jan 2, 2019

Perguntas e respostas sobre a tecnologia de trituração

Conversamos com um painel de especialistas, Alan Boylston, Suzy Lynch-Watson, Håkan Ståhlbröst e André Vien, para debater algumas das tendências e desafios com que os exploradores de mineração se confrontam atualmente. O objetivo: determinar de que forma as novas tecnologias e o equipamento de trituração podem ter impacto sobre a indústria.

Alan Boylston (AB) Diretor, Desenvolvimento de Engenharia de Processos, Vendas
Suzy Lynch-Watson (SLW) Gestora Global de Consultadoria e Laboratórios
Håkan Ståhlbröst (HS) Gestor Global de Suporte de Aplicações, Revestimentos de Trituradores
André Vien (AV) Doutorado em Engenharia, Principal Engenheiro de Processos 

Q: Quais são os principais desafios enfrentados pelos exploradores de mineração atualmente?

AB: Um dos principais desafios que detectamos para os nossos clientes de mineração nos mercados atuais prende-se com encontrar a forma de contrabalançar o aumento na produção, necessário para satisfazer a crescente procura de metais, tendo em conta que os graus de minérios continuam a decrescer em todo o mundo. Isto significa que para manter os atuais níveis de produção, as minas necessitam de processar cada vez mais matéria-prima de minérios, o que requer energia adicional à medida que aceleram a produção. Muitas vezes, este quadro traduz-se em maiores investimentos em equipamento e em custos operacionais mais elevados. De forma a manter a rentabilidade, as minas precisam de se empenhar em formas de melhorar a eficiência.

Q: Que tendências encontram atualmente na indústria para fazer face a estes desafios?

AB: As tendências mais fortes estão relacionadas com a análise das várias opções que possam ajudar a reduzir custos energéticos, tendo em conta o aumento da procura de produção. Torna-se importante identificar onde residem as oportunidades de melhoria em todo o processo para encontrar formas de reduzir os custos. No que se refere a equipamento, denota-se uma maior abertura na procura de novas aplicações para tecnologia mais antiga. Por exemplo, os moinhos de Rolos de Trituração de Alta Pressão (HPGR) já são utilizados há muito tempo em operações com calcário, cimento e quimberlito, mas as aplicações que envolvem minérios duros é relativamente nova. Com uma elevada eficiência energética, os HPGRs estão a ser reanalisados enquanto alternativa à trituração mais tradicional em determinadas aplicações. O Metso HRC™3000, lançado em 2015, representa um avanço tecnológico significativo para a indústria de mineração devido ao seu design simples, mas robusto que maximiza a eficiência energética, a disponibilidade e a confiabilidade. As melhorias nos processos são os pedidos cada vez mais frequentes dos nossos clientes. As minas estão em processo de análise de práticas de dinamitação ao nível da mina, para reduzir o volume de alimentação nos britadores principais e de otimização dos revestimentos dos trituradores obtendo uma vida útil mais longa, bem como maior poupança energética. Também estamos a denotar uma tendência para a digitalização, tendo em conta que muitas minas utilizam processos de controle avançados para tornar as respectivas operações mais eficientes e reduzir o consumo de energia. Todas estas abordagens se centram em melhorar a eficiência operacional e em otimizar a utilização energética para reduzir custos.

HS: Também diria que existe uma tendência para substituir trituradores pequenos e médios por menos trituradores, mas significativamente maiores, de forma a gerir os elevados volumes necessários. Os trituradores de grandes dimensões requerem manutenção rápida e segura, um aspecto que continuaremos a melhorar. Contudo, os trituradores de grandes dimensões também necessitam de bastante energia para funcionar, por isso acredito que o foco sobre a eficiência aumentará. A energia é dispendiosa e em muitas áreas tem vindo a tornar-se cada vez mais assim.

Q: Que melhorias técnicas lançou a Metso no que se refere a tecnologia de trituração?

HS: Regra geral, os trituradores horizontais tradicionais não demonstram ser particularmente eficientes, energeticamente falando. Apenas uma parte muito reduzida da energia é convertida em trituração eficiente, sendo o restante da energia canalizada para o desgaste dos revestimentos e dos materiais, e para a geração de calor e ruído. No que se refere à tecnologia, não há muito a fazer em relação ao triturador em si, exceto relativamente ao motor e ao dispositivo de acionamento, mas muitas vezes é possível controlar melhor o processo. Por exemplo, os trituradores com controles de velocidade variáveis permitem-lhe operar o triturador tão rapidamente quanto o necessário, em conjunto com um sistema de controle que ajusta automaticamente a velocidade e a alimentação com base em parâmetros, como o peso do triturador e o ruído dentro do mesmo. Pode certificar-se de que o triturador está sempre em execução da forma mais eficiente possível, o que ajuda a diminuir o consumo de energia.

