Face à la demande pressante de l’industrie minière mondiale pour une faible consommation énergétique et une capacité de production élevée, le concassage et le broyage, maillons clés du traitement des minéraux, influencent directement les coûts de production et l’efficacité des entreprises. Les limitations d’un seul appareil entraînent généralement des problèmes tels qu’un concassage excessif du concasseur et une alimentation inégale du broyeur. Cependant, un système combiné peut améliorer l’efficacité globale grâce à la synergie des processus. Cet article se concentre sur l’optimisation combinée des concasseurs et broyeurs afin de proposer une solution technique viable pour un développement de haute qualité de l’industrie minière.
L’essence du principe de fonctionnement synergétique des concasseurs et des broyeurs réside dans la conception du procédé ” traitement segmenté et avantages complémentaires”. Ce procédé permet de surmonter les limites inhérentes aux équipements individuels en matière de contrôle granulométrique et d’efficacité énergétique. Il exploite les atouts du concasseur pour le traitement des matériaux à haute dureté et à grosses particules, tout en exploitant les capacités de broyage efficaces du broyeur pour les particules fines.
Coup d'oeil rapide
rôle principal des concasseurs et broyeurs
Que sont les concasseurs miniers?
Un concasseur constitue la première étape du traitement minier. Il utilise principalement l’extrusion et l’impact pour traiter efficacement les minerais durs et de grande taille, fournissant ainsi des matières premières qualifiées pour le broyage ultérieur. Sa fonction principale est de réduire la granulométrie du matériau et de libérer les minéraux précieux. En perturbant la structure naturelle du minerai, il sépare initialement les minéraux précieux de la gangue. Il contrôle également l’uniformité granulométrique du produit concassé et évite le sur-broyage. Les équipements courants comprennent les concasseurs à mâchoires, les concasseurs à percussion, les concasseurs à cône, les concasseurs à marteaux et les concasseurs à rouleaux.
Qu’est-ce qu’un broyeur minier?
Un broyeur est le centre de traitement fin du minerai. Il utilise principalement l’action de broyage de billes ou de rouleaux d’acier pour affiner les particules moyennement fines concassées jusqu’à une taille inférieure à 0,074 mm. Sa fonction principale est le broyage ultrafin et la séparation des monomères, ce qui a un impact direct sur le taux de récupération lors des opérations de séparation ultérieures et sur la qualité du produit final. Les équipements de broyage comprennent principalement des broyeurs à boulets et des broyeurs humides, deux équipements essentiels mais qui représentent la plus forte consommation d’énergie dans les opérations minières.
Pourquoi avons-nous besoin de concasseurs et de broyeurs combinés?
1. Complémentarité entre concassage et broyage:
Les concasseurs et les broyeurs ne fonctionnent pas isolément dans le processus de traitement des minéraux; ils forment plutôt un système de concassage-broyage efficace. Le concasseur effectue principalement un concassage grossier et moyen, réduisant le minerai volumineux en particules de granulométrie adaptée au broyage, tandis que les broyeurs assurent un concassage fin et ultrafin, produisant ainsi une poudre répondant aux exigences de valorisation.
De plus, la granulométrie du produit concassé a un impact direct sur l’efficacité du broyage. Si le rendement du concasseur est trop grossier, le broyeur consommera davantage d’énergie pour effectuer le travail qui serait autrement effectué par le concasseur. À l’inverse, si le rendement est trop fin, le concasseur risque de surconcasser, ce qui entraînera une viscosité anormale de la boue dans le broyeur.
2. La logique fondamentale de la réduction d’énergie:
Plus de concassage, moins de broyage est un principe d’économie d’énergie reconnu dans l’industrie minière internationale. Le concassage présente généralement un rendement énergétique élevé, la consommation unitaire d’énergie ne représentant qu’un cinquième de celle du broyage. Cependant, les broyeurs utilisent l’impact et le broyage de billes d’acier, ce qui entraîne des pertes d’énergie plus importantes. Le système synergique optimise la granulométrie du produit final à l’étape de concassage afin de correspondre directement à la granulométrie d’alimentation du broyeur.
Combinaison concasseurs et broyeurs
(1) Concasseur à mâchoires + broyeur à boulets – Une combinaison classique
En général, la combinaison concasseur à mâchoires + broyeur à boulets est la combinaison de concassage et de broyage la plus classique dans l’industrie minière. Son principal avantage réside dans sa grande adaptabilité aux minerais de haute dureté et de grosse granulométrie, ce qui le rend particulièrement adapté au concassage grossier à fin des roches dures (telles que le granit, le minerai de fer et l’or). Le concasseur à mâchoires, grâce à son taux de concassage élevé et à sa structure simple, concasse efficacement le minerai extrait en particules de granulométrie moyenne. Le broyeur à boulets suivant broie ensuite le matériau pour répondre aux exigences des procédés de séparation ultérieurs tels que la flottation et la séparation magnétique.
