Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SYSTEM AND METHOD FOR IN-LINE DETERMINATION OF THE CHARACTERISTICS OF WORN BALLS AND PIECES THEREOF, WHICH HAVE BEEN EJECTED FROM A SEMI-AUTOGENOUS MINERAL GRINDING (SAG) MILL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/161185
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the field of operating, monitoring and controlling mills of the mining industry. It specifically relates to a system and a method for in-line determination of the characteristics of worn balls and pieces thereof, which have been ejected from a semi-autogenous mineral grinding (SAG) mill to the external classifiers.

Inventors:
TITICHOCA AGUIRRE GILDA (CL)
PERELLI BACIGALUPO ENNIO (CL)
SEPÚLVEDA VILLALOBOS GERMÁN (CL)
DÍAZ CID JAIME (CL)
CASTILLO PIZARRO PATRICIO (CL)
ALTAMIRANO CABRERA EDUARDO (CL)
Application Number:
PCT/CL2018/050014
Publication Date:
September 13, 2018
Filing Date:
March 08, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
LMAGNE INGENIERIA LTDA (CL)
SOC DE INNOVACION Y TRANSFERENCIA TECNOLOGICA LTDA (CL)
ESTUDIO ASESORIAS Y CAPACITACION ALTOYA LTDA (CL)
International Classes:
B02C17/18
Domestic Patent References:
WO2013067651A12013-05-16
WO2016000024A12016-01-07
Other References:
LONGHURST, D. ET AL.: "Infrared Monitoring Techniques for Real-Time Monitoring of Rotary Ball Mills", EN CEMENT INDUSTRY TECHNICAL CONFERENCE RECORD, 2009, pages 1 - 12, XP031478459, Retrieved from the Internet DOI:10.1109/CITCON.2009.5116174> [retrieved on 20180626]
TITICHOCA, G. ET AL.: "Analisis del problema de medición de nivel de Ilenado en molinos semiautógenos", REVISTA REMETALLICA, 2003, XP055606098, Retrieved from the Internet [retrieved on 20180621]
GUYOT, O. ET AL.: "VisioRock, an integrated vision technology for advanced control of comminution circuits", MINERALS ENGINEERING, vol. 17, 2004, pages 1227 - 1235, XP004615423, Retrieved from the Internet DOI: doi:10.1016/j.mineng.2004.05.017
Attorney, Agent or Firm:
COVARRUBIAS & COMPAÑÍA (CL)
Download PDF:
Claims:
REIVINDICACIONES

1. Un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral en la superficie de una pantalla (24) de un harnero o trommel (14) que retiene el material de mayor tamaño que sale del molino semiautógeno (1 ), o bien, de una cinta transportadora (15), CARACTERIZADO porque dicho sistema comprende:

al menos una cámara de espectro infrarrojo (16) que captura y registra un conjunto de imágenes infrarrojas (25), desde la superficie de dicho harnero o trommel (14), o bien, desde la superficie de dicha cinta transportadora (15);

medios de transmisión de datos de imagen infrarroja (18) conectados a dicha al menos una cámara de espectro infrarrojo (16);

al menos una cámara de espectro visual (17) que captura y registra un conjunto de imágenes visuales (26), desde la superficie de dicho harnero o trommel (14), o bien, desde la superficie de dicha cinta transportadora (15);

medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (19) conectados a dicha al menos una cámara de espectro visual (17);

medios de procesamiento de datos (20) con medios de recepción que recibe los datos de imagen infrarroja (18) y los datos de la imagen de espectro visual (19) para procesarlos y generar datos de control;

medios de transmisión de datos de control (21 ) conectados a dichos medios de procesamiento de datos (20); un centro de control (22) que recibe los datos de control (21 ) para enviar instrucciones correctivas (23) hacia un medio de control u operador del molino semiautógeno (1 ).

2. Un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de procesamiento de datos (20) es un procesador convencional.

3. Un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de procesamiento de datos (20) es un computador PC. 4. Un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de procesamiento de datos (20) es un Controlador Lógico Programable, PLC.

5. Un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de transmisión de datos de imagen infrarroja (18) son alámbricos.

6. Un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de transmisión de datos de imagen infrarroja (18) son inalámbricos.