As novas e mais rápidas ferramentas de simulação também nos permitem garantir que a alimentação do triturador contribui para uma maior eficiência de trituração. As simulações anteriores demoravam muito tempo, mas atualmente efetuamos simulações de quase todos os designs de trituradores de grandes dimensões. Se a trituração for a mais eficiente possível, é consumida menos energia por tonelada.

SLW: A Metso procura continuamente efetuar melhorias que irão causar impacto no processo de trituração e ajudar os clientes a cumprir os respectivos objetivos de aumento da disponibilidade do equipamento e de redução de custos de operação. Um avanço recente no revestimento do triturador que foi alvo de muita atenção consiste no Metso MegalinerTM, feito de polimetil e aço. Os revestimentos podem utilizar menos material do que anteriormente, pois utilizamos um design de ‘skip row’, em que os revestimentos dispõem apenas de dois terços do número de elevadores em relação a modelos anteriores. Com este design, continuamos a atingir a mesma elevação e trajetória de carga com menos peso de revestimento. A redução do peso possibilita carregar mais o triturador e, em conjunto com um design otimizado, pode produzir mais toneladas e nalguns casos aumentar a eficiência.

Megaliner™ - innovative mill liner made to improve worker safety, as grinding mills are made increasingly larger.

SLW: Além dos produtos, também efetuamos melhorias técnicas ao combinar as nossas variadas ofertas de serviços para encontrar soluções que ajudam os clientes a diminuir o gasto energético e a obter níveis de produção mais elevados. Isto implica uma análise aos nossos produtos e uma utilização dos nossos conhecimentos processuais, instrumentais e de controle para criar a melhor combinação de serviços que satisfaça os objetivos dos clientes. Por exemplo, quando nos perguntam por que motivo determinado circuito de trituração tem um desempenho abaixo do ideal, tentamos ter uma abordagem mais holística. Perguntas como ‘os processos de perfuração e dinamitação estão otimizados?’ e ‘existe uma grande variedade nas características dos minérios que chegam à fábrica?’ também são importantes. Naturalmente que o próprio triturador também precisa ser analisado, mas os passos processuais que antecedem e sucedem a trituração desempenham também um papel no funcionamento do desempenho geral do circuito.

Q: Conseguem prever algumas tendências na forma de concepção e utilização do equipamento, especialmente tendo em conta que as toneladas de processamento continuam a aumentar?

SLW: Um dos aspectos que temos observado é o fato de as fábricas estarem a analisar diferentes opções em termos de seleção de equipamento para manter os custos de energia controlados à medida que a procura de produção continua a aumentar.  Por exemplo, temos notado um crescente interesse na tecnologia de moagem de agitação da Metso Vertimill®, especificamente em situações em que a fábrica necessita de capacidade de trituração adicional ou pretende obter uma moagem mais fina.  No passado, as fábricas investiriam num segundo moinho de bolas que iria operar paralelamente ao moinho atual e assim acrescentar capacidade adicional, mas nem sempre esta consiste na forma mais eficiente de resolver o problema. Um estudo recente conduzido por Malcolm Powell e Sam Palandiandy no JKMRC demonstrou que utilizar um Vertimill terciário para aumentar a capacidade do circuito pode ser 25% mais eficiente energeticamente do que adicionar capacidade extra via um moinho de bolas num serviço de trituração secundária. Concluiu-se que analisar o desempenho de um triturador ou peça de equipamento individualmente nem sempre consiste na melhor abordagem. Efetivamente, é necessário analisar de que forma todas as peças do equipamento funcionam em conjunto no circuito para encontrar a combinação energética mais eficiente. Basicamente, o processo resume-se a determinar qual a melhor abordagem para a aplicação adequada.

Q: Quais são os processos de trituração que a Metso tem e considera inferiores e de que forma poderão melhorá-los?

