As mineradoras de minério de ferro maximizam o valor para seus acionistas. Isso significa efetivamente que o valor presente líquido total dos lucros da mineração de minério de ferro e da pelotização de magnetita deve ser maximizado. Como a mina produz minério de ferro em diferentes teores, mas a pelotização de magnetita a jusante e a produção de ferro bruto definiram limites de aceitação para teores de minério e teores de minério propícios versus prejudiciais, isso resulta em um problema de otimização e programação de produção de balanceamento de mineração de minério e mistura ao longo tempo, de modo que a produção a jusante receba alimentação de minério uniforme e as margens operacionais de todas as operações sejam maximizadas em relação ao seu valor presente líquido.

Neste artigo, desenvolvo minha introdução anterior sobre análise aplicada na cadeia de valor ferro-aço. Faço isso analisando mais de perto o problema de mistura de minério de ferro e como ele pode ser resolvido usando programação matemática.

Condições e indicadores de mistura de minério de ferro

Os problemas de mistura de minério de ferro enfrentam as seguintes condições e restrições:

• Valores de teor de minério (proporção de metal para minério total no lote).
• Valores de conteúdo de alta qualidade (proporção de conteúdo propício).
• Valores de conteúdo de baixa qualidade (proporção de conteúdo prejudicial).
• Saída de produção mínima de uma mina.
• Reservas geológicas (capacidade de minério).

Os teores de alta qualidade no minério de ferro são, por exemplo, Fe2O3 e Fe3O4. Por outro lado, os conteúdos de baixa qualidade são, por exemplo, FeCO3 e FeSiO3.

Os teores de minério de ferro de alta qualidade são propícios para a produção de ferro, enquanto os teores de minério de ferro de baixa qualidade são prejudiciais para a produção de minério de ferro. Os principais indicadores de desempenho relevantes para o concentrador de minério de ferro são, portanto;

• Quantidade total de minério de ferro consumida pelo estágio concentrador de teor de minério.
• mín. e máx. valores do teor de minério misturado resultante.
• mín. e máx. valores de conteúdo de alta e baixa qualidade.

O grau de minério de ferro deve satisfazer os requisitos do cliente e/ou processo a jusante (produção de ferro bruto) em todos os pontos no tempo do futuro cronograma de produção. Ao mesmo tempo, considerando o cronograma de demanda futura, os conteúdos de alta e baixa qualidade não devem exceder a faixa especificada, caso contrário, a alimentação de produção uniforme não seria mantida.

Métodos analíticos para problemas de mistura de minério de ferro

O problema de mistura de minério de ferro é um problema matemático de otimização e programação da produção e pode ser resolvido com várias técnicas de pesquisa operacional.

O problema de otimização matemática tem como objetivo principal maximizar o valor presente líquido total da mina e suas operações, ao longo de toda a sua vida útil. As restrições relevantes são principalmente para garantir as operações do concentrador no processo de pelotização de magnetita, mantendo faixas definidas de qualidade e conteúdo em relação à mistura de minério . Outra restrição é, por exemplo, o relatório composto de minas e suas capacidades esperadas.

Várias técnicas são implantadas comercialmente para resolver este problema:

• Programação inteira mista
• Programação inteira estocástica
• Modelos de planejamento de caminho de rede
• heurística de otimização
• Simulação de carregamento de programação heurística

Isso significa que, dependendo da implementação específica, o problema de programação de mistura de minério é resolvido analiticamente ou com simulação de carregamento de programação heurística. A aplicabilidade de métodos analíticos, por exemplo, programação inteira mista, depende muito se o cronograma pode ser atualizado pelo solucionador subjacente dentro de um tempo razoável. Além disso, aplicativos de software comercial podem ser encontrados como integrações em sistemas de planejamento abrangentes ou como ferramentas de planejamento independentes.

Considerações finais e conteúdo relacionado

Neste artigo, dei uma olhada mais de perto no problema de mistura de minério de ferro . Destaquei porque, na verdade, é um problema de agendamento. Expliquei como isso pode ser definido como um problema de otimização matemática. Também apontei métodos analíticos e de simulação que são implantados comercialmente para resolver problemas de mistura de ferro na mineração de ferro e na indústria de ferro bruto.

Esse tipo de problema de mistura não é relevante apenas para a mineração de minério de ferro. Ele se traduz em outros tipos de minas e também descreve problemas de mistura, por exemplo, na indústria de petróleo.

Se você estiver interessado em aprender mais sobre o valor de ferro para aço, recomendo que você leia o seguinte artigo do SCDA:

• Link : Analytics na cadeia de valor da produção de aço

Se você deseja implementar um problema de combinação exemplar no Excel Solver, recomendo que dê uma olhada neste modelo SCDA Excel:

• Link : Otimização do Excel Solver da mistura de óleos

Lucas Neves

Engenheiro de minas com experiência em mineração industrial de minério de ferro e produção de ferro-gusa. Especialista em simulação de operações de mineração.