7. Un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (19) son alámbricos.

8. Un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (19) son inalámbricos.

9. Un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque los medios de procesamiento (20) comprenden:

un módulo de acondicionamiento de imágenes (27) para acondicionar la imagen restando respecto del fondo la geometría del mineral (10), de las bolas (9) y de los trozos de bola (12), realizar un ajuste de intensidad y realizar operaciones morfológicas;

un módulo de identificación y seguimiento de elementos (28);

un módulo de análisis de imágenes (29) para determinar la emisividad, morfología y dimensiones del mineral (10), las bolas (9) y los trozos de bola (12);

un módulo discriminador de bolas y trozos de bolas (30);

un módulo de caracterización (31 ) en donde se cuentan las bolas gastadas y los trozos de bolas, caracterizando los tamaños y las formas de las bolas y trozos de bola (9);

un módulo de análisis (32) donde se obtienen los tamaños de ranuras de las parrillas a partir del tamaño máximo de bolas y de mineral; y

un módulo de resultados (33) donde se obtiene la tasa de salida de bolas y de los trozos de bolas, con la funcionalidad de emitir una alarma por una anomalía del tamaño de las bolas y los trozos de bolas y una alarma por una anomalía en la cantidad de bolas y trozos de bolas.

10. Un proceso para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral en la superficie de una pantalla (24) de un harnero o trommel (14), que retiene el material de mayor tamaño que sale del molino semiautógeno (1 ), o bien, de una cinta transportadora (15), CARACTERIZADO porque comprende los siguientes pasos:

(a) capturar y registrar imágenes infrarrojas (25) desde dicha superficie de pantalla (24) de un harnero o trommel (14), o bien, de una cinta transportadora (15);

(b) transmitir las imágenes infrarrojas (25) capturadas a través de medios de transmisión de datos de imagen infrarroja (18), hacia un medio de procesamiento de datos (20);

(c) capturar y registrar imágenes de espectro visual (26) desde dicha superficie de pantalla (24) de un harnero o trommel (14), o bien, de una cinta transportadora (15);

(d) transmitir las imágenes de espectro visual (25) capturadas a través de medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (19), hacia un medio de procesamiento de datos (20);

(e) acondicionar las imágenes mediante un módulo de acondicionamiento de imágenes (27), que comprende procesar dichas imágenes capturadas (25, 26):

(e1 ) restar el fondo de la imagen, para dejar solamente la imagen del mineral (10), de las bolas gastadas (9) y de las bolas fracturadas o quebradas (12); (e2) ajustar la intensidad de las imágenes obtenidas en el paso (e1 );

(e3) realizar las operaciones de determinación de morfología del mineral, de las bolas y de los trozos de bolas;

(f) realizar la identificación y seguimiento del mineral (10), de los trozos de bolas fracturadas o quebradas (12) y las bolas gastadas (9) en la superficie del harnero o trommel (14), o bien, en la superficie de la cinta transportadora (15) en un módulo de identificación y seguimiento de elementos (28) utilizando las imágenes acondicionadas en el paso (e);

(g) analizar la emisividad, morfología y dimensiones en un módulo de análisis de imágenes (29);

(h) realizar una diferenciación de las bolas gastadas (9) y de los trozos de bolas fracturadas o quebradas (12) respecto del mineral (10) en un módulo de análisis de discriminación de bolas y trozos de bolas (30);

(i) realizar una caracterización de las bolas gastadas (9) y los trozos de bolas fracturadas o quebradas (12) en un módulo de caracterización (31 ), contando los trozos de metal, caracterizando los tamaños y caracterizando las formas;

(j) realizar un análisis del molino en un módulo de análisis (32), utilizando los datos de tamaño de la ranura de la parrilla, tamaño de la bola de recarga y datos de proceso, conjugados con los datos del molino como la velocidad, potencia, peso y ruido, previamente cargados en un módulo de datos del molino (34); y

(k) desplegar los resultados del proceso en un módulo de despliegue de resultados (33) mostrando la tasa de salida de bolas gastadas y trozos de bolas fracturadas y quebradas, con la funcionalidad de emitir una alarma por una anomalía en el tamaño de las bolas gastadas identificadas, una alarma por una anomalía en la cantidad de bolas y trozos de bolas detectados y una alarma por anomalía por la forma de los trozos de bolas.

