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By Thomas C. Shapiro

Introduction In recent years - even months - the number of articles on computers has increased rapidly. One can hardly pick up a newspaper or magazine without seeing a computer-related article. The article usually explains how the computer will change our lives. Many of us have some concern about the nature and type of change. For most of us, though, the problem is lack of information and understanding about how computers work. In other words, how do we make cost-effective decisions about computers? This three-part series will explain, simply, what a microcomputer is, how it works, and how to decide if you need one. This first article will define terms and briefly discuss areas where computerization might be economic. The second article will discuss geology and mining applications. The third article will discuss plant, administrative, and geotechnical areas as well as the future of software development in the minerals industry. Terms and Concepts All computers have input and output devices and a central processing unit (CPU). Information - instructions and data - is communicated to the computer by means of input devices. These instructions to the computer are converted into language that the computer understands. This causes the instructions to be carried out in the CPU. The result of these operations is translated back into language that we understand. This information is then sent to output devices such as printers and video display tubes. Traditionally, peripherals were devices separate from the main-frame (the CPU and memory) and were used to input, output, and store information or instructions. Today, peripherals perform the same functions though they may be housed in the same cabinet as the CPU and memory. Historically, peripherals included all input and output devices not part of the mainframe. Input devices include keyboards, magnetic tape, and card readers. Tapes and disks are input as well as output devices. Output devices are printers, CRTs (Cathode Ray Tubes), and any mass storage device capable of storing data when directed to do so by the computer or the program. In fact, any mass storage device that can give the computer data when requested is an input device. Mass storage devices include floppy disks (thin, round sheets of plastic covered by metal particles), and hard disks. The latter are thicker and more densely coated with metal particles. This allows much more information to be stored. Another type of mass storage is magnetic tape. Its type and size varies widely. Processing and Storage Any computer understanding must include how instructions and data are processed and stored. Information is stored as a positive or a negative field known as a "bit." There are eight bits in a byte. The bits can be represented as either a one or a zero. Thus the code for a byte representing the numeral one is 00110001. The byte representing the letter A is 01000001. These codes are from the American Standard Code for Information Interchange (ASCII). ASCII defines the standard set of characters including alpha, numeric, and special characters. The computer's memory has allocated locations where instructions as well as incoming information can be stored. All information and instructions are stored as binary numbers bit by bit - zeros and ones. The amount of data that can be stored is referred to as either thousands or millions of bits or bytes. The letter "K" is used to designate one thousand units. The letter "M" is used to mean one millon units (one meg). Disks Thus, a 113-mm (5 1/4-in.) floppy disk - double sided and double density (DSDD) - contains 320,000 bytes (characters) or 320K. This is about 164 double-spaced, type-

Jan 2, 1984

By Thomas C. Shapiro

This is the second in a series of articles on microcomputers and applications in the minerals industry. The first article (ME, Feb., page 129) discussed microcomputer terms and concepts. This article will discuss software for geology and mining. The third article will cover plant, administrative, and geotechnical software applications. Introduction Geology and exploration are areas where computers have a natural fit. Large volumes of data need to be tabulated, evaluated, and made into maps and reports that allow geologists and management to make a decision on a project or mine. Until recently, the programs that performed these tasks were cumbersome and not user friendly by any stretch of the imagination. Learning time to become an expert in these programs typically would be six months or more. The computers needed to run these programs are expensive mainframes. Several years ago, the use of minicomputers became popular because of their lower cost. Programs were adapted to fit these smaller machines and became friendlier. With the advent of micros, many programs. were rewritten and used the screen capability more effectively, thus providing a real advance in user interface. Programs and Price The definition of micro, mini, and mainframe is becoming blurred. For the purposes of this article, micro refers to either an eight- or 16-bit computer, costing less than $10,000 and, more typically, under $5,000. Mini refers to a 16- or 32-bit computer that typically costs more than $25,000. Mainframe refers to a 32-bit or larger computer that costs more than $250,000. There is a large gray area between micros and minis, and minis and mainframes. Technology and prices are changing so fast that the traditional definitions have become almost meaningless and price has become a better guide. With the arrival of the minicomputer, costs for hardware began to fall, but the programs have tended to remain unfriendly. In some cases, the minicomputer acted as a front end to the mainframe. Cost of both the programs and minicomputers could easily run a minimum of $70,000. A total cost of $200,000 would not have been out of line. The average geologist and company would have a great deal of difficulty justifying such a purchase. The advent of the microcomputer has changed all that. For $3,500 to $5,000, one can buy a 16-bit micro and a printer. Plotters with six pens are available for $2,000 that will produce a 280- x 430-mm (11- x17-in.) map. For several hundred dollars, software is available to act as a word processor, an economic spread sheet, or to perform ground water calculations. In fact, some programs are available for free. Some of these programs are relatively easy to learn. In addition, programs are being developed daily that are easy to use. More importantly, large programs that once ran only on mainframes are being converted

