 2.70. Esta situación demuestra que el porcentaje de humedad en el mineral es prácticamente lineal con la tasa de adición de refino. Prueba 1 16,50 Humedad(%) 16,00 y = 0,0928x + 11,68 R² = 0,9565 15,50 15,00 14,50 14,00 13,50 13,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 Tasa Refino (kg/t) Figura 12: Grafico de dispersión prueba 1 entre humedad y la tasa de refino. 18 Prueba 2 15,4 y = 0,0344x + 13,924 R² = 0,8839 15,3 Humedad (%) 15,2 15,1 15 14,9 14,8 14,7 14,6 14,5 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 Tasa Refino (kg/t) Figura 13: Gráfico de dispersión prueba 2 entre humedad y la tasa de refino. b. Pasante 80 La Figura 14 muestra cómo responde la distribución granulométrica a los cambios de tasa de refino. Se observa una disminución en el valor p80 al aumentar la tasa de refino de 21 a 26 kg/t, presentando un aumento en el p80 en el intervalo de 26 a 38 kg/t de tasa de refino y finalmente decayendo al aumentar la tasa de refino en 41 kg/t. Prueba 1 14,3 P80 (mm) 14,1 13,9 13,7 13,5 13,3 13,1 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 Tasa Refino (kg/t) Figura 14: Gráfico de dispersión prueba 1 entre el pasante 80 y la tasa de refino. Los cambios en la distribución granulométrica para la prueba 2 se observan en la Figura 15 en el cambio que experimenta el p80 ante variaciones de la tasa de refino. Se observa un aumento en el valor del p80 19 para una tasa de refino dentro del intervalo correspondiente a 21 a 33 kg/t, generándose una disminución en el intervalo de 33 a 41 kg/t. Una explicación para este resultado es que los glómeros a ia su o po ta ie to elásti o de ido a ue el ate ial fi o o se adhie e ien a los glómeros, desprendiéndose debido a su elevado contenido de agua; al respecto, es importante señalar que el tamaño de las capas de finos que se adhieren a partículas de mayor tamaño mediante el mecanismo de laye i g al a za valo es de a . Prueba 2 11,3 P80 (mm) 11,1 10,9 10,7 10,5 10,3 10,1 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 Tasa Refino (kg/t) Figura 15: Gráfico de dispersión prueba 2 entre el pasante 80 y la tasa de refino. c. Ángulo de reposo En Figura 16 se observa que el ángulo de reposo en el mineral es lineal con pendiente negativa al aumento de la tasa de refino. En cuanto, al coeficiente de correlación, R2 corresponde a 0.93. De igual manera en la prueba 2 también se observa una tendencia lineal (ver Figura 17). El valor del coeficiente de correlación, R2 para esta prueba corresponde a 0.74. La relación entre las pendientes de ambas pruebas tiene como resultado 0.71. 20 Prueba 1 11,9 y = -0,1063x + 13,488 R² = 0,9336 Angulo (º) 11,4 10,9 10,4 9,9 9,4 8,9 8,4 7,9 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 Tasa Refino (kg/t) Figura 16: Gráfico de dispersión prueba 1 entre el ángulo de reposo y la tasa de refino. Prueba 2 15,0 14,0 Angulo (º) 13,0 y = -0,1499x + 16,677 R² = 0,7381 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 Tasa Refino (kg/t) Figura 17: Gráfico de dispersión prueba 2 entre el ángulo de reposo y la tasa de refino. 21 d. Temperatura. En la prueba 1, la Figura 18 indica que la temperatura del mineral aglomerado y curado disminuye con el aumento en la adición de la tasa de refino. El coeficiente de correlación, R2 es 0.92. El cambio en la temperatura es de aproximadamente 0.75 ºC para una variación de la tasa de refino de 24 kg/t. Prueba 1 35,2 35,1 Temperatura (ºC) 35,0 y = -0,0356x + 35,878 R² = 0,9254 34,9 34,8 34,7 34,6 34,5 34,4 34,3 34,2 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 Tasa Refino (kg/t) Figura 18: Gráfico de dispersión prueba 1 entre la temperatura y la tasa de refino. La Figura 19 muestra que en la prueba 2 hubo una dispersión mayor, obteniéndose un coeficiente de correlación, R2 de 0.66 y una disminución de la temperatura de 0.46 ºC. Esta disminución de temperatura es inferior al producido en la prueba 1. Comparando las pendientes de ambas pruebas, la relación entre estas es 1.5. Cabe señalar, que el rango de temperatura para la prueba 1 va desde 34.4 ºC hasta 35.1 ºC y la prueba 2 va desde entre 37.3 ºC hasta 37.8 ºC. Se puede decir que para la operación estas variaciones no son significativas. 