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Planejamento da reposição de corpos moedores em moinhos de bolas : um estudo de caso.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Souza, Daniel Luiz de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
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Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Moinhos de bolas
Programação não-linear
Programação linear
Moagem - beneficiamento de minério
Link de acesso: https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20055
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração. Departamento de Engenharia de Controle e Automação, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Planejamento da reposição de corpos moedores em moinhos de bolas : um estudo de caso.Moinhos de bolasProgramação não-linearProgramação linearMoagem - beneficiamento de minérioPrograma de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração. Departamento de Engenharia de Controle e Automação, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Este estudo apresenta o problema de planejamento da reposição de corpos moedores para um turno de trabalho em um processo de moagem de minério de ferro utilizando moinhos de bolas. Esse problema requer a manutenção do grau de enchimento dos moinhos nos valores operacionais recomendados para evitar tanto a submoagem quanto a sobremoagem do minério. Um ponto de operação ideal aumenta a eficiência da cominuição do minério e gera resultados favoráveis em processos subsequentes, como a flotação. O principal objetivo deste estudo é manter o consumo específico de energia do processo de moagem e o tamanho de partícula de +0,15mm na flotação dentro dos valores recomendados ao longo do dia para otimizar a reposição das bolas de moagem. Propõe-se um controlador fuzzy para determinar a potência requerida pe- los moinhos e um modelo de potencia para estimar a sua potência a partir de dados operacionais. Também foram introduzidas uma formulação de programação não-linear inteira mista e uma formulação de programação linear inteira mista para representar o problema. Além disso, o al- goritmo Enhanced Iterated Local Search (E-ILS) da literatura foi adaptado para decidir quando e quantas bolas de moagem devem ser inseridas em cada moinho no processo de moagem. O algoritmo E-ILS foi concebido tendo em conta as características específicas do problema. Foi realizado um estudo de caso considerando o processo de moagem da Usina Caue, localizada em Itabira, Brasil. Foram utilizadas 30 instancias representando dados de produção de 15 dias em turnos de 12 horas de trabalho diário para testar os métodos de solução. Os resultados do E-ILS foram comparados com os do resolvedor Lingo aplicado a formulação de programação não-linear, com os do Gurobi aplicado à formulação de programação linear inteira mista e com os resultados obtidos pelos operadores da usina. Mostrou-se que o E-ILS supera os métodos de solução do operador e do Lingo em todas as instâncias. Na comparação com o Gurobi, o E-ILS conseguiu alcançar as soluções ótimas em todas as instâncias, com uma variabilidade de 1%, na média.This study introduces the grinding ball replacement planning problem (GBRPP) for a work shift in an iron ore grinding process using ball mills. This problem requires maintaining the degree of filling of the mills at their recommended operating values to avoid both under-grinding and over-grinding of ore. An ideal operating point increases the efficiency of ore comminution and generates favorable results in subsequent processes, such as flotation. The main objective of this study is to keep the specific energy consumption of the grinding process and the +0.15 mm particle size in flotation within the recommended values throughout the day to optimize the replacement of the grinding balls. We propose a fuzzy controller to determine the power required by the mills and a power model to estimate their power from operational data. We also introduce a mixed-integer non-linear programming formulation and a mixed integer linear programming formulation. In addition, the Enhanced Iterated Local Search-based (E-ILS) al- gorithm from the literature is adapted to decide when and how many grinding balls should be inserted into each mill in the grinding process. The E-ILS algorithm was designed to consider the problem’s specific characteristics. A case study was carried out considering the grinding process at Usina Caue, located in Itabira, Brazil. We used 30 instances representing production ˆ data from 15 days in 12-hour daily work shifts to test the solution methods. The E-ILS results were compared with those of the Lingo solver applied to the non-linear programming formu- lation, with those of Gurobi applied to the mixed integer linear programming formulation, and with the results obtained by the plant operators. E-ILS outperformed the operator and Lingo solution methods in all instances. Compared with Gurobi, E-ILS achieved the optimal solutions in all instances, with an average variability of 1%.Souza, Marcone Jamilson FreitasCota, Luciano PerdigãoSouza, Marcone Jamilson FreitasCota, Luciano PerdigãoBortoleto, Eleir MundimSantos, Mário Sérgio dosCosta, Cássio PascoalDaza, Victor ParadaMenezes, Gustavo CamposSouza, Daniel Luiz de2025-03-31T17:54:39Z2024info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSOUZA, Daniel Luiz de. Planejamento da reposição de corpos moedores em moinhos de bolas: um estudo de caso. 2024. 86 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2024.https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20055ark:/61566/001300000jx3hAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 22/03/2025 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2025-03-31T17:54:45Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/20055Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332025-03-31T17:54:45Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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