Jan 3, 1984

By Ben W. Burdett

Since the late 19701s, the use of microcomputers in the minerals industry has grown to the point where today they can be found in virtually every plant within the industry. Their use in every aspect of instrumentation and control has increased the ease of operation and control of every phase of mineral processing. Their incorporation in sensors, transmitters, indicators, and controllers in addition to their use in distributed control and computer systems has provided operators with more timely accurate information than they have ever had before. This has led to an increase in the operator's effectiveness and an improvement in overall productivity. The ultimate aim of plant control is to maximize recovery in the mineral processing operation, and the microcomputer has spawned many tools that are now making this goal attainable. This paper discusses individual use of microcomputers in the areas previously mentioned as well as their collective use in overall control systems. The incorporation of local control systems in total plant control including the communication of information throughout all levels of plant management is also discussed. Finally the role the microcomputer is playing in today's plants is illustrated with numerous references to current examples.

Jan 1, 1985

By Michael D. Loy

This paper examines the computerization steps of United Coal Company of Bristol, Virginia. OVERVIEW Producing close to 7,000,000 tons per year, United Coal Company is one of the most interesting mining companies in the east. Their approach to mining reflects a dedication to modern technologies and extraction methodologies. With varying amounts of production coming from four divisions (a fair amount of production comes from contract operators) and over a billion tons in recoverable reserves, United rests heavily on the planning and engineering efforts of a centralized engineering group. Although each division relies on its own engineering personnel for day-to-day management and operations, long range planning and reserve management is conducted at the corporate engineering level. This group, while extremely competent and efficient, is relatively small (7 people), when compared to the needs of a large mining company.

Jan 1, 1985

By K. Osseo-Asare

"The molecular structural and solution chemical characteristics that underlie the surface activity of solvent extraction reagents are highlighted, with particular emphasis on the tendency towards reverse micelle and microemulsion formation. The physicochemical factors that lead to microemulsion-enhanced solvent extraction with chelating extractants are elucidated. Membrane-based contactor systems are described which are uniquely suited for enhanced solvent extraction with microemulsions. The possibility of combining solvent extraction with microemulsion-mediated materials synthesis is discussed. IntroductionThe discovery of new selective extractants has resulted in major breakthroughs which have helped to establish solvent extraction as a versatile separation technology (1-3). A complementary strategy towards new process development is to seek new ways of using the available reagents. This paper explores this second approach. From a molecular structural standpoint, an extractant may be viewed in terms of two components: a polar functional group and a hydrocarbon radical. In the conventional view of solvent extraction, this molecular structure serves two main purposes: The polar functional group provides the binding sites for complexation of metal ions, while the organic group is needed to render the resulting metal-extractant complex organic-soluble. But are these the only properties of the organic and the polar groups that are relevant to the solvent extraction process?In this paper, attention is directed to the fact that solvent extraction reagents possess the molecular structures of amphiphiIes; that is, they are characterized by the presence of spatially separated hydrophilic and hydrophobic groups on the same molecule. A case is made for the view that this amphiphilicity offers interesting opportunities to develop new separation processes which collectively may be described as enhanced solvent extraction (4-6)."

