Thesis:

Predicción de concentraciones basada en análisis de imágenes de espuma y condiciones de operaciones en columnas de flotación

Existe una oportunidad en la industria minera del punto de vista de la obtención de información relevante para la toma de decisiones operacionales, buscando fuentes que entreguen información oportuna y confiable. El presente trabajo tiene como objetivo establecer y probar una metodología de puesta en marcha y aplicación de un sensor virtual que, por medio de procesamiento de información general del proceso y la aplicación del método de proyección a variables latentes (Projection to Latent Structures, PLS), sea capaz de predecir e informar oportunamente el porcentaje de cobre (leyes de concentrado) en columnas de flotación, junto con verificar o rechazar la hipótesis que este tipo de metodologías son aplicables a leyes de concentrado en condiciones controladas. Este sensor virtual podría reemplazar los métodos tradicionales de medición que toman más tiempo o bien requieren un mantenimiento complejo que limita su utilidad. Para este propósito, se construyó una columna de flotación instrumentada para medir y controlar de forma adecuada y fidedigna todas las variables asociadas al proceso. La columna, de 20 centímetros de diámetro y aproximadamente 4 metros de altura, se diseñó de forma modular, transportable y autónoma en cuanto a control y operación. Se utilizaron controladores lógico-programables OPTO22 para el establecimiento de rutinas de control y captura de datos. También se habilitó un sistema de captura, segmentación y procesamiento de imágenes basado en el entorno MATLAB asociado a una cámara IP remota instalada en el tope del equipo. Las imágenes capturadas de la espuma son procesadas en línea para extraer sus propiedades. La columna se opera con alimentación formada mezclando aproximadamente 12 kilogramos de concentrado de la empresa El Teniente y 14 kilogramos de relave disponible, formando una alimentación al 10% de sólidos para formar 150 litros de pulpa de cobre para el llenado y operación del equipo en circuito cerrado, con una ley de cobre del 8%. Debido a limitaciones en las instalaciones y equipos auxiliares, la activación del mineral por medio de conminución y dosificación exacta de reactivos solo pudo ser realizada una única vez, optando por acondicionar por medio de agitación de alta velocidad (1000 RPM) para los otros días de operación. No fue posible la medición de pH o potencial de óxido reducción. Durante la operación, se monitorearon(...).

There is an existing opportunity in the mining industry regarding data acquisition for decision-making, looking for timely and reliable data. The following thesis work has the objective to establish a proper work frame and methodology for creating a virtual sensor that can predict copper concentrate grades based on process information and applying the projection to latent structures method (PLS) on flotation columns, alongside testing the hypothesis that is indeed feasible to apply such a methodology to copper grades. The virtual sensor can possibly strengthen traditional copper grade measuring methods, which are either slow or involve equipment that requires extra maintenance, limiting their usefulness. In order to accomplish this goal, a fully instrumented flotation column was built to measure and control copper concentrating operations as reliable as possible. The column has 20 centimeters of diameter and about 4 meters height and was designed to be fully modular, transportable and autonomous. OPTO22 software was used to design the control schemes and data acquisition processes. An image acquisition, segmentation and analysis system were built on the MATLAB environment, associated to remote IP cameras installed at the top of the column. Captured images are automatically segmented in order to detect the bubbles and extract their properties. The column was operated with a feed consisting of approximately 12 kilograms of copper concentrate from El Teniente foundry and 14 kilograms of available tailings, making a feed of 10% solid composition and a copper grade of 8%, for a total of 150 liters of pulp. Due to limitations in available equipment, the mineral activation performed by comminuting was only done once, the mineral only being conditioned though high-speed mixing (1000 RPM) for the following operations. It was not possible to measure pH or redox potential. During operation(...).