Description:
UN SISTEMA Y UN PROCESO PARA DETERMINAR EN LÍNEA LAS CARACTERÍSTICAS DE BOLAS GASTADAS Y LOS TROZOS DE LAS MISMAS, QUE HAN SIDO EXPULSADAS DE UN MOLINO DE

MOLIENDA DE MINERALES SEMIAUTÓGENO (SAG) CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se desarrolla en el campo de la operación, monitoreo y control de molinos de la minería, específicamente se refiere a un sistema y un proceso para determinar en línea las características de bolas gastadas y los trozos de las mismas, que han sido expulsadas de un molino de molienda de minerales semiautógeno (SAG) hacia los clasificadores externos (harneros o trommels) que tienen un tamaño de tamiz determinado para que el material molido traspase la rendija y continúe con el proceso de molienda, mientras que el material de tamaño mayor al tamiz es retenido sobre la superficie.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los molinos semiautógenos de molienda de minerales (1 ) son máquinas, que básicamente están conformadas por un tambor rotatorio de eje horizontal, que tiene una entrada (6) de mineral (carga) a moler en un primer extremo y una salida (7) del mineral (carga) molida que ha alcanzado el tamaño deseado, a través de un segundo extremo. Por la entrada (6) también se agregan medios de molienda metálicos, generalmente de forma esférica, que corresponden a las bolas de molienda. En el caso de molienda húmeda, se agrega también agua. De esta forma, la carga interna del molino semiautogeno está compuesta por bolas de molienda, mineral y agua (8) que se encuentran en movimiento permanente en la cámara de molienda (2) mientras el molino semiautogeno gira. En las figuras 1 a 3, se observa que la carga interna (8) del molino semiautogeno (1 ) está compuesta por mineral (10), bolas (9) y agua en el caso de molienda húmeda. Tanto el mineral como las bolas de la carga interna (8) dentro de la cámara de molienda (2) va disminuyendo su tamaño producto del movimiento provocado por el giro del molino semiautogeno (1 ), en donde el mismo mineral (10) y las bolas (9) al caer sufren golpes que provocan la fractura del mineral (10) así como abrasión por el movimiento relativo entre los componentes, además de la atrición cuando las partículas del mineral (10) son sometidas en forma simultánea a fuerzas de fricción y compresión por la carga en movimiento. Cuando el mineral (10) contenido en la carga (8) alcanza un tamaño predeterminado, pasa por las ranuras (5) de una parrilla (4) desde la cámara de molienda (2) a la cámara de descarga (3), para luego abandonar el molino semiautogeno (1 ) por la salida de la carga (7).

Uno de los elementos importantes de un molino semiautogeno de molienda de minerales es la parrilla interna (4), la cual tiene una pluralidad de ranuras (5) que tienen una abertura con un tamaño predeterminado, para que el mineral (10) que ha alcanzado dicho tamaño abandone el molino semiautogeno (1 ). Las bolas (9) utilizadas como elementos de molienda en el molino semiautogeno (1 ), al ser agregadas al molino semiautogeno tienen un tamaño superior a la abertura de la ranura (5).

En la medida que avanza el proceso, las bolas (9) se desgastan por abrasión y van disminuyendo su diámetro, transformándose en bolas más pequeñas (1 1 ) que alcanzan el tamaño de la abertura de la ranura (5) y, por lo tanto, también pasan a la cámara de descarga (3) y luego hacia la salida (7) abandonando el molino semiautógeno (1 ). Asimismo, durante el proceso de molienda, hay bolas (9) que se quiebran, y así estas bolas quebradas (12) también alcanzan un tamaño suficiente para pasar a través de la abertura de la ranura (5), tal como se muestra en la figura 3. Con lo anterior, desde el molino semiautógeno (1 ) sale el mineral molido (10), las bolas gastadas (1 1 ) y los trozos de bolas quebradas (12), así como agua cuando se trata de molienda húmeda.

Durante la operación del molino semiautógeno, también la parrilla (4) puede sufrir la fractura de uno de sus nervios, tal como se muestra en las figuras 4 y 5. Así, la abertura expuesta corresponde a dos ranuras (5) comunicadas generando una abertura mayor (13), por donde puede pasar mineral (10) y bolas (9) de tamaño mayor que deberían permanecer en la cámara de molienda (2). Este problema se puede apreciar en la figura 5 del arte previo. La fractura de las parrillas puede producirse también en otras zonas, como por ejemplo, en una esquina, generando también ranuras con aberturas mayores, tal como se muestra en figura 7. Al igual que las ya mencionadas, existe la posibilidad que la fractura de la parrilla ocurra en diferentes formas.