Jan 1, 1996

By K. Osseo-Asare

The molecular structural and solution chemical characteristics that underlie the surface activity of solvent extraction reagents are highlighted, with particular emphasis on the tendency towards reverse micelle and microemulsion formation. The physicochemical factors that lead to microemulsion-enhanced solvent extraction with chelating extractants are elucidated Membrane-based contactor systems are described which are uniquely suited for enhanced solvent extraction with microemulsions. The possibility of combining solvent extraction with microemulsion-mediated materials synthesis is discussed.

Jan 1, 1996

By Luis Medina, Anakaren López, Diola Nuñez

Los procesos biotecnológicos como la biolixiviación, son una alternativa apropiada para resolver cuestiones críticas que afectan al mundo en desarrollo, por esta razón, se deben buscar estrategias para la manipulación de los microorganimos, de tal manera que su aplicación en la industria sea sencilla y económica. En este sentido, la aportación científica en esta investigación, es encapsular bacterias acidófilas con capacidad lixiviante, estableciendo las condiciones favorables en el proceso de secado por aspersión, así como determinar el material de pared óptimo y asegurar la viabilidad de los microorganismos.

Sep 29, 2023

By Amauri Garcia, Noé Cheung, André dos Santos Barros, Clarissa Barros da Cruz

Embora a resistência ao desgaste seja geralmente a principal propriedade avaliada decorrente da adição de terceiros elementos em ligas Al-Sn, não somente os fenômenos tribológicos são responsáveis pela deterioração gradual das peças, mas também os fenômenos relacionados à corrosão. Dessa forma, o presente estudo objetiva analisar o efeito de características microestruturais formadas durante a solidificação transiente da liga Al-9%Sn-5%Zn na resistência à corrosão em solução 0,06M NaCl investigada por polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Foi observada uma morfologia microestrutural caracterizada por dendritas da fase α-Al com concentrações de Zn tanto na matriz dendrítica quanto em regiões ricas em Sn localizadas nos contornos interdendríticos. A evolução dos espaçamentos dendríticos primários (λ1) também foi correlacionada com parâmetros térmicos de solidificação. Finalmente, constatou-se que a amostra com microestrutura mais grosseira, ou seja, λ1 = 89,6 μm, apresentou comparativamente menor densidade de corrente de corrosão e maior resistência à polarização.

Oct 1, 2019

By Marcella Gautê Cavalcante Xavier

A presente proposta tem por objetivo desenvolver uma análise experimental da liga hipereutética Sn-0,5%Ni solidificada unidirecionalmente em regime transitório de fluxo de calor contra chapa molde de cobre. A liga foi avaliada quanto a sua microestrutura bruta de fusão e suas respectivas correlações com os parâmetros térmicos (velocidade da frente eutética -VE e taxa de resfriamento eutética -?E) e propriedades mecânicas. Os resultados mostram que a morfologia microestrutural predominante é composta por células ricas em estanho (β-Sn) circundadas por mistura eutética Sn+intermetálico tipo NiSn. Uma transição microestrutural foi observada entre as posições 15mm (?E=1,7°C/s) e 30mm (?E=1,1°C/s), de célula regular (CR)?célula tipo placa (CTP). Notou-se ainda a presença de intermetálicos primários NiSn distribuídos ao longo da matriz nas posições iniciais do lingote. Valores superiores de limite de resistência à tração (σu=26 MPa) e limite de escoamento (σy=21 MPa) foram encontrados para a posição 6mm a partir da base refrigerada do lingote, podendo estar relacionados com a estrutura celular mais refinada e também com a presença dos intermetálicos primários NiSn. O alongamento específico (?) comportou-se de maneira inversa, visto que as estruturas mais grosseiras (CTP) e a ausência de intermetálicos primários são responsáveis por facilitar a deformação plástica na estrutura da liga Sn-0,5%Ni, aumentando seu nível de ductilidade.

