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Aumento de produtividade na Digestão de Bauxita

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PERFIL DO CLIENTE

 

A Votorantim, presente em mais de 20 países, é um dos maiores conglomerados brasileiros e atua nos segmentos industrial e financeiro. A Votorantim Metais (VM), uma das empresas do grupo, é uma das cinco maiores produtoras de zinco do mundo, além de ser líder brasileira na produção de alumínio primário e líder sul-americana na fabricação de níquel eletrolítico. Em 2013, a Votorantim Industrial obteve uma receita de R$ 26,3 bilhões e a VM R$ 8,4 bilhões. A capacidade de produção de metais não-ferrosos da VM atingiu 1,139 milhão de toneladas e a de alumínio, 415 mil toneladas.

O DESAFIO

 

Descrição do processo de digestão da bauxita

 

A digestão da bauxita é o processo de extração da alumina presente no minério, através de uma reação química com um licor cáustico contendo soda cáustica (conhecido como licor Bayer). Esta reação ocorre em reatores, chamados de digestores ou autoclaves, à alta pressão e temperatura de 145 °C. Para que esta temperatura seja atingida, é necessário aquecer tanto a pasta de bauxita, obtida após a moagem do minério, quanto o licor cáustico.

O maior consumo energético da refinaria ocorre no aquecimento do licor cáustico,

pois o vapor é empregado para aquecer o licor antes de adicioná-lo aos reatores, de forma que a temperatura de reação dentro do digestor seja mantida.

 
 

Critérios de eficiência do processo

 

Para que a refinaria seja eficiente, a digestão deve ter a maior quantidade possível de minério por volume de licor aquecido. Essa quantidade por volume de licor aquecido é indicada pela razão de concentração A/C (razão entre a quantidade de alumina e de soda presentes na mistura que sai do digestor, chamada de razão alumina/cáustica). Valores baixos de A/C indicam que a produtividade está aquém do desejado, porém valores muito elevados podem acarretar em perda da alumina por precipitação, o que afeta a produção e eleva os custos da unidade. Essa razão deve ser a mais alta possível, mas dentro da faixa de segurança do processo.

Desafios para implantação de estratégia de controle

A necessidade de maximização da razão A/C dentro da faixa de segurança somada à variabilidade da composição da bauxita e o fato da razão A/C só ser mensurada a cada 2 horas através de análises de laboratório impedem a aplicação de um controlador tradicional e, por isso, o processo é operado manualmente.

A operação manual gera um aumento de variabilidade do processo,

exigindo uma vazão de soda cáustica acima do ideal para evitar o risco de precipitação da solução.

 

A SOLUÇÃO

 

O Leaf conseguiu estabilizar a operação obtendo uma razão A/C maior, sempre respeitando as faixas desejáveis de segurança, através do controle preciso da vazão de pasta de bauxita. Isso foi possível porque o Leaf não só é capaz de estimar a razão A/C a cada segundo, mas também de analisar todas as informações com relação à composição da bauxita e ao processo de digestão, antecipando as variações da produção. O fluxo de licor cáustico foi reduzido devido ao ganho de estabilidade e ao aumento da razão A/C. Este fluxo era elevado antes da implantação do Leaf, para garantir a produção diante das oscilações da operação.

O consumo de vapor diminuiu sem alterar a produção final de alumina,

graças à redução no fluxo de licor, beneficiando o custo de operação. A intervenção do operador foi praticamente eliminada após a aplicação da solução.

RESULTADOS

 

O Leaf reduziu a variabilidade da razão A/C em 50%. Com o ganho de estabilidade, foi possível reduzir o fluxo de licor cáustico em 3,2%. A redução direta deste fluxo implica em um menor uso de vapor no processo, proporcionando uma

economia na geração de vapor de R$ 1,7 milhão/ano.


Detalhes
Data 16 jul 2014 Categorias (Todos)Mineração Cliente Votorantim Metais
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