jksimmet simulador de plantas de procesamiento de minerales en estado estacionario
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JKSimMetSimulador de Plantas de
Procesamiento de Minerales en Estado Estacionario
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Rev. 1.2 del 04-01-06
Generalidades
Historia
• Desarrollado en base a décadas de experiencia del Centro de Investigación Minero Australiano JKMRC(Julius Kruttschnitt Mineral Research Centre).
• El JKMRC constituye el centro de desarrollo científico y tecnológico de la Universidad de Queensland en Australia.
• En 1986 se crea el JKTech, centro encargado de potenciar los desarrollos creados por el JKMRC.
• Split Engineering es distribuidor oficial del software para Latinoamérica.
Generalidades
Objetivos
• Simular procesos de chancado y molienda.
• Simular procesos de clasificación.
• A través del ajuste de modelo, permitir la caracterización de plantas de procesamiento de minerales.
• Llevar a cabo la optimización de circuitos existentes.
• Realizar estudios de diseño conceptuales.
• Evaluar la idoneidad de distintos flowsheets (diagramas de flujo), para alcanzar los objetivos de funcionamiento deseados.
• Ser una herramienta de ayuda para el ingeniero, en el análisis de circuitos.
Generalidades
Descripción Sistema
• JkSimMet es un software que facilita la simulación de las operaciones de planta en el Procesamiento de Minerales.
• Brinda al ingeniero la habilidad de diseñar y perfeccionar cualquier circuito de chancado o molienda, incluidas las etapas de clasificación.
• Realiza simulaciones en estado estacionario de una serie de operaciones de chancado y molienda, así como de operaciones de clasificación.
Generalidades
Descripción Sistema
• JKSimMet cuenta con modelos de procesamiento para equipos, tales como: Chancadores (Mandíbulas, Cono, Rodillos, Giratorios). Molinos (Bolas, Barras, SAG, AG). Hidrociclones. Etc.
• JKSimMet permite realizar ajustes a los modelos, para caracterizar su planta.
• JKSimMet posee opciones para realizar Balances de Masa.
Generalidades
Implementación
• La licencia del software.
• Un PC (Personal Computer) con los siguientes requerimientos mínimos: Sistema Operativo:Microsoft Windows 98/NT4/2000/XP. Procesador : 400 Hz. Memoria RAM :128MB (se recomienda 256MB). Disco duro :2 GB con 100 MB para operación software. Monitor :Gráfico SVGA (15”). Lector de CD. Disketera (3.5 pulgadas). Mouse y Teclado
• Una persona habilitada para operar el software, que haya recibido un entrenamiento formal.
Generalidades
Seguridad
• JKSimMet posee llaves de seguridad (Dongles). Puerto Paralelo. Puerto USB. Puerto PCMCIA (SIC).
Generalidades
Componentes
• Módulo Simulación Se basa en la capacidad de crear un modelo representativo de
un sistema.
• Módulo de Ajuste de Modelos Esta modalidad hace que el modelo creado se ajuste, lo
máximo posible, a cada planta específica y condición de operación.
• Módulo de Balance de Masa Se utiliza para hacer balance de los datos de tamaños, datos
de análisis químico y datos de tasas de flujos, que fueron reunidos en un muestreo en estado estable.
Generalidades
Estructura
• La estructura del Software consiste en:
Proyecto: Contiene uno o más flowsheets (diagramas de flujo) y los datos de los flujos y unidades asociados.
Flowsheet: Representación gráfica de un planta de procesamiento completa o una sección de ella.
Equipos y Puertos: Los puertos representan las conexiones a cada pieza de equipo.
Unidades: Se denomina unidad a cualquier tipo de equipo de procesamiento como un molino de bolas o un hidrociclón.
Flujos: Es la descripción de cualquier corriente de material en términos de tasa de flujo de sólidos, agua y distribuciones de tamaño.
Proceso
Ciclo
• El procesamiento de minerales se puede simplificar como un ciclo que involucra etapas de diseño, implementación, medición de resultados y comparación. Actualmente, gracias a JKSimMet, esto se transforma en un proceso iterativo e interactivo, con una valoración constante de los resultados de cada etapa del proceso en términos de los resultados de otras etapas del proceso.
• JKSimMet permite analizar en conjunto cada una de estas etapas para medir sus resultados como conjunto.
DISEÑO
IMPLEMENTACIÓN
MEDICIÓN
CO
MPA
RA
CIÓ
N
Proceso
Acciones
• Definición Objetivos, condiciones de
operación.• Planificación
Diseño flowsheet, datos.• Evaluación
Analiza y predice funcionamiento.• Medición
Implementa y desarrolla.• Control
Optimización del flowsheet y análisis de datos.
Proceso
Definición
• Criterios de diseño.• Datos disponibles.• Objetivos de funcionamiento.
• Disponible Modelos de Equipos. Parámetros de modelos por defecto.
Proceso
Evaluación
• Modelamiento y simulación.• Caracterización del funcionamiento.• Visualización.
• Disponible Módulo de simulación. Módulo de ajuste de datos. Balance de masa.
Proceso
Medición
• Resultados y observaciones.