La energía cinética proporcionada por el movimiento rotatorio del molino semiautógeno a la carga interna, sufre varias transformaciones durante el proceso. Esta es la energía principal que tiene la carga interna (8), mineral, agua y elementos de molienda. Parte de ella se transforma a energía calórica que es adquirida por el agua, mineral (10) y las bolas (9), y principalmente estas dos últimas dado que están más tiempo en el interior de la cámara de molienda (2), hasta que reducen su tamaño para abandonar el molino semiautógeno (1 ). De estos dos, los elementos de molienda (9) están en la cámara de molienda (2) un tiempo mucho mayor que el mineral (10), llegando a periodos de 20 a 40 días o más, dependiendo de las condiciones de proceso, del tamaño de bola de recarga y del tamaño de la abertura de la parrilla. Por esta razón, los elementos de molienda tienen un alza mayor en energía calórica.

Asimismo, bajo condiciones determinadas, la energía producida por los impactos de las bolas (9) es suficientemente grande para que se fracturen o quiebren y abandonen la cámara de molienda (2) del molino semiautogeno (1 ) como bola quebrada (12), tal como lo explican las figuras 3 y 6.

Desde el punto de vista de la eficiencia del proceso de molienda, es importante mantener constante la cantidad de bolas (9) en la cámara de molienda (2), por lo que la salida no controlada de bolas (9) por el desgaste o la fractura de las mismas o por la fractura de la parrilla (13) son eventos que deben ser detectados en el menor tiempo posible para tomar acciones de control. Se debe considerar que la importancia de la invención radica en que los mayores costos del proceso de molienda lo constituyen el consumo de energía eléctrica utilizada para hacer rotar el molino semiautogeno y la adquisición de los elementos de molienda.

Es por ello que nace la necesidad de conocer de forma lo más exacta posible la cantidad de los elementos de molienda que salen del molino semiautogeno, para así reponer las necesarias para mantener constante la cantidad de bolas en la cámara de molienda, además de conocer si salen como bolas gastadas o fracturadas, lo que permitirá tomar acción sobre el proceso de molienda y/o la calidad de las bolas.

En el estado del arte ha habido intentos para solucionar parte de este problema. Así, por ejemplo, el documento WO 2016/000024 divulga un dispositivo de monitoreo en la forma de una cámara en una carcasa de protección que está fijo a una estructura a la salida del conducto de alimentación y en una realización particular a una brida que se extiende hacia fuera sobre la estructura de salida. La brida también es compatible con una luz también en una carcasa protectora. El conducto de alimentación alimenta el mineral en un molino. Las carcasas de la cámara y la luz contienen una ventana de visualización que se limpia por chorros de agua y la ventana está protegida por una visera que se puede abrir cuando se ha de registrar el interior del molino. La disposición permite caracterizar la carga que hay en el interior del molino a monitorizar mientras el molino está en operación moliendo el mineral.

El documento WO 2013/067651 divulga un sistema de monitoreo visual directo para sensar el interior de un molino rotatorio, que comprende una unidad de monitoreo, una unidad de control principal y una unidad de operación y gestión, en donde la unidad de monitoreo se ubica al interior de una tolva de alimentación y es ajustada de acuerdo con las características físicas de dicha tolva de alimentación y a las dimensiones del molino, para permitir una vista directa al interior del molino. El método operativo comprende disponer en el interior de la unidad de monitoreo, un contenedor de sensores para sensar la temperatura interior de éste; determinar la aceleración en el eje vertical, en eje horizontal lateral y en eje horizontal frontal, en función del tiempo; adquirir imágenes bidimensionales de las condiciones geométricas del interior del molino; adquirir imágenes térmicas bidimensionales del interior del molino; y ejecutar una detección de distancia en uno o más planos.

El documento WO 2007/124528 divulga un método de monitoreo de un molino de molienda SAG (semi-autógeno) o un molino de molienda AG (autógeno). El método de monitoreo del molino implica la generación de una imagen de la posición de la carga dentro del molino en tiempo real cuando está girando. El método incluye además el uso de un procesador para construir una imagen de la carga dentro del molino, mientras la carga está cayendo, con el objeto de determinar qué fase está en contacto con la pared interior del tambor del molino en las regiones que son detectadas.