22 Prueba 2 37,8 Temperatura (ºC) 37,7 y = -0,0231x + 38,224 R² = 0,6572 37,6 37,5 37,4 37,3 37,2 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 Tasa Refino (kg/t) Figura 19: Gráfico de dispersión prueba 2 entre la temperatura y la tasa de refino. e. Porcentaje de glómeros curados En la Figura 20 se muestra que el porcentaje de glómeros curados es muy sensible a la variación de la adición de refino disminuyendo del orden de un 46% con un coeficiente de correlación, R2 de 0.95; este cambio se debe a que la temperatura crítica establecida para la prueba fue de 34.0 ºC y a medida que la temperatura medida se acerca a la temperatura critica, disminuye el porcentaje de glómeros curados. Esta situación no se repite para la prueba 2 donde la temperatura crítica está baja por lo menos 2 ºC de la temperatura de la prueba (ver Tabla 10). Por este motivo, no se identifican cambios en la señal estimada del porcentaje de glómeros, manteniéndose este porcentaje en 100%. Por otra parte, la Figura 21 muestra el porcentaje de glómeros curados versus la temperatura para la prueba1. Además, se observa que existe aumento asintótico del porcentaje de glómeros curados a medida que aumenta la temperatura. 23 Prueba 1 100,0 90,0 80,0 y = -2,0923x + 130,04 R² = 0,9455 PGC (%) 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 Tasa Refino (kg/t) Figura 20: Gráfico de dispersión prueba 1 entre el porcentaje de glómeros curados y la tasa de refino. Prueba 1 90,0 80,0 70,0 PGC (%) 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 34,3 34,4 34,5 34,6 34,7 34,8 34,9 35 35,1 35,2 Temperatura (ºC) Figura 21: Gráfico de dispersión prueba 1 entre el porcentaje de glómeros curados y la temperatura. 6.3) VALIDACIÓN CEAH El Control Experto de Aglomeración para la Hidrometalurgia CEAH considera estabilizar la humedad del mineral aglomerado dentro de un rango establecido, al igual que la temperatura. Para validar en planta, se realizó una prueba en planta del CEAH que consistió en la alteración de la tasa de refino, para confirmar las recomendaciones del CEAH. 24 Para no alterar el normal funcionamiento de la planta las pruebas no superaron la hora. En la Tabla 11 y Tabla 12 se muestran los resultados obtenidos de las pruebas realizadas y las recomendaciones del CEAH sujeto a los cambios de adición de refino en la aglomeración. Por su parte, se registran las recomendaciones de los operadores de turno para realizar la comparación pertinente y verificar los aciertos de CEAH. Las decisiones de cuanto refino adicionar al proceso son tomadas por dos operadores, a saber, el primero ubicado en el stacker de apilamiento, y el segundo ubicado en la sala de control/operación. Las pruebas fueron realizadas durante dos periodos de operación distintos, la primera prueba se realizo el 20 de abril y posteriormente el 21 de abril. Tabla 11: Prueba 1 de validación CEAH. Inicio Termino 17:32:00 17:40:00 17:47:00 17:57:00 18:06:00 18:12:00 17:40:00 17:47:00 17:57:00 18:06:00 18:12:00 18:18:00 Tasa refino kg/t 21.00 26.00 31.00 36.00 45.00 38.00 Recomendación CEAH Subir Mantener Mantener Mantener Bajar Mantener Recomendación operador Mantener Mantener Mantener Mantener Bajar Mantener Acierto Recomendación operador Mantener Subir Subir Subir Mantener Bajar Mantener Acierto       Tabla 12: Prueba 2 de validación CEAH. Inicio Termino 13:09:00 13:13:00 