Modelo Dinámico De Una Celda De Flotación

Modelado Dinámico de una celda de flotación con vistas hacia el control automático

INTRODUCCIÓN
A pesar de la disponibilidad de buena instrumentación en las plantas de flotación modernas, las estrategias de control actuales son muchos menos efectivas de lo que deberían ser. Esta falla en el desarrollo de estrategias de control realmente efectivas puede ser trazada directamente por nuestrafalta de comprensión de las interacciones complejas entre las variables que ocurren en flotación. Para sistemas de esta complejidad, nuestra “intuición ingenieril” no basta para desarrollar sistemas de control. Modelos matemáticos tienen una considerable esperanza para proporcionar una base cuantitativa para la toma de decisiones para un sistema complejo.
Los intentos de modelar la dinámica delfuncionamiento de circuitos de flotación comienzan con los trabajos pioneros de investigadores finlandeses a finales de los años 60’ (1). Sus modelos, aunque muy rudimentarios en la forma, se utilizaron para el desarrollo de las estrategias de control para sistemas de flotación. Estos modelos carecen completamente de los principios físicos en el desarrollo (2,3); especialmente significativo en estecaso es la falta de una distinción entre la espuma y la pulpa y sus respectivos roles en la determinación de la dinámica de la celda. Autores más recientes (4, 5, 6) han utilizado modelos de dos fases de Arbiter y Harris (7) con varias modificaciones. Sadler (4) testeo el modelo de dos fases y otros tres modelos bajo condiciones transitorias continúas. Él reporto que la información obtenida fuemal descrita por el modelo de dos fases y que la variación del modelo referido como “modelo de área de superficie de burbujas” así como un modelo de tasa de distribución constante ofreciendo buenas alternativas en la predicción de la dinámica de su sistema particular. No se han reportado más intentos para extender su modelo dinámico a unidades de gran escala. Olsen y Henriksen (8) en el uso deel modelo de dos fases para describir una operación comercial han concluido que esto es posible de usar agrupado, agregando un modelo de el banco de celdas con un tasa constante promedio en lugar de utilizar el modelo de dos fases completo.
Greaves y Allan (5) evaluaron el modelo de dos fases bajo condiciones dinámicas y de estado estacionario. Ellos encontraron que la descripción delcomportamiento en estado estacionario fue satisfactoria, pero que el modelo no describe muy bien el comportamiento transiente producido por los cambios periódicos en el flujo de concentrado. Ellos concluyen que el efecto observado fue causado por los complejos cambios hidrodinámicos ocurridos en la pulpa y que nuevas técnicas son requeridas para medir directamente los parámetros importantes en la zona deespuma.
Fewing, Slaughter, Manlapig y Lynch (9) han usado un modelo dinámico muy simple en la simulación del funcionamiento del sistema de control. Ellos incluyeron en su modelo el efecto del agua, aireación y otras variables, pero todo en una manera no predictiva.
La siguiente etapa lógica en el desarrollo de un modelo dinámico será útil para el control esto incluye, en una forma basados en lafísica, la capacidad de predecir la influencia de las perturbación y manipulación de variables en el control del proceso de flotación. Este trabajo tiene que ver con el desarrollo y uso de este modelo.
Uno de los principales problemas en el desarrollo preciso de modelos dinámicos para procesos de flotación ha sido asociado al hecho de las significativas mediciones dinámicas y estimaciones deparámetros del modelo. Una planta piloto de celdas de concentración altamente instrumentada ha sido construida en la Universidad de Utah para obtener información precisa en la dinámica de celdas de flotación para verificar el desarrollo de los modelos y probar estrategias de control en flotación.
En esta sección que sigue el desarrollo del modelo es presentado, entonces, la parametrización del...