En el arte previo existen elementos que determinan condiciones de la carga interna en base a cambios de la temperatura, la cual es detectada por cámaras de espectro infrarrojo debido a que la carga modifica la radiación térmica o emisividad. Sin embargo, ninguno de estos elementos lo hace fuera del molino, en la salida, ni mucho menos en la superficie del clasificador externo de mineral o sobre la cinta transportadora que retira las partículas de mineral y bolas de tamaños mayores a la ranura de la malla de clasificación del clasificador externo. Tampoco consideran la identificación y caracterización de las bolas gastadas o trozos de las bolas que salen del molino.

Por ello, un objetivo de esta invención, es proveer de un sistema para detectar las bolas gastadas y trozos de ésta que pasan a través de la parrilla de un molino SAG y que quedan retenidas en la superficie del clasificador externo del molino, ya sea un harnero o trommel. Si físicamente no es posible hacer la detección en el clasificador, esta se realiza en la superficie de la cinta transportadora que retira el material que queda retenido sobre la superficie del clasificador.

Un segundo objetivo de esta invención, es cuantificar las bolas gastadas y trozos de éstas que pasan a través de la parrilla de un molino SAG y que quedan en la superficie del clasificador externo del molino, ya sea un harnero o trommel, o en la cinta transportadora. Además de determinar la cantidad de bolas gastadas y tozos de éstas se determinará también su forma y tamaño.

Un tercer objetivo de esta invención es detectar en forma indirecta los daños que puede sufrir la parrilla interna del molino semiautogeno, a través de la identificación de la salida de bolas y mineral de tamaño mayor al tamaño de la ranura de la parrilla. Si se identifica material de tamaño mayor en la salida del molino semiautogeno, se enviará una alarma que podrá ser utilizada en el control del proceso.

Un cuarto objetivo de la presente invención, es enviar una alarma para el sistema de control del proceso cuando los parámetros de las características del mineral y bolas que salen del molino semiautogeno están fuera de rango, por ejemplo, exceso de bolas quebradas y/o cambio de las características geométricas de los trozos que salen, por ejemplo, cambio de forma redondeada a forma irregular, quebradas.

Un quinto objetivo de esta invención es determinar el tamaño de la ranura de la parrilla interna, a través de la determinación del tamaño máximo de las bolas y mineral que va saliendo del molino semiautogeno, lo cual evitará tiempo de detención del molino semiautogeno para hacer mediciones directas.

Un sexto objetivo de esta invención es calcular una aproximación en línea de la tendencia del inventario de acero en el interior del molino (nivel de llenado volumétrico de bolas), cuando es incorporada al sistema la información sobre la alimentación de bolas al molino.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema y proceso que actúa en la salida de un molino semiautogeno para la molienda de minerales y en los clasificadores externos del molino, harneros o trommeles, que clasifican el mineral y las bolas que provienen del molino semiautogeno, y que consiste en un sistema compuesto por una o una pluralidad de cámaras fotográficas digitales, cada una sensible a luz de diferentes longitudes de onda, como por ejemplo, espectro visual y algún rango del espectro infrarrojo, como por ejemplo, el rango termal, las cuales apuntan hacia la superficie del clasificador externo por donde se desplaza el material de mayor tamaño que sale del molino. La cámara sensible a luz infrarroja detecta el acero que compone las bolas de acero y sus trozos, por la radiación térmica o emisividad que presentan al salir del molino semiautogeno ya que adquieren más energía térmica que el mineral producto del mayor tiempo que están en el interior del molino y al movimiento a que está sometida la carga interna del molino. Con las imágenes obtenidas con la cámara en espectro visual se determina las dimensiones de las bolas, trozos de bola y mineral de tamaño mayor que salen del molino semiautogeno, debido a que una cámara de espectro visual puede entregar mejor resolución. Estas cámaras digitales capturan y registran en su memoria la imagen, ya sea de espectro infrarrojo o de espectro visual.

El sistema se puede correlacionar indistintamente con el valor de la temperatura, radiación térmica o emisividad emitida por las bolas y el mineral, con el objeto de procesar los datos para obtener la información deseada.

Con la presente invención será posible identificar los trozos de bolas que salen desde un molino semiautogeno, diferenciándolas del mineral, y caracterizar por tamaños los trozos de bolas que no traspasan la malla el harnero o trommel y quedan en su superficie. También será posible cuantificar la cantidad de acero que sale desde el interior del molino semiautogeno, clasificándolas, además, como bolas gastadas por abrasión, es decir, aquellas que salen como trozos redondeados y, por otra parte, las bolas quebradas, o en general, en cualquier nueva clase morfológica que resulte de interés para la evaluación operacional del molino y para el análisis de la calidad de los medios de molienda.

