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Saturation regulation in heap leaching: A nonlinear model predictive control approach
Indexado
WoS WOS:001490487500003
Scopus SCOPUS_ID:105004548755
DOI 10.1016/J.MINENG.2025.109346
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This paper presents a nonlinear predictive control (NMPC) framework using Richard's phenomenological model for heap leaching within a closed-loop system. It divides the leaching pile into control volumes modeled as leaching columns with separate sprinklers, allowing local regulation of saturation by adjusting irrigation rates. The NMPC framework includes an Identification Module for optimal parameter fitting and an Optimization Module for determining optimal irrigation trajectories, both formulated as dynamic optimization problems connected to partial differential algebraic equations. The objective is to improve leaching performance by maximizing bed homogeneity using real-time data, including moisture measurements obtained from Electrical Resistivity Tomography. The optimization problems were reformulated using orthogonal collocation within finite elements. Solutions were achieved through the interior point method with CasADi for gradient estimation via automatic differentiation. Numerical experiments assessed NMPC performance under partial model knowledge, analyzing two scenarios to determine moisture measurement impact on mitigating structural uncertainty. Results show that without moisture data, the NMPC improved leach bed homogeneity but failed to maintain set-point moisture levels. In contrast, with moisture measurements, the NMPC achieved both bed homogeneity and set-point saturation. Computational times were under 10 s, making the approach suitable for real-time applications. Incorporating real-time saturation data effectively addressed modeling uncertainties, demonstrating the NMPC's potential to enhance leach bed conditions and potentially improve copper recovery efficiency, laying the groundwork for future advancements in heap leach management.

Revista



Revista ISSN
Minerals Engineering 0892-6875

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Disciplinas de Investigación



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Engineering, Chemical
Mineralogy
Mining & Mineral Processing
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Chemistry (All)
Control And Systems Engineering
Mechanical Engineering
Geotechnical Engineering And Engineering Geology
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Olivares, Benjamin - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
2 Araya, Benjamin - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
3 QUINTANILLA-PEREZ, PAULINA Mujer Brunel Univ London - Reino Unido
4 Navia, Daniel - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile

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Financiamiento



Fuente
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Agradecimientos



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