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Title:
SYSTEM AND PROCESS FOR DETERMINING IN-LINE THE CHARACTERISTICS OF SPENT BALLS AND PIECES OF SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/223831
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a system and process carried out after a process of separating pieces of steel from pieces of ore that come out of a semi-autogenous grinder for grinding ores, and which consists of a system formed by one or more instruments for capturing images, each one being sensitive to light of different wavelengths, which point to the surface of an element for receiving the steel pieces or a channel that receives the steel balls and the pieces thereof from the separation process, through which the steel balls and pieces thereof move when they are discharged from this process, with the possibility of directing each image sensor such that it is not parallel to the others. By digitally processing the images obtained with the one or more sensors, the dimensions and morphology of the balls and ball pieces discharged from the separation process can be determined.

Inventors:
TITICHOCA AGUIRRE GILDA VERÓNICA (CL)
PERELLI BACIGALUPO ENNIO CARLO (CL)
SEPÚLVEDA VILLALOBOS GERMÁN ARNALDO (CL)
DÍAZ CID JAIME ROBERTO (CL)
CASTILLO PIZARRO PATRICIO ALEJANDRO (CL)
ALTAMIRANO CABRERA EDUARDO LORENZO (CL)
Application Number:
PCT/CL2020/050048
Publication Date:
November 12, 2020
Filing Date:
May 02, 2020
Export Citation:
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Assignee:
LMAGNE INGENIERIA LTDA (CL)
SOC DE INNOVACION Y TRANSFERENCIA TECNOLOGICA LTDA (CL)
ESTUDIO ASESORIAS Y CAPACITACION ALTOYA LTDA (CL)
International Classes:
B02C23/00; B02C15/00; B02C17/18; B02C17/20; B02C23/08; G01B11/00; G01B11/24; G01B11/30; G06K9/46; G06K9/48; G06K9/78; G06T7/10; G06T7/155
Domestic Patent References:
WO2007124528A12007-11-08
Foreign References:
CL2017000574A12018-02-23
US9494528B22016-11-15
JP2000163573A2000-06-16
CN107876158A2018-04-06
Attorney, Agent or Firm:
COVARRUBIAS & COMPAÑÍA SPA (CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Un sistema para detectar bolas gastadas y bolas quebradas que son descargadas desde una cinta trasportadora (15) que recibe el material de mayor tamaño que sale de un molino semiautógeno (1 ), donde las bolas gastadas y bolas quebradas son separadas de dicho material por al menos un imán, por ejemplo electroimán, (18) que actúa sobre la cinta transportadora (15), CARACTERIZADO porque dicho sistema comprende:

un elemento receptor (19) cuya superficie es una pantalla (24) que recibe las bolas gastadas y bolas quebradas al ser descargadas desde el electroimán (18) que actúa sobre la cinta transportadora (15);

al menos una cámara de espectro visual (16) que captura y registra un conjunto de imágenes visuales (26), desde la superficie de dicho elemento receptor (19);

medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (17) conectados a dicha al menos una cámara de espectro visual (16);

medios de procesamiento de datos (20) con medios de recepción que recibe los datos de la imagen de espectro visual (17) para procesarlos y generar datos de control (21 );

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 y bolas quebradas, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el elemento receptor (19) es una canaleta.

3. Un sistema para detectar bolas gastadas y bolas quebradas, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios procesamiento de datos

(20) es un procesador convencional.

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

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

6. Un sistema para detectar bolas gastadas y bolas quebradas, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (17) son cableados.

7. Un sistema para detectar bolas gastadas y bolas quebradas, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (17) son inalámbricos.

8. Un sistema para detectar bolas gastadas y bolas quebradas, 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 de las bolas (9, 1 1 ) 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 morfología y dimensiones de las bolas (9, 1 1 ) y 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 o los trozos de bolas, caracterizando los tamaños y las formas de las bolas y trozos de bola (9, 1 1 , 12);

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

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

9. Un proceso para detectar bolas gastadas y bolas quebradas que son descargadas desde una cinta trasportadora (15) que recibe el material de mayor tamaño que sale de un molino semiautógeno (1 ), donde las bolas gastadas y bolas quebradas son separadas de dicho material por al menos un electroimán (18) que actúa en la cinta transportadora (15), CARACTERIZADO porque comprende los siguientes pasos:

(a) capturar y registrar imágenes de espectro visual (26) desde la superficie de pantalla (24) de un elemento receptor que recibe las bolas gastadas y bolas quebradas desde la cinta transportadora (15); (b) transmitir las imágenes de espectro visual (26) capturadas a través de medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (17), hacia un medio de procesamiento de datos (20);

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

(c1 ) restar el fondo de la imagen, para dejar solamente la imagen de las bolas gastadas (9) y de las bolas quebradas (12);

(c2) ajustar la intensidad de las imágenes obtenidas en el paso (c1 );

(c3) realizar las operaciones de determinación de morfología de las bolas y de los trozos de bolas;

(d) realizar la identificación de los trozos de bolas quebradas (12) y las bolas gastadas (9) en la superficie de la pantalla (24) del elemento receptor (19) en un módulo de identificación y seguimiento de elementos (28) utilizando las imágenes acondicionadas en el paso (c);

(e) analizar la morfología y dimensiones en un módulo de análisis de imágenes (29);

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

(g) realizar un análisis de las condiciones de operación 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

(h) 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 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:
SISTEMA Y UN PROCESO PARA DETERMINAR EN LÍNEA LAS CARACTERÍSTICAS DE BOLAS GASTADAS Y LOS TROZOS DE

LAS MISMAS

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) en un material que incluye el mineral molido y que son descargadas en caída libre hacia una canaleta desde uno o más imán, por ejemplo electroimanes, que atrapan bolas gastadas y los trozos de acero de las mismas desde el material expulsado, donde dichos electroimanes están suspendidos sobre una cinta transportadora sobre la cual va el material expulsado. 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) molido 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 y preferentemente de acero, que corresponden a las bolas de molienda. En el caso de molienda húmeda, también se agrega agua, de esta forma, la carga interna del molino semiautógeno 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 semiautógeno gira. En las figuras 1 a 3, se observa que la carga interna (8) del molino semiautógeno (1 ) está compuesta por mineral (10), bolas (9) y agua para el caso de molienda húmeda. Tanto el mineral como las bolas de la carga interna (8) dentro de la cámara de molienda (2) van disminuyendo su tamaño producto del movimiento provocado por el giro del molino semiautógeno (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 semiautógeno (1 ) por la salida de la carga (7) hasta los harneros o trommels clasificadores (14). En el clasificador externo del molino (harnero o trommel) se produce la separación de mineral fino, que avanza a otra etapa de reducción de tamaños, y mineral grueso, denominado pebbles, que es enviado a una cinta transportadora (15).

Uno de los elementos importantes de un molino semiautógeno de molienda de minerales es la parrilla interna (4), la cual tiene una pluralidad de ranuras (5) separadas por nervios (35), que tienen una abertura con un tamaño predeterminado, para que el mineral (10) que ha alcanzado dicho tamaño abandone el molino semiautógeno (1 ). Las bolas (9) utilizadas como elementos de molienda en el molino semiautógeno (1 ), al ser agregadas al molino semiautógeno tienen un tamaño superior a la abertura de la ranura (5). En la medida que ocurre el proceso de molienda del mineral, 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 ) hacia los clasificadores (14), o bien, hacia una cinta transportadora (15). 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 (35), 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 en condición normal 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 semiautógeno (1 ) como bola quebrada (12), tal como lo explican las figuras 3 y 6.

Siguiendo el proceso de molienda, desde el molino semiautógeno sale mineral y trozos de acero, que llega al clasificador externo, que permite la separación del mineral fino y de la fracción gruesa que contiene tanto mineral (pebbles) como bolas y/o trozos de bola de mayor tamaño, que siguen por las cintas transportadoras hacia los procesos posteriores. En general los pebbles son reducidos de tamaño usando trituradoras de cono que son dañadas si en la alimentación hay presencia de elementos de acero, llegando, por ejemplo, a la fractura de sus componentes, provocando su detención para la correspondiente reparación. Esta condición obliga a separar del mineral las bolas gastadas, las bolas de mayor tamaño que han salido a través de una ranura con un nervio quebrado, y las bolas quebradas, porque dichas piezas de bolas de acero no son deseadas durante el proceso.