La presente invención ayudará a la gestión de la carga interna de bolas en molinos semiautógenos, así como a la gestión del consumo de acero como elementos de molienda, dado que entregará información en línea para tomar la decisión de recargar bolas nuevas en concordancia a los trozos de bola que salen del molino. También permitirá establecer acciones correctivas, ya que si salen bolas gastadas y fracturadas en exceso, se puede evaluar si, por un lado, la calidad del acero de las bolas en operación no es adecuada, por lo tanto, será necesario tomar acciones con el proveedor sobre su proceso de fabricación o cambiarlas, y por otra parte, evaluar si las condiciones de operación provocan la fractura de bolas, lo que permitirá corregir parámetros operacionales.

Adicionalmente, el sistema y proceso de la presente invención podrá determinar en forma inmediata si la parrilla interna del molino semiautogeno se ha fracturado. Esto se logra al detectar la salida de bolas de tamaño máximo y trozos de mineral de tamaño equivalente al tamaño de agujero que se genera (Figuras 4 y 5).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos que se acompañan, se incluyen para proporcionar una mayor compresión de la invención y constituyen parte de esta descripción y además ilustran algunas de las ejecuciones preferidas de esta invención.

La figura 1 muestra un corte transversal de un molino semiautógeno de molienda de minerales del arte previo, el cual trabaja girando sobre su eje para producir la reducción de tamaños del mineral.

La figura 2 muestra un corte longitudinal de un molino semiautógeno de molienda de minerales del arte previo.

La figura 3 muestra el esquema de una parrilla del arte previo con la carga que hay dentro del molino semiautógeno pasando a través de la misma.

La figura 4 muestra una ampliación de una vista en perspectiva de una parrilla que tiene una fractura, provocando un agujero por donde escapan bolas y mineral de tamaño mayor y que debieran permanecer en la cámara de molienda.

La figura 5 muestra un corte longitudinal de un molino semiautógeno de molienda de minerales del arte previo, en donde la parrilla ha sufrido la fractura de uno de sus nervios.

La figura 6 muestra un esquema de la salida de una bola de tamaño máximo agregado al molino a través del agujero provocado por la fractura de la parrilla, pudiendo salir también trozos de mineral de tamaño mayor.

La figura 7 muestra una ampliación de una vista en perspectiva de una parrilla que tiene una fractura en una de sus esquinas, provocando un agujero por donde escapan bolas y mineral de tamaño mayor y que debieran permanecer en la cámara de molienda. La figura 8 muestra una vista esquemática de los elementos constitutivos del sistema, para identificar, cuantificar y caracterizarlas bolas gastadas y bolas quebradas que salen del molino semiautógeno.

La figura 9 muestra un diagrama de flujo de los pasos que se realizan en una de las modalidades del proceso de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema que trabaja asociado a un molino semiautógeno (1 ) para la molienda de minerales. El sistema está instalado en el exterior del molino semiautógeno (1 ) en una zona que permite observar la superficie de la clasificación externa del mineral, que puede ser un harnero o trommel (14), o bien la superficie de la cinta transportadora (15) que traslada el sobre tamaño del clasificador externo. Tal como se muestra en la figura 8, para observar la superficie del harnero o trommel (14) o la cinta transportadora (15) se localiza al menos una cámara digital en algún rango del espectro infrarrojo (16), como por ejemplo, el rango termal, para la detección de la emisividad, que corresponde a la radiación térmica emitida por la superficie de un cuerpo debido a su temperatura. La cámara de espectro infrarrojo (16) detecta la emisividad de las bolas y trozos de las mismas que es diferente de los minerales que son expulsados del molino semiautógeno (1 ). Asimismo, para observar la superficie del harnero o trommel (14) o la cinta transportadora (15) se localiza al menos una cámara digital de alta resolución de espectro visual (17) con la cual se determina las dimensiones de las bolas, trozos de bola y mineral de tamaño mayor que salen del molino semiautógeno. Con las imágenes obtenidas con la cámara de alta resolución de espectro visual (17) se determina las dimensiones de las bolas, trozos de bola y mineral de tamaño mayor que salen del molino semiautógeno, debido a que una cámara de espectro visual puede entregar una mayor resolución. Estas cámaras son cámaras digitales que capturan y registran en su memoria la imagen, ya sea de espectro infrarrojo o de espectro visual.

