Mina de cobre-ouro Phu Kham, Laos: Preparados para a chegada de minérios mais duros

Mina a céu aberto com geologia complexa

A mina de Phu Kham localiza-se a cerca de 100 km a nordeste do Laos, capital vietnamita. A geologia da mina é altamente variável devido ao desgaste natural, às alterações, às falhas e às dobras. A dureza da massa de rocha e o grau de desgaste natural variam consideravelmente ao longo do depósito encontrando-se rocha extremamente dura nas camadas mais profundas.
A operação abrange uma mina a céu aberto convencional que alimenta de minério a planta de processamento, que consiste de britagem, moagem e flotação para recuperar o cobre e os metais preciosos. A capacidade atual é de 19,5 Mtpa. Produzindo um concentrado de cobre-ouro contendo entre 22% e 25% de cobre, 7g/t de ouro e 60 g/t de prata.

O depósito de cobre-ouro da Phu Kham no Laos é uma jazida mineral extremamente heterogênea. O depósito tem propriedades mineralógicas, geológicas e geotécnicas complexas e variáveis, que afetam o desempenho da planta e a recuperação metalúrgica. Para complicar ainda mais as coisas, a operação prevê minérios mais duros à medida que a cava é aprofundada, o que pode limitar significativamente a produção, além de pôr em risco a lucratividade a longo prazo.

Para avaliar as alternativas de manter a produtividade— e o lucro — ao longo da vida útil da mina (LOM, life-of-mine), seu proprietário, Phu Bia Mining Limited, iniciou em 2012 um estudo de previsão de capacidade e um projeto de otimização com o auxilio da equipe de Tecnologia de Processos e Inovação da Metso. O objetivo era identificar oportunidades para aumentar a produtividade ao tratar minérios duros, desenvolver um modelo de previsão de capacidade e determinar se, e quando, seria necessário mudar a britagem secundária ou outro processo para manter o objetivo de produção ao longo da vida útil da mina. 

O projeto incluiu a caracterização do minério, as auditorias detalhadas de práticas de desmonte e de cominuição (relacionadas com os dados de caracterização do minério, utilizando o sistema de rastreamento de minério SmartTag™ da Metso), além do desenvolvimento de modelos específicos das etapas de desmonte e cominuição. A integração destes modelos resultou numa ferramenta de otimização para a operação e para o estudo de previsão de capacidade.

Um "livro de receitas" para o desmonte efetivo

O processo de otimização teve início com a caracterização do minério para definir os domínios do corpo de minério que apresentem comportamentos similares ao longo dos processos de desmonte e de cominuição. A fragmentação do ROM para um minério pertencente a um determinado domínio será semelhante para um determinado plano de fogo. Uma melhor produtividade da planta pode ser obtida com a modificação de parâmetro do plano de fogo e, consequentemente, com a alteração  da fragmentação do ROM. 

Um dos principais objetivos foi desenvolver estratégias operacionais para  maximizar a capacidade do moinho a fim de manter os objetivos de produção da mina durante sua vida útil mesmo tratando minérios mais duros. Como previsto, a modelagem e as simulações do desmonte indicaram que ao diminuir a malha de perfuração e, consequentemente, aumentar a razão de carga, houve um aumento significativo de finos gerados no desmonte. A redução do tampão também auxiliou na geração de finos e na redução do top size devido à maior energia disponível na região do tampão. Essas simulações indicaram o potencial de aumento da capacidade da planta em função do aumento da quantidade de finos e da redução do top size do ROM através da otimização dos parâmetros do desmonte.

Foram conduzidas simulações em cada um dos domínios de minérios definidos em Phu Kham e o plano de fogo foi otimizado em cada um deles. Isto resultou num "livro de receitas" que oferece uma "receita" (por exemplo, plano de fogo otimizado) para cada domínio de minério. O uso deste “livro de receitas” proporciona uma distribuição granulométrica mais consistente e otimizada do ROM para os processos seguintes e o aumento da capacidade da planta, da estabilidade e da eficiência do processo. Seguir o livro de receitas também evita um desmonte com alta energia em domínios de minério mais brando, reduzindo, portanto, o consumo de energia/custos e prevenindo a produção excessiva de ultrafinos que podem ser prejudiciais para os processos subsequentes.

Uma abordagem integrada para aumentar ainda mais a capacidade

As distribuições granulométricas do ROM obtidas no estudo de simulação do desmonte foram usadas como variáveis de entrada nos modelos de cominuição. Isto permitiu avaliar as mudanças da estratégia operacional do desmonte e do circuito de cominuição de maneira integrada.  Esta abordagem foi usada para determinar estratégias efetivas de operação para aumentar a capacidade da planta ao processar minérios mais duros. Além de demonstrar os benefícios da estratégia operacional recomendada para o desmonte, os resultados indicaram que poderiam ser obtidos aumentos ainda maiores da capacidade ao reduzir a abertura na posição fechada (APF) do britador primário. As mudanças efetuadas no plano de fogo aumentam o volume de material fino na alimentação do moinho SAG e reduzem o top size do ROM, enquanto que a redução da abertura do do britador afeta principalmente o volume de partículas grosseiras na alimentação do moinho SAG. Portanto, estas são estratégias complementares para aumento da capacidade.