AV: Um dos principais aspectos a ter em consideração é que mesmo com o equipamento mais moderno e atualizado, o desempenho em campo depende sempre da forma de utilização do equipamento. O nosso grupo global de Otimização de Processos visitou centenas de fábricas de concentradores, analisou os circuitos de pulverização, avaliou a configuração de processos e procurou efetuar melhorias no que se refere à eficiência energética ou ao desempenho. A maior parte dos problemas processuais que encontramos não são causados pelas máquinas em si, resultam antes da forma como o equipamento de pulverização foi configurado ou utilizado. Os quatro problemas mais comuns encontrados referem-se ao meio de trituração utilizado no moinho, à combinação da velocidade de trituração e dos ângulos do revestimento, à dependência excessiva de regras gerais no que se refere à produção e, por fim, à falta de comunicação entre a mina e a fábrica.

Q: Pode explicar-nos alguns exemplos?

AV: Ao analisarmos os meios de trituração, deparamo-nos com situações em que o meio é demasiado grande para a trituração esperada. O resultado são elevadas taxas de desgaste, tanto nos revestimentos como na matéria, e uma utilização energética muito pouco eficiente. Também pode acontecer a matéria ser de fraca qualidade e fragmentar-se ou desgastar gerando matéria em forma de discos que não rola de forma ideal dentro do triturador. Estas matérias consomem o volume do triturador e energia, mas a trituração é pouco eficiente devido ao movimento da carga. Todos estes fatores contribuem para uma utilização energética ineficaz. A solução seria realizar cálculos contínuos para garantir a utilização do tamanho otimizado do meio de trituração, não perdendo de vista a qualidade da matéria.

Metso offers a unique combination of quality grinding media manufacturing, unmatched expertise of the grinding process and grinding optimization services.

Relativamente a velocidades de trituração combinadas incorretamente com os ângulos do revestimento, é frequente suceder que a matéria seja projetada em excesso causando danos nos revestimentos e na própria matéria. A forma de prevenir os problemas é tentar obter o panorama geral concreto do que acontece dentro do triturador. Isto é possível de várias maneiras. Um método seria monitorizar os níveis de ruído dentro do triturador utilizando tecnologia Acústica como a Metso SmartEarTM OCS que mede o aço nos impactos de aço dentro do triturador. Ao medir os níveis de ruído dentro do triturador, pode ajustar a velocidade de trituração para compensar e alinhar novamente os processos, resultando numa trituração e utilização energéticas mais eficientes.

Também nos deparamos com situações em que uma fábrica depende demasiado de regras gerais ou de pressupostos de caráter geral sem envidar outros esforços. Por exemplo, é frequente associarmos um consumo de potência aumentado a um melhor desempenho. Mas e se o problema não residir na velocidade giratória dos trituradores, e sim na tina da polpa? Neste caso, não se trata de um problema da eficiência giratória, mas de um problema de eficiência na bombagem. Para corrigí-lo, converter uma descarga radial numa descarga encurvada pode ser a solução, aumentando o desempenho no triturador com a mesma energia devido à capacidade de descarga mais elevada do sistema de descarga da polpa.

Por fim, a falta de comunicação entre a mina e a fábrica pode ser considerada como uma prática de trituração inferior. Uma fábrica precisa de ter boa visibilidade sobre os materiais de alimentação de chegada, em particular, o rácio entre minérios brutos finos e grosseiros, que pode variar de forma significativa. Sem boa visibilidade, a fábrica pode não conseguir reagir de forma suficientemente rápida para ajustar os seus parâmetros de funcionamento, perdendo consequentemente eficiência e desempenho geral.

HS: Por vezes, trata-se simplesmente de não ter em consideração o processo geral. Muitas empresas estão apenas a tentar dar um passo de cada vez, baixando o preço ou aumentando a longevidade do equipamento, em vez de considerar aumentar a eficiência de todo o processo de trituração e reduzir o custo por tonelada processada. Essencialmente, trata-se de ajudar o cliente a aumentar a eficiência tendo em conta as condições existentes. Nalguns casos, pode ser necessário investir, como num novo processador do revestimento, para maximizar o tamanho/peso do revestimento e reduzir o tempo de manutenção. Podem ser necessárias alterações de processos ou equipamentos para resolver problemas ou alcançar objetivos definidos. Não existe efetivamente uma solução única para tudo, mas trabalhamos em equipe para encontrar a dose certa de equipamento e serviços, e ajudar os nossos clientes a satisfazer os seus objetivos de negócio. Ao longo dos anos, habituamos os nossos clientes a resultados e é isso que tentamos providenciar.

 

Texto: Jason Nelson e Anne Rantanen

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