La cámara de espectro infrarrojo (16) posee medios de transmisión de datos de imagen infrarroja (18), ya sean alámbricos o inalámbricos y la cámara de espectro visual (17) posee medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (19) ya sean alámbricos o inalámbricos. Los medios de transmisión de datos imagen (18, 19) transmiten los datos hacia medios de procesamiento de datos (20), ya sea un procesador, un computador PC, un controlador lógico programable PLC o similar. Los medios de procesamiento de datos (20) tienen medios de recepción (no mostrados) de los datos enviados por las cámaras (16, 17).

La superficie del clasificador externo, por ejemplo, de un harnero o trommel (14) se constituye en un elemento importante de esta invención. Lo mismo ocurre si el proceso se lleva a cabo sobre la cinta transportadora (15). Esta superficie es una pantalla (24) desde la cual emana la información para el sistema.

Dentro del molino (1 ), en el proceso de molienda, existe el mineral (10) y las bolas (9), las cuales rotan para producir el quiebre, trituración y abrasión del mineral. El enérgico movimiento de la carga interna genera calor, siendo las bolas (9) las que alcanzan una temperatura mayor dado que están más tiempo en el molino semiautógeno (1 ). Aprovechando este fenómeno físico, a la salida del molino semiautogeno (1 ) y en el contorno de los clasificadores externos, harneros o trommeles (14), se instala al menos una cámara de espectro infrarrojo (16), las cuales apuntan hacia la superficie de la pantalla (24) de dichos clasificadores externos (14), o bien, hacia la superficie de la cinta transportadora (15) para capturar y registrar la imagen de las bolas y mineral que presentan emisividad diferente así como tienen temperaturas diferentes, producto del movimiento de la carga interna dentro del molino (1 ).

Las cámaras de espectro infrarrojo (16) toman y registran la imagen infrarroja y la transmiten con los medios de transmisión de datos de imagen infrarroja (18) a los medios de procesamiento de datos (20). Si se encuentra un cuerpo de mayor emisividad por temperatura, entonces esa imagen corresponderá a una bola gastada o quebrada que salió por la ranura (5) de la parrilla (4), de esta manera se inicia el conteo de bolas descargadas por el molino semiautogeno (1 ). Este conteo también discrimina entre bolas gastada (redondeada) y fracturada (trozos de forma irregular). Para ello, se utiliza la cámara de espectro visual (17) que captura y registra la imagen en alta resolución de las bolas (9) mostrando el contorno y tamaño de las bolas gastadas y fracturadas.

Los medios de procesamiento de datos (20) procesan los datos de imagen infrarroja y de espectro visual y transmite los datos procesados mediante medios de transmisión de datos de control (21 ) como información a un centro de control (22), que determina las acciones a seguir, dependiendo de la información entregada por los medios de procesamiento de datos (20). El centro de control (22) envía instrucciones correctivas (23) a un medio de control o al operador del molino semiautógeno (1 ), para corregir el problema informado por los medios de procesamiento de datos (20).

Tal como se muestra en el diagrama de flujo de la figura 9, el procesamiento digital realizado por los medios de procesamiento de datos (20) comienza en el módulo de geometría (27), en el cual se efectúa la resta del fondo, el ajuste de intensidad y las operaciones morfológicas. Luego, en el módulo de identificación (26) se siguen las bolas y se efectúa una operación en un módulo de análisis de imágenes (27) por emisividad, morfología y dimensiones.

El flujo de carga (8) conformado por el mineral (10) y las bolas (9), que pasa por las ranuras (5) de las parrillas internas (4) del molino semiautógeno (1 ), llega a la superficie de la pantalla (24) del clasificador externo, harnero o trommel (14), o bien de la cinta transportadora (15), donde al menos una cámara de espectro infrarrojo (16) toma un conjunto de imágenes infrarrojas (25) y al menos una cámara de espectro visual (17) toma un conjunto de imágenes visuales (26). Dicha al menos una cámara de espectro infrarrojo (16) envía las imágenes infrarrojas (25) capturadas a través de los medios de transmisión de datos de imagen infrarroja (18) y dicha al menos una cámara de espectro visual (17) envía las imágenes visuales (26) capturadas a través de medios de transmisión de espectro visual (19) hacia los medios de procesamiento de datos (20).