• Disponible Exportación de datos a hojas de cálculo. Métodos estadísticos. Métodos de ajuste. Comparación datos ajustados con datos medidos. Representación gráfica de datos.
Proceso
Control
• Estandariza la configuración del flowsheet (diagrama de flujo).• Simulación del flowsheet.• Optimización de resultados.
• Disponible Módulo de simulación. Módulo de ajuste. Balanceador de masa. Análisis de productos obtenidos por etapa de procesamiento. Gráficos de datos de distribución de tamaños. Informes configurables. Archivos de ayuda en línea.
Introducción
• El proceso de simulación involucra la creación de un flowsheet representativo, el ingreso de los datos disponibles, seguido del ajuste de los parámetros del modelo y de los datos, para luego realizar la simulación.
• JKSimMet posee una estructura común para todas las herramientas de análisis, el usuario utiliza el mismo circuito y sigue los mismos procedimientos de registro de datos para todas las modalidades
Diseño del Flowsheet
Ingreso de Datos
Ajuste
Simulación
Balance de Masa
Operación del JKSimMet
Análisis Resultados
Operación del JKSimMet
Diseño Flowsheet
• Añadir Equipos
En esta etapa se seleccionan los equipos que conformarán el flowsheet representativo de la planta a estudiar.
Operación del JKSimMet
Equipos
• Parámetros de Modelo:
Incluye el escalamiento del molino (largo, diámetro, velocidad crítica, fracción de llenado, Work Index, tamaño máximo de bolas), parámetros de la función R/D, función de rompimiento.
Operación del JKSimMet
Puertos
• Ingreso de datos (flujos y granulometrías), se puede hacer digitando los datos uno a uno o importándolos desde una base de datos.
Operación del JKSimMet
Ajuste de Modelo
• Para una operación real de procesamiento de minerales, los parámetros mejor ajustados son diferentes a los valores por defecto que proporciona el sistema.
• Cada modelo tiene una lista de parámetros, que pueden ser ajustados.
• Tipos de parámetros:
Parámetros que dependen de los equipos. Dimensiones y ajustes claves de operación.
Parámetros que dependen del mineral. Índice de Trabajo (Work Index). Gravedad Específica. Función de Fractura.
Operación del JKSimMet
Ajuste de Modelo
• Tipos de parámetros: Parámetros de operación calculados o medidos.
Dependen de una combinación de parámetros del equipo, del mineral y de las tasas de alimentación del mineral, ejemplo: Presión de alimentación del ciclón.
• En la figura, se aprecian algunos de los parámetros de los modelos de molino de bolas e hidrociclón, que pueden ser ajustados.
Operación del JKSimMet
Ajuste de Modelo
• Funcionamiento del programa de ajuste de los parámetros del modelo.
Trabaja calculando las diferencias entre los datos predichos y los datos de laboratorio.
Deriva un valor que representa la suma ponderada de cuadrados (WSSQ).
El programa ajusta uno a uno los parámetros.
Operación del JKSimMet
Simulación
• Técnica de simulación del JKSimMet. El JKSimMet realiza una simulación en
estado estacionario de una serie de operaciones de clasificación y de conminución, mediante la utilización de modelos de proceso para los equipos involucrados en dichos procesos.
Estas unidades pueden combinarse en circuitos y permiten al ingeniero simular las operaciones de una planta o subsecciones de una planta. Una simulación puede ser controlada a través de la especificación de parámetros de modelo, la selección de los modelos matemáticos del proceso y la especificación de datos operativos.
Operación del JKSimMet
Simulación
• Capacidades del JKSimMet. Además de las capacidades de simulación descritas anteriormente, el
JKSimMet dispone de todas las funciones para que el ingeniero pueda utilizar y mantener una serie de grupos de datos.
El JKSimMet es una poderosa herramienta para el ingeniero de procesamiento y el metalurgista en materia de diseño conceptual, afinamiento/alineamiento y monitoreo de las plantas de procesamiento.
Hace posible la simulación de un número y variedad casi indefinidos de diseños de circuitos.
Las capacidades de simulación pueden ser mejoradas al hacer un ajuste del modelo para las condiciones de la planta.
Operación del JKSimMet
Balance de Masa
• Concepto.El módulo de balance de masa toma todos los flujos seleccionados y calcula los ajustes más pequeños del conjunto de datos, que harán que los datos sean congruentes.Si se miden todos estos flujos o algunos de ellos (tomados como muestra y medidos), las medidas de laboratorio pueden ser comparadas con datos. La suma de cuadrados de las diferencias entre los datos medidos y los datos ajustados es tomada como una medida de bondad de ajuste del modelo.Por consiguiente, el programa de balance de masa ajusta las tasas de flujos seleccionadas por el usuario, para hallar un mejor conjunto de tasas de flujo que hacen que el resultado del balance se acerque lo máximo posible a las mediciones de laboratorio.
Operación del JKSimMet
Balance de Masa
• Funcionamiento Programa de Balance de Masa,
Es un caso especial del problema de ajuste de los mínimos cuadrados no lineales.
Es una solución que se puede calcular rápidamente.
No requiere de cálculos iniciales de tasa de flujos, excepto una tasa de flujo que se utiliza como base para todas las otras.
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