Oct 30, 2017

By Marcos Natan da Silva Lima

O aço com alto manganês tem sido estudado como alternativa mais barata em substituição às ligas de aço mais utilizadas, devido as suas propriedades de resistência, ductilidade e tenacidade. Foi alterada a composição de manganês para teores acima dos teores dos aços Hadfield, visando sua aplicação em temperaturas criogênicas. Foram obtidas ligas de aço com alto teor de Manganês através do processo de fundição. O objetivo é avaliar as alterações provocadas pelo aumento do Manganês no aço fundido. Através do estudo realizado no Thermo-Calc®, as amostras da liga fundida foram submetidas à laminação a quente e posterior tratamento térmico de solubilização a 700 ºC, com o intuito de manter a microestrutura austenítica. As mesmas foram analisadas quanto à microestrutura por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os ensaios de dureza realizados confirmaram a elevada dureza das ligas, bem como a variação entre as ligas no estado fundido e solubilizado.

Oct 30, 2017

By Lucas Ribeiro Ramos

Este trabalho investigou as alterações microestruturais e de dureza em amostras da liga eutética Al-11%Si-5%Ni submetidas ao tratamento por refusão superficial a laser (RSL). Nos tratamentos, foram realizadas seis combinações de parâmetros de velocidade de varredura (V) e potência (P) do laser. As seis trilhas resultantes do processo de refusão a laser foram examinadas por microscopia óptica para verificação da mudança das dimensões das trilhas, por microscopia eletrônica de varredura para averiguação do refino microestrutural e por ensaios de microdureza Vickers para verificação do aumento de dureza. Foi estabelecida uma correlação entre espaçamento dendrítico primário (?1) e microdureza envolvendo resultados do presente experimento RSL e outro envolvendo fundição convencional. A RSL foi eficaz no refinamento da microestrutura, formando dendritas de a-Al e região eutética interdendrítica, obtendo ?1 mínimo de 0,86 µm e elevação da microdureza em até 88% se comparada a microestrutura bruta de fundição.

Oct 30, 2017

By Karina Aparecida Martins Barcelos Gonçalves

A evolução da microestrutura e propriedades mecânicas de dois aços inoxidáveis duplex foram estudadas via microscopia óptica e de varredura, ensaios de dureza e tração. As amostras dos aços inoxidáveis duplex foram laminadas a frio com percentual de 18,50 e 62% para o aço S32304 e 21,52 e 64% para o aço S31803. As amostras com 62 e 64% de redução foram recozidas a uma temperatura de 1055ºC com 20 s de encharque. Os resultados mostraram o efeito da deformação a frio na espessura das lamelas de ferrita e austenita, sendo este mais pronunciado na austenita. O aço inoxidável duplex S31803 apresentou maiores valores para o limite de escoamento e dureza devido ao maior percentual de molibdênio e nitrogênio, elementos que atuam como endurecedores por solução sólida.

Aug 17, 2017

By Raimison Bezerra de Assis

Ferritas são compostos cerâmicos que apresentam propriedades magnéticas, sendo estas dependentes da sua estrutura cristalina. Dentre as ferritas, a do tipo Ni-Zn é uma das mais promissoras, em virtude da microestrutura e das propriedades magnéticas deste material. Este trabalho teve como objetivo analisar a microestrutura e propriedades magnéticas da ferrita Ni-Zn dopada com íons (TR) Sm3+. A ferrita Ni-Zn-Sm foi obtida pelo método dos precursores poliméricos, a partir da dissolução do ácido cítrico, nitrato de ferro, nitrato de níquel, nitrato de zinco, nitrato de samário e etilenoglicol. A resina obtida foi pirolisada a 350°C/2h com taxa de aquecimento de 10°C/min. e calcinada a 650°C/3h com taxa de aquecimento de 10°C/min. O material resultante foi caracterizado por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Os resultados mostraram a formação de fase única da ferrita Ni-Zn-Sm, com partículas aglomeradas e características magnéticas de material macio "soft", com baixa coercividade (0,189 kOe) e magnetização de saturação (47,699 emu/g).

