Comment parvenir à un traitement efficace et durable du cuivre dans un monde où le minerai de cuivre à faible teneur représente plus de 60 % de la production et où les réglementations environnementales sont de plus en plus strictes? Le cuivre, élément vital de l’industrie moderne, est à la base de tout, des véhicules électriques à l’énergie éolienne en passant par les équipements électroniques. Cependant, la forte consommation d’énergie et la pollution associées aux méthodes d’extraction traditionnelles prennent de plus en plus d’importance. Face à la forte demande mondiale d’énergie verte et de ressources durables, les technologies de traitement du cuivre telles que la séparation par gravité, la flottation, la lixiviation et la récupération des résidus font l’objet de mises à niveau révolutionnaires.
Un aperçu approfondi des quatre technologies clés du traitement des minerais de cuivre: des améliorations intelligentes des équipements de séparation gravimétrique permettent une présélection efficace des minéraux à gros grains. Les agents de flottation réduisent la toxicité tout en augmentant la récupération du cuivre. La technologie de lixiviation raccourcit le cycle de traitement des minerais à faible teneur. Enfin, les technologies de remplissage des pâtes de résidus et d’utilisation des ressources favorisent le développement de mines “zéro émission”.
Coup d'œil rapide
Dernière technologie de traitement des minéraux de cuivre
1. Amélioration des procédés de séparation gravimétrique
La séparation gravimétrique est l’une des plus anciennes méthodes de séparation des minéraux. Elle utilise la gravité pour séparer naturellement des minéraux de densités variables, permettant ainsi un enrichissement initial du minerai de cuivre. Cette méthode est particulièrement adaptée à la séparation des minéraux grossiers, tels que les minerais de sulfure de cuivre et les minerais de cuivre natif. Comparée à la flottation et à la lixiviation, la séparation gravimétrique ne nécessite pas de produits chimiques, ce qui réduit son impact environnemental. Cependant, sa précision de séparation est moindre et elle est généralement utilisée comme procédé de pré-séparation ou de dégrossissage.
- Intégrés à des systèmes de surveillance par IA, les concentrateurs à spirale modernes peuvent ajuster leur vitesse et leur inclinaison en temps réel, s’adaptant ainsi dynamiquement aux différentes propriétés minérales et améliorant la stabilité de la séparation et la teneur du concentré de cuivre.
- Le principal avantage de la technologie de séparation gravimétrique réside dans son efficacité énergétique et son respect de l’environnement, l’absence de réactifs chimiques nocifs et ses faibles coûts d’exploitation. Cependant, son taux de récupération des particules fines (en particulier les minéraux de cuivre < 0,074 mm) reste relativement faible, nécessitant une intégration avec des procédés de flottation ou de lixiviation pour remédier à cette lacune.
2. Flottation efficace et intelligente
Des agents chimiques sont utilisés pour rendre les minéraux de cuivre hydrophobes et les séparer par adsorption de bulles. La flottation de cuivre, un procédé essentiel du traitement du minerai, exploite les différences de propriétés physiques et chimiques des surfaces minérales. Des collecteurs, des agents moussants et des agents de conditionnement sont ajoutés à la boue pour que les minéraux de cuivre ciblés adhèrent à la surface des bulles et flottent vers le haut, les séparant ainsi des minéraux de gangue. Cette technologie est adaptée à la récupération des minéraux de cuivre contenus dans des minerais interstratifiés à grains fins et est particulièrement efficace pour la séparation des minerais sulfurés de cuivre.
- Les systèmes de contrôle de la flottation basés sur l’apprentissage automatique analysent en temps réel des données telles que les caractéristiques de la boue et la taille des bulles afin d’ajuster dynamiquement le dosage des réactifs et le taux d’aération.
- Les collecteurs biodégradables (tels que les acides gras d’origine végétale) remplacent progressivement les agents toxiques traditionnels, maintenant une excellente sélectivité tout en réduisant considérablement la pression sur le traitement des eaux usées des résidus.
Comparées aux machines de flottation mécaniques traditionnelles, les colonnes de flottation offrent des temps de séjour des boues plus longs et une couche de mousse plus stable, augmentant la teneur du concentré de cuivre de 5 à 8 %, ce qui les rend particulièrement adaptées à la production de concentrés de haute qualité.