Para separar las bolas de acero gastadas y bolas de acero quebradas, son conocidos los métodos de separación de las bolas de acero gastadas y los trozos de bolas quebradas del mineral utilizando magnetos ubicados sobre la cinta transportadora que transporta la fracción gruesa del producto del molino semiautógeno (denominado pebbles) y cuyo tamaño generalmente es mayor a 1 ,27 cm (½ plg). Uno de los métodos más usados incluye utilizar electroimanes para atrapar las bolas de acero y trozos de bolas quebradas separándolos del mineral que sale del molino semiautógeno, para posteriormente descargarlos para ser depositados en recipientes y/o depósitos de recolección ubicados bajo la correa transportadora.

Desde el punto de vista de la eficiencia del proceso de molienda, es importante mantener estable la masa de acero correspondiente a bolas enteras (9) en la cámara de molienda (2), por lo que la salida no controlada de bolas (9) por el desgaste o quiebre 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.

Es por ello que nace la necesidad de conocer de la forma más exacta posible la cantidad de los elementos de molienda que salen del molino semiautógeno, y la masa de cada uno de estos elementos, para así reponer las bolas necesarias para mantener constante ya sea su cantidad o la suma de la masa de bolas en la cámara de molienda, además de conocer si salen como bolas gastadas o quebradas lo que permitirá tomar acción sobre el proceso de molienda, y en el más largo plazo sobre 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 libre de vapores y detenido o moviéndose lentamente. Esta solución permite identificar las bolas de acero solo cuando éstas están en contacto con la superficie.

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. Un problema de esta solución es que no permite identificar ni caracterizar las bolas gastadas o trozos de las bolas que se encuentran al interior del molino. Otro problema de esta solución es que no permite determinar el daño en la parrilla interna sino que solo en los liners del molino.

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. Esta solución permite identificar cuando las bolas de acero están en contacto con la pared interior, sin embargo, no permite identificar ni caracterizar las bolas gastadas o trozos de las bolas que se encuentran al interior del molino.

Otra solución que se debe considerar es la descrita en la solicitud de patente CL 574-2017, a nombre del solicitante, que divulga un sistema para detectar bolas gastadas, bolas quebradas y mineral fuera del molino en la superficie de una pantalla de un harnero o trommel que retiene el material de mayor tamaño que sale de un molino semiautógeno o de una cinta transportadora a través de una sistema que comprende cámaras de espectro infrarrojo y cámaras de espectro visual los que incluyen sus respectivos medios de transmisión. Esta solución permite identificar y caracterizar las bolas gastadas o trozos de las bolas que se encuentran mezcladas con el mineral expulsado desde el molino semiautogeno, sin embargo, la configuración divulgada no permite que físicamente sea posible hacer la detección en cualquier disposición de los elementos utilizados a la salida del molino semiautogeno. Otro posible problema de esta solución es que si la energía térmica adquirida por las bolas de acero y sus trozos no es suficientemente mayor que la adquirida por el mineral, la identificación y caracterización de las bolas, trozos de bola y mineral de mayor tamaño podría perder precisión

Las soluciones del arte previo divulgan dispositivos y métodos de monitoreo que permiten caracterizar las condiciones de la carga tanto al interior del molino como fuera de este como puede ser sobre 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. Una solución del arte previo considera la identificación y caracterización de las bolas gastadas o trozos de las bolas que salen del molino. Sin embargo, ninguna de las soluciones divulgadas permite identificar las bolas de acero y sus trozos en una etapa posterior a la cinta transportadora cuando las bolas de acero son separadas del resto del mineral. Para ello, la presente invención propone un elemento receptor cuya superficie es una pantalla, desde la cual emana la información para el sistema, que recibe las bolas gastadas y bolas quebradas desde la caída libre al ser descargadas desde el electroimán ubicado sobre la cinta transportadora, comprendiendo dicho elemento receptor una canaleta que sirve para la detección de las bolas y trozos de bolas, pudiendo caracterizarlas en forma y tamaño utilizando dispositivos de captura y procesamiento de imágenes.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema y proceso que actúa de manera posterior a un proceso de separación entre las piezas de acero y los trozos del mineral que salen de un molino semiautógeno para la molienda de minerales y que consiste en un sistema compuesto por una o una pluralidad de instrumentos para captura de imágenes, como por ejemplo, cámaras fotográficas digitales, cada una sensible a luz de diferentes longitudes de onda, como por ejemplo, espectro visual, las cuales apuntan hacia la superficie de un elemento receptor de las piezas de acero o canaleta que recibe las bolas de acero y sus trozos desde el proceso de separación, como por ejemplo, una canaleta por donde se desplazan las bolas de acero y sus trozos cuando son descargadas desde este proceso, y con la posibilidad de orientar cada sensor de imagen de manera no paralela a los demás. Procesando digitalmente las imágenes obtenidas con el o los sensores, se determinan las dimensiones y la morfología de las bolas y trozos de bola que son descargadas desde el proceso de separación. Estos sensores de imágenes, o cámaras digitales capturan la imagen en su espectro de funcionamiento, la que es registrada en la memoria de un medio de procesamiento de datos del sistema.