Aug 8, 2018

By Leandro Scheffer Cipriani

A microestrutura e as propriedades mecânicas de um aço de alta resistência submetido a resfriamento rápido empregando equipamentos (Roller Quench e CLC - Continuous On-Line Control), presentes na linha de laminação a quente da Usina de Ipatinga – Usiminas, foram avaliadas nesse estudo. A microestrutura obtida foi composta por bainita e ferrita, com frações desses constituintes variando em função do equipamento utilizado. Devido a essa diferença, os valores de limite de escoamento e de resistência foram maiores no aço submetido a resfriamento via CLC. O resfriamento imposto via Roller Quench propiciou ao aço uma maior tenacidade, medida pela energia absorvida em ensaio de impacto Charpy.

Oct 30, 2017

By Leandro Brunholi Ramos

As superligas de níquel apresentam boa combinação de resistência à corrosão e à oxidação, resistência mecânica, resistência à fadiga e à fluência, além de conseguirem operar em temperaturas elevadas, mantendo tais propriedades. A liga Inconel 625 vem sendo estudada como revestimentos, obtidos por cladeamento ou aspersão térmica, para tubos de aços ao carbono utilizados nas indústrias de petróleo e gás. Esses tubos poderão ser unidos pela técnica de soldagem, quando então se obtém uma junta Inconel-Inconel, e isso pode acarretar modificações nas propriedades dessas superligas. O presente trabalho objetiva obter uma junta soldada da liga Inconel 625 empregandose o processo de soldagem a arco utilizando eletrodo revestido Ni-Cr-Mo 3 e caracterizar o cordão de solda quanto à microestrutura, à dureza e à corrosão. A microestrutura foi avaliada por microscopia óptica; para dureza foi realizado perfil de microdureza Vickers ao longo da junta soldada; quanto à corrosão foram realizadas curvas potenciodinâmicas em três diferentes soluções: 3,5% NaCl, 3,5% NaCl + 0,01M Na2S2O3 e 3,5% NaCl + 1N H2SO4. Os resultados obtidos mostraram que a zona fundida tem microestrutura dendrítica, sendo a zona afetada pelo calor de aproximadamente 1,2 mm de extensão. A solda não alterou significativamente as propriedades de corrosão e dureza.

Aug 17, 2017

By Bruno Deves Flores, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Eduardo Osório, Anderson Azevedo Agra, Antônio Cezar Faria Vilella, Anderson Nicolodi

A microestrutura porosa do coque pode ser definida como a relação espacial entre a matriz carbonosa e seus poros. A formação da microestrutura ocorre durante o processo de carbonização dos carvões coqueificáveis. Portanto, o conhecimento das propriedades que governam a formação da microestrutura torna-se atrativa como uma ferramenta na escolha estratégica de carvões na composição de misturas para produção de coque. Neste trabalho coques laboratoriais foram produzidos por carvões com diferentes propriedades, visando a formação de coques com microestrutura com propriedades microestruturais distintas. A caracterização microestrutural foi realizada a partir de uma ferramenta de microscopia ótica associada a análise de imagens. A partir dos parâmetros obtidos na análise, foi estudado a influência das propriedades dos carvões nos parâmetros analisados. Além disso a convergência com outros modelos (MOF e CBI) foi estudada. Os resultados obtidos mostraram que carvões com estágio plástico desenvolvido e elevado teor de matéria volátil geram coques de alta porosidade e com poros de tamanho excessivo. Carvões ricos em componentes inertes apresentam microestrutura de baixa porosidade, composta de poros pequenos, no entanto, com poros de baixa circularidade. Os carvões com as melhores propriedades (critérios dos modelos MOF e CBI) resultaram nos coques com as microestruturas mais regulares, de baixa porosidade, com pequenos poros e com formatos adequado.