Malgré des avancées technologiques significatives, le coût des réactifs de flottation représente encore 30 à 40 % des coûts de traitement des minéraux, et certains inhibiteurs contiennent des métaux lourds. Il est donc nécessaire de développer des réactifs écologiques, biodégradables et peu coûteux, et d’augmenter les taux de recyclage des réactifs.
3. Procédé de lixiviation innovant
La technologie de lixiviation est une solution très efficace pour les minerais difficiles à traiter et à faible teneur, notamment les minerais de cuivre à faible teneur (teneur en cuivre de 0,2 à 0,5 %), difficiles à récupérer économiquement par les méthodes traditionnelles. Des solvants acides ou alcalins réagissent chimiquement avec le minerai de cuivre, transférant les ions cuivre en solution. Le cuivre métallique est ensuite récupéré par des procédés ultérieurs tels que l’extraction et l’électro-extraction. Cette technologie évite l’étape d’enrichissement, simplifiant ainsi considérablement le processus. La lixiviation offre des avantages uniques pour les minerais de cuivre complexes et difficiles à traiter, ainsi que pour le cuivre résiduel dans les résidus, réduisant les coûts d’exploitation de 30 à 50 % par rapport à l’enrichissement traditionnel.
- La technologie moderne de lixiviation en tas améliore considérablement la perméabilité du lixiviat et les taux de récupération grâce à la disposition en couches du minerai et au contrôle précis du système de pulvérisation.
- La “lixiviation biologique en tas”, qui intègre des micro-organismes tels que les bactéries oxydant le fer, peut raccourcir le cycle de lixiviation des minerais de sulfure de cuivre de plusieurs mois à quelques semaines, augmentant ainsi les rendements de lixiviation du cuivre de plus de 25 %. Le processus de lixiviation moderne adopte une technologie de précipitation par neutralisation et de séparation membranaire en plusieurs étapes, ce qui peut augmenter le taux de réutilisation des eaux usées à plus de 95 %, réduire le rejet d’eaux usées acides et se conformer à l’environnement de production respectueux de l’environnement.
4. Récupération efficace des résidus
Les résidus miniers de cuivre contiennent généralement entre 0,05 % et 0,3 % de cuivre récupérable. Cette “ressource gaspillée” est souvent négligée dans le traitement traditionnel. Une récupération efficace des résidus génère non seulement des avantages économiques supplémentaires (récupération de minéraux précieux), mais surtout, réduit considérablement le risque d’accumulation de résidus et de pollution par les métaux lourds. Selon les statistiques, un traitement approprié des résidus peut réduire de plus de 70 % la probabilité de pollution des eaux et des sols autour des zones minières, ce qui est essentiel à la pérennité des activités des sociétés minières.
- Évacuation des résidus secs: Grâce à des équipements d’assèchement à haut rendement, tels qu’un tamis d’assèchement + filtre-presse + épaississeur, la teneur en humidité des résidus est réduite à moins de 15 %, puis stockée à sec. Comparée à une évacuation humide traditionnelle, cette méthode permet d’économiser 50 % de la consommation d’eau et d’éliminer totalement le risque de rupture des digues à résidus.
- Retraitement des résidus: Grâce à un séparateur magnétique à gradient élevé, les résidus peuvent récupérer efficacement les minéraux de cuivre magnétiques à grains fins, réduisant ainsi la teneur en cuivre à moins de 0,03 %. Le procédé de « retraitement des résidus par flottation » optimise la formule du réactif pour récupérer efficacement les particules d’oxyde de cuivre initialement rejetées.
La transformation intelligente de la technologie de séparation gravimétrique permet la récupération des minerais à faible teneur. Les nouveaux systèmes de réactifs de flottation réduisent considérablement les risques de pollution environnementale. La biolixiviation transforme les minerais résiduaires en trésors, et des solutions innovantes de traitement des résidus maximisent l’utilisation des ressources.
Pour les minerais sulfurés de cuivre à haute teneur, un procédé combiné de flottation et de contrôle intelligent est préférable. Pour les minerais d’oxyde de cuivre à faible teneur ou les minerais sulfurés secondaires, la biolixiviation en tas peut être envisagée. Les minerais polymétalliques complexes nécessitent un procédé combiné de “pré-enrichissement par séparation gravimétrique – séparation par flottation – extraction des résidus de lixiviation“. JXSC propose diverses solutions personnalisées de traitement des minéraux. Contactez-nous pour obtenir une liste complète et économique des équipements et la conception de votre procédé!