Gestão de tipos de minérios com SmartTag™ e GeoMetso™

Para correlacionar o desempenho da planta à caracterização do minério e aos resultados do desmonte, o minério é rastreado ao longo de todo o processo desde a mina utilizando o sistema de rastreamento de minério SmartTag™. Em Phu Kham, foram instaladas antenas SmartTag™ na correia transportadora do produto do britador e nas de alimentação do moinho SAG. À medida que a etiqueta eletrônica e o minério associado passam pelas antenas na planta de processamento, o sistema registra, automaticamente, o horário e o ID da etiqueta eletrônica, de maneira que a origem do minério que está sendo processado é conhecida a todo o momento. Ao longo do projeto em Phu Kham, isto garantiu que o minério dos desmontes auditados alimentasse a planta durante a auditoria no circuito de cominuição e permitiu estabelecer correlações entre a origem do minério e o desempenho do processo.

O sistema GeoMetso™ também está sendo implementado em Phu Kham e utiliza a tecnologia de rastreamento de minério SmartTag™ para coletar continuamente dados de desempenho da planta e atualizar automaticamente os modelos preditivos e o modelo de bloco em tempo real. Isto elimina a necessidade de testes adicionais de caracterização do minério e melhora a precisão e a capacidade preditiva dos modelos geometalúrgicos que foram desenvolvidos. Permite a otimização de toda a operação para cada tipo de minério a fim de maximizar a produção e minimizar os custos. Tendo uma melhor compreensão do impacto dos tipos de minério no desempenho, pode-se melhorar o planejamento da mina em longo prazo e prever o investimento de capital em equipamentos com a devida antecedência. Em curto prazo, a planta de processamento recebe notícias antecipadas sobre  o(s) tipo(s) de minério que serão processados, podendo-se ajustar as condições de
operação para otimizar o desempenho do circuito.

Planejando o futuro

Um dos principais objetivos do projeto foi desenvolver um modelo de previsão de capacidade baseado na modelagem geometalúrgica para planejamento e otimização a longo prazo. Isto foi atingido utilizando os modelos específicos e integrados do site para o desmonte combinados com o plano de vida útil da mina (LOM) de Phu Kham.

O plano de lavra durante a vida útil da mina, fornecido pela Phu Kham, foi utilizado juntamente com o modelo de blocos geotécnicos para determinar as características do minério para cada período. A estrutura e a dureza aumentam à medida em que a mina se torna mais profunda, e caem novamente quando são feitos os cortes de
superfície, até o final da vida da mina. Os modelos integrados foram aplicados aos dados para gerar uma previsão de capacidade e indicar se, ou quando, os minérios mais duros poderiam ser um obstáculo para alcançar os objetivos de produção.

É necessário um britador secundário ou britador de pebble?

Outro objetivo do projeto era avaliar se seria necessário ou não um circuito de britagem secundário ou outras mudanças no processo para manter a produtividade ao longo da vida útil da mina. Os resultados da previsão de capacidade indicaram que o objetivo de produção anual pode ser alcançado até 2018. No entanto, em 2019,
quando se prevê a extração de material mais duro e mais compactado, estima-se que a capacidade anual será expressivamente mais baixa.

Um circuito de britagem secundário representa um investimento significativo de capital. Portanto, as mudanças introduzidas nas práticas de desmonte e na operação do circuito de cominuição identificadas no projeto de otimização (aumentar o diâmetro de perfuração e diminuir a malha para aumentar a razão de carga e reduzir a APF do britador primário) foram investigadas para determinar se elas poderiam aumentar, de forma suficiente, a produtividade. Combinar essas mudanças poderia recuperar grande parte da queda da capacidade (aumentando a produtividade em mais de 8%), porém poderia não ser suficiente para manter o objetivo de rendimento para 2019. No entanto, de acordo com o plano de lavra e a previsão de capacidade, o minério duro e compactado e um rendimento abaixo do esperado somente ocorrerão durante 2019. Depois disso, a estrutura e a dureza caem novamente até o final da vida da mina. 

Desta forma, não se justifica a despesa com um britador secundário ou um circuito de britagem de pebbles, particularmente se as outras mudanças recomendadas forem implementadas para reduzir a queda da produção causada pelas características do minério. 

Encontrando o caminho juntos

Trabalhando lado a lado, a Metso ajudou a Phu Kham a desenvolver um plano: maximizar
o rendimento e lidar com minérios mais duros previstos para o futuro. Utilizar conhecimento de especialistas e sistemas especializadas como o SmartTag™ e o Geo-Metso™ garantem a tomada de decisões fundamentadas ao longo do caminho, maximizando a rentabilidade e evitando despesas indesejadas.