Oct 1, 2019

By Bruno Deves Flores, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Eduardo Osório, Anderson Azevedo Agra, Jamile Guarda, Antônio Cezar Faria Vilela, Anderson Nicolodi

Na literatura são descritos basicamente dois modelos de relações entre resistência mecânica e parâmetros microestruturais: (1) relações entre parâmetros microestruturais médios do coque e índices de ensaios mecânicos e (2) quantificação dos poros mais críticos a resistência mecânica, a partir de determinados critérios que levam em conta o tamanho e a forma dos poros. Nesse trabalho coques laboratoriais produzidos a partir de carvões com propriedades distintas foram caracterizados pela associação das técnicas de microscopia ótica e análise de imagens. Os principais modelos da literatura de relação entre resistência mecânica e parâmetros microestruturais foram avaliados. Foi demonstrado que nenhuma das relações estudadas conseguem descrever o comportamento mecânico de coques produzidos a partir de carvões de alto teor de componentes inertes (>40%). A partir desses resultados duas novas abordagens foram realizadas a fim de obter modelos que contemplem tais coques: (1) introdução de uma nova relação entre resistência mecânica e os parâmetros microestruturais e (2) um novo critério de classificação das regiões derivadas de componentes inertes como críticas a resistência mecânica.

Oct 1, 2019

By Vítor Covre Evangelista da Silva

Esta proposta objetivou desenvolver uma análise teórico/experimental da influência de 2% Ag (em peso) em uma liga de solda Sn-40%Bi solidificada unidirecionalmente em regime transitório de fluxo de calor. Correlações experimentais entre os parâmetros térmicos de solidificação como velocidade de deslocamento da isoterma liquidus - VL, taxa de resfriamento - ?L e parâmetros microestruturais como espaçamentos dendríticos secundários – l2 foram determinados. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia ótica e eletrônica, difração de raios-x, além de fluorescência de raios-x para obtenção dos perfis de macrossegregação dos solutos (Bi, Ag). Para determinação do perfil de dureza foram realizados ensaios de dureza Vickers. As microestruturas brutas de fusão da liga Sn-40%Bi-2%Ag são compostas de dendritas ricas em Sn decoradas com partículas de Bi circundadas por uma mistura eutética (Sn+Bi) e partículas primárias de Ag3Sn. Os parâmetros térmicos decresceram com aumento da camada solidificada, permitindo uma ampla variação: ?L ? 0,1 a 10,0°C/s, VL ? 0,2 a 0,9mm/s e GL ? 0,4 a 11,0°C/mm. O teor de bismuto não variou significativamente, ao passo que a prata variou de forma efetiva, concentrando-se no início do lingote (até próximo de 35mm). O surgimento de braços dendríticos terciários em 15mm conteve a diminuição da microdureza Vickers, esperada para as posições mais afastadas da interface metal/molde.

Aug 16, 2017

By F. -U. Schneider, F. Wellenkamp

Based on previous investigations of ultrafine comminution in planetary ball mills, a new centrifugal mill has been developed which permits similar high stress conditions. Because this new type of mill is equipped with an immobile chamber, devices for measuring energy, for cooling the milling vessel, as well as, in continuous operation, for material feed and discharge can be more easily attached than to planetary ball mills. Observations of particle behaviour have shown that, in the case of dry grinding, most of the material is found on the mill walls even after short grinding times. Due to the fact that energy dissipation takes place mainly in the zone near the wall, a grinding system which reduces the amount of ball filling required is at an advantage.

Jan 1, 1995

By J. Drzymala, K. L. Wolters, T. Chmielewski, T. D. Wheelock, D. H. Birlingmair

Microflotation tests were conducted with a modified Hallimond tube equipped with a fritted glass disk and magnetic stirrer to determine whether the results would support an equation that predicts a linear relationship between particle size and the reciprocal of particle density in water for a specified flotation recovery in a given time. Data obtained with the tube for either hydrophilic or hydrophobic solids fit the equation satisfactorily. It was also shown that the natural flotability of molybdenite is somewhat less than that of elemental sulphur and that sodium dithionite is a good depressant for sulphurised pyrite. In addition, it was found that the untreated pyrite and galena used in the study were hydrophilic and did not float by particle-bubble attachment.

Jan 4, 1992