Diseño de un sistema de detección para determinar el nivel de carga en el interior de un molino de bolas en un proceso minero aplicando lógica difusa

Abstract

En el presente trabajo de tesis se describe la operación de los molinos de bolas en un proceso minero para realizar la disminución del tamaño del mineral, si se supera el nivel de carga óptimo dentro del molino este se satura y disminuye la eficiencia empleando un elevado consumo de energía, por eso una de las razones de la baja eficiencia del proceso se debe a la dificultad para identificar el nivel de carga en el molino. Los datos de los parámetros físicos y eléctricos se han obtenido de un molino de bolas de una empresa en minería donde he realizado mi trabajo profesional, luego se ha modelado matemáticamente el movimiento dinámico de las bolas de acero en el interior del molino, para determinar el nivel de carga, se programa la estrategia de control combinándose conocimientos de ingeniería en la teoría de control y control difuso para diseñar un controlador difuso, para simular el comportamiento de la velocidad angular del molino que determina el nivel de carga utilizando el programa Matlab. Adicionalmente, se comparan los resultados obtenidos en la simulación con los datos reales obtenidos experimentalmente y se describen los equipos electrónicos propuestos a ser implementados en el molino para su posterior integración a un sistema de supervisión de molienda. Con el nivel de carga obtenido se logra una operación óptima que permite incrementar la eficiencia del proceso de molienda, la vida útil del equipo, generando un gran impacto en los costos de operación de la planta y en la optimización de los recursos energéticos.

In this present thesis work is described the operation of ball mills in a mining process to reduce the size of the mineral, if the optimum load level inside the mill is exceeded this is saturated and decreases efficiency using high energy consumption, therefore one of the reasons for the low efficiency of the process is due to the difficulty of identifying the load level in the mill. The data of the physical and electrical has been obtained from a ball mill of a mining company where I have done my professional work, then the dynamic movement of the steel balls inside the mill is mathematically modeled to determine the load level, the control strategy is programmed combining engineering knowledge in the theory of control and diffuse control for the design of a diffuse controller, to simulate the behavior the angular speed of mill that determines the load level using the Matlab program. Additionally, the results obtained in the simulation are compared with the real data obtained experimentally and describes the electronic equipment proposed to be implemented in the mill for subsequent integration into a milling monitoring system. With the level of load obtained an optimal operation is achieved that allows to increase the efficiency of the grinding process, the useful life of the equipment, generating a great impact on the operating costs of the plant and in the optimization of the energy resources.