13:21:00 13:29:00 13:35:00 13:51:00 14:01:00 13:13:00 13:21:00 13:29:00 13:35:00 13:51:00 14:01:00 14:31:00 Tasa refino kg/t 32.00 21.00 26.00 31.00 36.00 41.00 33.00 Recomendación CEAH Mantener Subir Subir Subir Mantener Mantener Mantener        E la p i e a p ue a el ope ado del sta ke o side a ue el i e al tie e u ha a illa el ual necesita adicionar mucho refino para obtener la humenctación que el considera correcta. La tasa de refino se configura hasta su valor minimo de 21 kg/t siendo la recomendación del operador mantener la cual no coincide con al de CEAH. Luego, se sube cada 5 puntos la tasa de refino hasta los 36 kg/t, sin embargo, al subir de 36 a 45 kg/t el operador solicita bajar la tasa de refino manteniendolo en los 38 25 kg/t, decisión en la cual coinciden CEAH y el operador, obteniedo un porcentaje de aciertos para CEAH en un 83%. La segunda prueba se realizó utilizando la misma metodología que la primera. Esta prueba comienza con una operación normal donde la tasa de refino se fijó en 32 kg/t, el operador como CEAH recomiendan mantener esta tasa. Luego, se baja la tasa hasta la configuración minima 21 kg/t, donde el operador y CEAH solicitan subir la tasa hasta llegar a los 36 kg/t. Al llegar a los 41kg/t el operador solicita bajar la tasa mientras tanto CEAH solicta mantener. Finalmente, el operador recomienda mantener la tasa en 33 kg/t. De esta forma, considerando la prueba realizada, CEAH logra un porcentaje de aciertos correspondente al 86%. 5) CONCLUSIONES En síntesis, la prueba de concepto permitió instalar la Suite AGLOM y realizar las actividades programadas, confirmando el desempeño correcto de los sensores. Lo anterior permite la incorporación de una mejora en la tecnología que facilitará pasar de una etapa de evaluación a una etapa de implantación en faena productiva. Los resultados para la validación de SIMRIS muestran que el chequeo de criterios de validación cualitativo se cumple a cabalidad. Además, el error para cada elemento usado como criterio cuantitativo para SIMRIS corresponde a: para imagen cámara de video el error es 0.01%; imagen cámara térmica captura el 100%; señal escáner láser con error menor al 0.2% y señal analizadora de humedad con error menor al 0.3%. Respecto a la validación de ACMA se concluye que: la humedad muestra un comportamiento prácticamente lineal de pendiente positiva al aumento de la tasa de refino validándolo con R2=0.95 y 0.88 respectivamente para ambas pruebas realizadas; para el p80 se observa que en tramos existe un aumento lineal del tamaño de los glómeros y que baja abruptamente a saturarse de agua cuando se aumenta la tasa de refino; el ángulo de reposo es validado verificando su linealidad con pendiente negativa al aumento de la tasa de refino otorgando un R2=0.93 y 0.74 respectivamente para cada prueba; la temperatura es validada mediante su comportamiento lineal con pendiente negativa en ambas pruebas obteniéndose un R2=0.92 y 0.66 y el porcentaje de glómeros curados es validado mediante la relación lineal con pendiente negativa que posee al aumentar la tasa de refino con R2=0.95. Por último, la validación de CEAH se concreta con un alto porcentaje de acierto entre el operador y el sistema CEAH con 83% y 86% de aciertos para las dos pruebas realizadas. Estos resultados confirman y completan el cumplimiento de las especificaciones establecidas en la fase anterior de pilotaje en planta Manuel Antonio Matta, ENAMI. Los resultados anteriores permiten garantizar que las tecnologías SIMRIS, ACMA y CEAH son una tecnología robusta y confiable. Adicionalmente, se destaca la realización de pruebas que permitieron validar la toma de decisiones y definiciones en función del tipo de mineral, los atributos de la tecnología y el desempeño de los operadores. 26