Las imágenes (25, 26) enviadas a través de los medios de transmisión (18,

19) son recibidas en un módulo de acondicionamiento de imágenes (27), donde se procesan dichas imágenes capturadas (25, 26). En el módulo (27) se efectúa un acondicionamiento de la imagen, en donde la geometría del mineral (10) y de las bolas (9) es restada respecto del fondo, quedando solamente la imagen del mineral, de las bolas gastadas y de las bolas fracturadas o quebradas. En este mismo módulo (27) se ajusta la intensidad de la imagen para realizar las operaciones de determinación de morfología del mineral y de las bolas. La información generada en el módulo (27) es traspasada al módulo (28) de identificación y de seguimiento de los elementos sobre el harnero o trommel (14), o bien, sobre la cinta transportadora (15), cuyas imágenes ya han sido acondicionadas. La información del mineral y de las bolas identificadas y seguidas sobre el harnero o trommel (14), o bien, sobre la cinta transportadora (15), es enviada a un módulo (29) donde son analizadas utilizando técnicas de determinación de la emisividad, morfología y dimensionamiento. La información de este análisis es enviada a un módulo de análisis de discriminación (30) donde se diferencian las bolas (9) y trozos de bolas (12) del mineral (10).

El proceso continúa mediante el módulo de caracterización (31 ) en donde se cuentan las bolas gastadas o los trozos de bolas, caracterizando los tamaños y las formas de las bolas (9), es decir, del metal que está sobre el harnero o trommel (14) o la cinta transportadora (15). A partir de este análisis, se determina el volumen de las bolas gastadas y trozos de bolas quebradas, y conocida la densidad del acero, se determina la masa de acero que sale del molino semiautógeno (1 ), y que puede ser entregado en forma puntual o como flujo másico estableciendo un período de tiempo como, por ejemplo, por hora. Así, es posible saber en línea y en tiempo real la cantidad aproximada de metal que sale desde el molino semiautógeno (1 ).

En el módulo (32) las bolas y los trozos de bolas se analizan según el tamaño de la ranura de la parrilla. Este análisis dimensional, corresponde a comparar el tamaño de las bolas gastadas y de los trozos de bola quebrada con el tamaño de la ranura de la parrilla y si las primeras son mayores, se deduce que se ha producido una fractura de la parrilla interna. El tamaño del agujero producido podrá ser determinado midiendo el tamaño mayor de mineral sobre el clasificador externo.

Para ello, en el módulo de análisis (32), se realiza un análisis para obtener los tamaños de ranuras de las parrillas a partir del tamaño máximo de bolas y de mineral. El análisis se realiza utilizando los datos de tamaño de la ranura de la parrilla, tamaño de la bola de recarga (bola nueva agregada al molino) y datos de proceso, conjugados con los datos del molino como la velocidad, potencia, peso (obtenido de celdas de carga y/o presión de aceite en descansos) y ruido, previamente cargados en un módulo de datos del molino (34). El tamaño de bola de recarga puede ser ingresado por el operador del molino y los datos del proceso pueden ser obtenidos directamente en una conexión con el sistema de control operacional del molino semiautógeno (1 ).

El módulo (33) entrega el resultado del proceso anteriormente descrito, proporcionando información de la tasa de salida de bolas y trozos de bolas. En el evento que el tamaño de bolas sea mayor al tamaño de la ranura de la parrilla interna utilizada, se emitirá una alarma por esta anomalía. De la misma forma, si la cantidad de bolas en el harnero o trommel (14) o cinta transportadora (15) es mayor a un valor o rango de valores prefijado, el sistema emitirá una alarma por esta anomalía, para que en el centro de control (22) un medio de control u operador del molino tomen las medidas correctivas necesarias para el proceso de molienda. Lo mismo ocurre cuando hay bolas quebradas sobre el harnero o trommel o cinta transportadora, activándose una alarma. Una disminución fuerte de la cantidad de bolas y trozos de bola sobre el clasificador externo o cinta transportadora puede dar indicios de "cegado" o "taponamiento" de la parrilla que puede resultar en la obstrucción del paso de material a través de la misma. Un aumento fuerte de la cantidad de bolas y trozos de bola sobre el clasificador externo o la cinta transportadora puede dar indicios de mala calidad de bolas que puede resultar en desgaste o quiebre excesivo o bien indicar una condición de operación que produce daños a la carga de bolas.