En production, cet équipement est principalement utilisé dans le traitement des minéraux des grandes mines métallifères, le traitement en profondeur des minerais durs non métalliques, ainsi que le concassage et le rebroyage des blocs de béton pour la valorisation des déchets de construction. Selon les exigences d’efficacité de la production, un système en circuit fermé composé d’un broyeur à boulets et d’un classificateur peut également être configuré.
(2) Combinaisons d’équipements pour roche dure et roche tendre
♦ Concasseurs et broyeurs pour roches dures
Les roches dures ont une dureté Procter & Gamble f > 8, comme le granit, le minerai de cuivre, le minerai de fer, le manganèse, le chrome, l’or, le diamant et le minerai de lithium. Cette combinaison d’équipements exige un taux de concassage élevé et une conception résistante à l’usure. En raison de la résistance à la compression et de la ténacité élevées des roches dures, une configuration de concassage à deux étages combinant un concasseur à mâchoires (pour le concassage grossier) et un concasseur à cône (pour le concassage moyen et fin) est préférable. Le concasseur à mâchoires permet l’alimentation directe de minerais de grande taille, réduisant ainsi le besoin de pré-criblage. Le concasseur à cône utilise le principe du “concassage laminé”, ajustant l’espace entre les cônes mobiles et fixes pour garantir une granulométrie d’alimentation appropriée. Pour le broyage, un broyeur à boulets à haut remplissage avec des billes d’acier à haute teneur en chrome est recommandé pour améliorer le concassage par impact.
♦ Concasseur et broyeur pour roches tendres
Les roches tendres ont une dureté Procter & Gamble f < 4, comme le calcaire, le gypse, le charbon et le sable siliceux. Cette combinaison d’équipements doit privilégier le sur-concassage et le gaspillage d’énergie. La roche tendre présentant une faible dureté, une résistance à la compression inférieure à 50 MPa et une tendance à la mudification, un concassage en une seule étape avec pré-criblage est recommandé. Par exemple, un concasseur à percussion ou à marteau (adapté aux roches tendres cassantes) doit être utilisé pour éviter un concassage excessif et une production excessive de fines. Pour le broyage, on privilégiera les broyeurs verticaux à rouleaux ou les broyeurs Raymond, qui utilisent le principe “broyage + classification par flux d’air” pour contrôler précisément la finesse du produit.
3 conseils pour améliorer l'efficacité
Optimiser la granulométrie du produit et réduire la charge
Tout en garantissant un fonctionnement stable de l’équipement, le concasseur doit se voir confier une charge de broyage maximale. Cela peut être réalisé principalement en ajustant l’espacement des chemises, comme l’espace entre le cône mobile et le cône fixe d’un concasseur à cône. L’ajout d’une étape de concassage fin, comme un concasseur à cône ultra-fin ou un concasseur à percussion, permet également d’optimiser pleinement la granulométrie.
Collaboration des équipements et adaptation des matériaux
Utilisez un système de contrôle intelligent pour ajuster de manière coordonnée les paramètres de fonctionnement du concasseur et du broyeur. Par exemple, un système PLC peut surveiller en temps réel le débit d’alimentation, le courant et la taille de sortie du concasseur, et ajuster simultanément le débit d’alimentation et la concentration de broyage du broyeur. Cela permet d’éviter les blocages à l’avant, l’espace à l’arrière et les fluctuations de charge.
En termes de matériaux, les plaques de mâchoire en acier au manganèse sont idéales pour les concasseurs à mâchoires traitant des roches dures, tandis que les chemises en alliage à haute teneur en chrome sont recommandées pour les broyeurs à boulets. Pour les roches tendres, des chemises composites en caoutchouc associées à des billes en céramique d’alumine sont recommandées.
Améliorer la classification en circuit fermé
Ajouter des équipements de classification à haut rendement, tels que des cribles vibrants, des classificateurs à spirale et des hydrocyclones, aux étapes de concassage et de broyage. L’objectif est de former un cycle en boucle fermée de concassage–criblage–broyage-classification, garantissant ainsi une granulométrie uniforme du matériau entrant dans le broyeur et évitant le sur-concassage et le broyage répété.
Notre combinaison d’équipements de traitement des roches dures privilégie le concassage multi-étages et le broyage à haute résistance à l’usure, généralement composée d’un concasseur à mâchoires, d’un concasseur à cône et d’un broyeur à boulets. Notre combinaison d’équipements de traitement des roches tendres privilégie le concassage mono-étage et le broyage à faible consommation d’énergie, avec un concasseur à percussion/concasseur à marteaux et un broyeur vertical/broyeur Raymond recommandés. De plus, l’efficacité du concassage et du broyage peut être considérablement améliorée grâce à un contrôle granulométrique optimisé, une régulation intelligente et des matériaux de composants résistants à l’usure adaptés.
En fonction des caractéristiques de votre minerai, de vos objectifs de production et de votre budget, contactez-nous pour des solutions professionnelles et personnalisées de concasseurs et de broyeurs afin d’optimiser l’efficacité et la rentabilité de votre usine de traitement des minéraux!