Con la presente invención será posible identificar los trozos de bolas que salen desde un molino semiautógeno y que son separadas del mineral en un proceso posterior, y caracterizar por tamaños los trozos de bolas que son descargadas desde este proceso y que deslizan o ruedan sobre la superficie del elemento receptor o canaleta. También será posible cuantificar la cantidad de acero que sale desde el interior del molino, 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 SAG, 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 son separadas del mineral que sale del molino. También permitirá establecer acciones correctivas, ya que, si salen bolas gastadas o quebradas en exceso, se puede evaluar y gestionar mejoras en la calidad de los medios de molienda o en las condiciones de operación, ambos factores que pueden ser la causa del desgaste acelerado o quiebre masivo de los medios de molienda.

Adicionalmente, el sistema y proceso de la presente invención podrá inferir en forma indirecta el rompimiento de una o más parrillas, al observar que aumenta la tasa de salida de medios de molienda de tamaño superior al promedio de las últimas horas.

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 un molino, un clasificador y una cinta transportadora, que lleva bolas de acero gastadas y trozos de bolas de acero conjuntamente con mineral La figura 9 muestra una vista esquemática de los elementos que pueden ser constitutivos del sistema, para identificar, cuantificar y caracterizarlas bolas gastadas y bolas quebradas que son descargadas desde el proceso de separación con imanes, por ejemplo electroimanes.

La figura 10 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 posterior al proceso de separación de las bolas de acero y sus trozos del mineral que sale del molino semiautógeno (1 ) que permite observar la superficie de un elemento receptor o canaleta (19) que recibe la descarga del proceso de separación. Desde el molino semiautógeno (1 ) sale un material compuesto por bolas de acero, trozos de bolas y mineral luego del proceso de molienda, donde dicho material está sobre una cinta transportadora (15) en que actúan sobre la correa transportadora (15) uno o más imánes, por ejemplo electroimanes, (18) suspendidos sobre la correa transportadora que atrapan las bolas y trozos de acero que van junto con el mineral en la cinta transportadora (15) desde la correa misma. Las bolas y trozos de acero separados en la cinta transportadora (15) por los electroimanes (18) son posteriormente descargados en caída libre hacia recipientes y/o depósitos (25) de recolección ubicados bajo la correa transportadora (15). En la presente invención, se inserta un elemento receptor o canaleta (19) que recibe sobre su superficies a dichas bolas y trozos de acero atrapados por el/los electroimanes antes de la caída libre cuando se descargan los electroimanes, dicha canaleta (19) sirve de pantalla para la detección de las bolas y trozos de bolas, pudiendo caracterizarlas en forma y tamaño. La canaleta (19) es necesaria en una longitud que permita la detección de las bolas y trozos de bolas para una adecuada caracterización donde dicha longitud es tal que las bolas rueden sobre su superficie y los trozos de bola se puedan deslizar y caer sin acumularse.

Tal como se muestra en la figura 9, para observar la superficie de la canaleta (19) se localiza al menos una cámara digital de alta resolución de espectro visual (16) con la cual se determina las dimensiones de las bolas y trozos de bola de tamaño mayor que salen del molino semiautógeno. Con las imágenes obtenidas con la cámara de alta resolución de espectro visual (16) se determina las dimensiones de las bolas y trozos de bola 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 la imagen, ya sea de espectro infrarrojo o de espectro visual, siendo registrada en la memoria de medios de procesamiento de datos (20).

