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Calibração de um modelo de concentração de sólidos na descarga de espessadores de minério de ferro.
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1029146
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Braga, Marcio Feliciano | - |
| Autor(es): dc.contributor | Cota, Luciano Perdigão | - |
| Autor(es): dc.contributor | Braga, Marcio Feliciano | - |
| Autor(es): dc.contributor | Cota, Luciano Perdigão | - |
| Autor(es): dc.contributor | Eras Herrera, Wendy Yadira | - |
| Autor(es): dc.contributor | Campos, Victor Costa da Silva | - |
| Autor(es): dc.contributor | Moraes, Tiago Alves | - |
| Autor(es): dc.creator | Silva, Lucas Tulio Fernandes | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-08-21T15:58:51Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-08-21T15:58:51Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-02-25 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2023 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/19789 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1029146 | - |
| Descrição: dc.description | 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. | - |
| Descrição: dc.description | Um processo de beneficiamento de minério de ferro pode ser dividido em algumas etapas, sendo elas: cominuição, peneiramento, concentração, desaguamento, secagem e disposição dos rejeitos gerados. Na etapa de desaguamento, a polpa rica em água, principalmente utilizada para o transporte entre as etapas, passa por um processo de separação sólido-líquido. Expandindo a etapa de desaguamento, o presente trabalho foca no estudo do método de sedimentação conhecida como gravítica, realizada nos espessadores. Atualmente, são bastante escassas as referências acadêmicas de testes utilizando modelos mais fiéis de um espessador de base cônica e que considerem a adição de floculante durante o processo de desaguamento da polpa. Assim, neste trabalho, busca-se simular, validar e calibrar, o modelo do espessador desenvolvido por Pereira (2021), o qual tem uma representação mais fiel de um espessador convencional, que incorpora a adição de floculante e a variação da área da seção transversal. Nas simulações com o modelo, são utilizados os dados reais dos espessadores de rejeito da Vale S. A. em Carajás e o espessador de concentrado da Samarco Mineração S. A. Inicialmente, apresentam-se diversos testes evidenciando algumas divergências entre a resposta do modelo e os dados de espessadores reais. São apresentadas análises que sugerem que essa falta de correspondência deve-se ao fato dos parâmetros do modelo não estarem adequadamente ajustados. É inquestionável a importância de utilizar modelos matemáticos adequadamente ajustados para representar com precisão a dinâmica dos processos, permitindo análises mais precisas e decisões mais acertadas. No setor de beneficiamento mineral, essa necessidade não é diferente. Nesse sentido, a pesquisa concentra-se em calibrar o modelo do espessador convencional, baseado na comparação entre as discrepâncias das medidas da concentração de sólidos no underflow originadas do modelo e as medidas no espessador real. A concentração na descarga do espessador foi utilizada por ser uma grandeza comumente medida no processo de espessamento real. Outras técnicas de estimação de parâmetros foram testadas, mas descartadas devido à complexidade do modelo e à não linearidade de seus parâmetros. Assim, optou-se pela calibração do modelo com o uso de Algoritmos Genéticos, fundamentada no problema de otimização desenvolvido. Diversos cenários foram simulados para a identificação dos parâmetros do modelo, utilizando as bases de dados dos espessadores reais. Foram realizadas análises comparativas para cada cenário implementado de identificação. As métricas Mean Squared Error (MSE), Root Mean Squared Error (RMSE) e Normalized Mean Squared Error (NRMSE) são utilizadas para mensurar a discrepância das curvas de concentração do modelo em relação aos dados do espessador real. Ao fim das simulações, a técnica do Algoritmo Genético se mostrou promissora na estimação dos parâmetros do modelo do espessador adotado, dado o problema de otimização proposto. | - |
| Descrição: dc.description | Iron ore beneficiation can be divided into some steps, namely: comminution, screening, concentration, dewatering, drying, and waste disposal. At the dewatering step, the water-rich pulp, especially used for transportation between steps, goes through a solid-liquid separation process. Expanding the dewatering step, this work aims to study the sedimentation method known as gravity sedimentation, performed at the thickeners. Nowadays, academic references of tests using more precise models of conic sludge thickener and which consider the addition of flocculant during the pulp dewatering process are quite scarce. Thus, this work is intended to simulate, validate, and calibrate the model of thickener developed by Pereira (2021) which is a more precise representation of a conventional thickener, which incorporates flocculant addition and variation of the area of the transversal section. In the simulations with the model, real data from the waste thickeners of Vale S.A. in Carajás and from the concentrate thickener of Samarco Mineração S.A. are used. Initially, several tests are presented, evidencing some divergences between the answer from the model and the data from real thickeners. The analyses presented suggest that this lack of correspondence was because the parameters of the model were not properly adjusted. The importance of using mathematical models properly adjusted to represent with accuracy the dynamics of the processes is unquestionable, as it allows more precise analyses and more appropriate decisions. In the sector of mineral beneficiation, this importance is not different. In this sense, the research focus on calibrating the model of the conventional thickener, based on the comparison between the discrepancies of the solids concentration measured at the underflow generated by the model and the one measured in the real thickener. The concentration at the thickener discharge was used because it is a greatness commonly measured in the process in a real thickener. Other parameter estimation techniques were tested but discarded due to the model’s complexity and the nonlinearity of its parameters. Therefore, it was chosen to calibrate the model using Genetic Algorithms, based on the optimization problem developed. Several scenarios were simulated in order to identify the parameters of the model, using the database from real thickeners. Comparative analyses were performed for each identification scenario implemented. The metrics Mean Squared Error (MSE), Root Mean Squared Error (RMSE), and Normalized Mean Squared Error (NRMSE) are used to measure the discrepancy of the concentration curves of the model compared to the real thickener. By the end of the simulations, the technique of Genetic Algorithm presented potential to estimate the parameters of the thickener model adopted, given the proposed optimization problem. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Direitos: dc.rights | aberto | - |
| Direitos: dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | - |
| Direitos: dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | - |
| Direitos: dc.rights | Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 04/02/2025 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. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Beneficiamento de minério. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Estimativa de parâmetros | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Algorítmos genéticos | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Minério de ferro - espessadores | - |
| Título: dc.title | Calibração de um modelo de concentração de sólidos na descarga de espessadores de minério de ferro. | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - UFOP | |
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