La cámara de espectro visual (16) posee medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (17) ya sean cableados o inalámbricos. Los medios de transmisión de datos (17) 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 al menos una cámara (16). La superficie del elemento receptor de las bolas y trozos de bolas, por ejemplo, de una canaleta (19) constituye en un elemento fundamental de esta invención. Esta superficie es una pantalla (24) desde la cual emana la información para el sistema. Al menos una cámara de espectro visual (16) se instala apuntando hacia la superficie de la pantalla (24) de dicha canaleta (19) para capturar y registrar la imagen de las bolas y trozos de bolas que ruedan o se deslizan sobre la superficie de la pantalla (24) de la canaleta (19) y la transmiten con los medios de transmisión de datos de imagen de espectro visual (17), iniciando el conteo de las bolas y trozos de bolas descargadas desde el proceso de separación. Este conteo también discrimina entre bolas gastada (redondeada) y quebrada (trozos de forma irregular). Para ello, se utiliza la cámara de espectro visual (16) que captura y registra la imagen en alta resolución de las bolas (9) mostrando el contorno y tamaño de las bolas gastadas y quebradas.

Los medios de procesamiento de datos (20) procesan los datos de imagen 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 10, el procesamiento digital realizado por los medios de procesamiento de datos (20) comienza en el módulo de acondicionamiento de imágenes (27), en el cual se efectúa la resta del fondo, el ajuste de intensidad y las operaciones morfológicas. Luego, en el módulo de identificación y seguimiento (28) se siguen las bolas y trozos de bolas y se efectúa una operación en un módulo de análisis de imágenes (29) por 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 cinta transportadora (15), donde al menos un electroimán (18) atrapa las bolas y trozos de acero que van en dicha cinta transportadora (15) permitiendo separar dichas bolas y trozos de acero del mineral (10) que se transporta en conjunto en un proceso de separación. Las bolas y trozos de acero son descargados desde dicho al menos un electroimán (18) y llegan a la superficie de la pantalla (24) de la canaleta (19), donde al menos una cámara de espectro visual (16) toma un conjunto de imágenes visuales (26). Dicha al menos una cámara de espectro visual (16) envía las imágenes visuales (26) capturadas a través de medios de transmisión de espectro visual (17) hacia los medios de procesamiento de datos (20).

Las imágenes (26) enviadas a través de los medios de transmisión (17) son recibidas en un módulo de acondicionamiento de imágenes (27), donde se procesan dichas imágenes capturadas (26). En el módulo (27) se efectúa un acondicionamiento de la imagen, en donde la geometría de las bolas (9, 1 1 ) y trozos de bolas (12) es restada respecto del fondo, quedando solamente la imagen de las bolas gastadas y de las bolas quebradas. En este mismo módulo (27) se ajusta la intensidad de la imagen para realizar las operaciones de determinación de morfología de las bolas (9, 1 1 ) y trozos de bolas (12). La información generada en el módulo (27) es traspasada al módulo (28) de identificación y de seguimiento de los elementos sobre la canaleta (19), cuyas imágenes ya han sido acondicionadas. La información de las bolas identificadas y seguidas sobre la canaleta (19), es enviada a un módulo (29) donde son analizadas utilizando técnicas de determinación de morfología y dimensionamiento. La información de este análisis es enviada a un módulo de análisis de discriminación (30) donde se diferencian las bolas (9, 1 1 ) y trozos de bolas (12).

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, 1 1 ) y trozos de bolas (12), es decir, del metal que está sobre la canaleta (19). 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 de análisis de tamaño (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 bolas gastadas y de los trozos de bola quebrada sobre la canaleta (19).

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. 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 los resultados 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 la canaleta (19) 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 exceso de bolas quebradas sobre la canaleta (19), activándose una alarma.

Una disminución fuerte de la cantidad de bolas y trozos de bola sobre la canaleta (19) puede dar indicios de un malfuncionamiento de dicho al menos un electroimán (18) que actúan sobre la cinta transportadora (15) que puede resultar en la obstrucción de trituradoras utilizados para reducir de tamaños los pebbles impidiendo que sean devueltos al molino semiautogeno o enviados a los molinos de bolas, que corresponde a la etapa posterior de reducción de tamaño. Un aumento fuerte de la cantidad de bolas y trozos de bola sobre la canaleta (19) 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.