Dans l’industrie minière et de traitement des minéraux, la manutention ou le prétraitement du minerai peut représenter de 30 à 60 % du prix total des matières premières livrées. Ces opérations englobent généralement le transport, le stockage, l’alimentation et le lavage du minerai avant ou pendant ses différentes étapes de traitement à l’usine de traitement.
La valeur des minéraux étant liée à leur qualité, l’argile et d’autres matières nocives doivent être éliminées à l’usine de traitement avant les étapes suivantes.
Le minerai entrant dans l’usine de traitement depuis la mine (minerai brut) contient généralement une faible proportion de matières potentiellement dangereuses pour les équipements et les procédés de l’usine. Par exemple,
- Lors du concassage, les gros morceaux de fer et d’acier détachés des machines minières peuvent bloquer les concasseurs et même les endommager.
- Au traitement par flottation, le bois constitue un problème majeur : broyé en une fine pâte, il provoque le colmatage ou l’obstruction des tamis, etc. Il peut également obstruer les orifices des cellules de flottation, consommer les réactifs par absorption et se décomposer en libérant des dépresseurs qui rendent les minéraux précieux non flottables.
- Les argiles et les boues adhérant au minerai sont également nuisibles car elles entravent le criblage, la filtration et l’épaississement, et consomment là encore de précieux réactifs de flottation.
Il est donc impératif d’éliminer autant que possible ces impuretés dès les premières étapes du traitement. Le tri manuel sur les convoyeurs a perdu de son importance avec le développement des méthodes mécanisées de traitement de gros tonnages, mais il reste pratiqué lorsque la main-d’œuvre est abondante et bon marché, comme chez les mineurs artisanaux ou à petite échelle.
Méthodes D’élimination Du Fer Et De L’acier
Les concasseurs peuvent être protégés des gros morceaux de fer et d’acier “parasites” par des électroaimants suspendus au-dessus des convoyeurs. Ces puissants électroaimants peuvent saisir les gros morceaux de fer et d’acier qui défilent sur le convoyeur et, à intervalles réguliers, être écartés de celui-ci et déchargés. Cependant, les aimants de protection ne permettent pas d’éliminer le fer parasite des minerais magnétiques, tels que ceux contenant de la magnétite, ni les métaux non ferreux ou les aciers non magnétiques présents dans le minerai.
Les détecteurs de métaux, qui mesurent la conductivité électrique du matériau transporté, peuvent être installés sur ou autour des convoyeurs. La conductivité électrique des minerais étant bien inférieure à celle des métaux, les fluctuations de conductivité du matériau transporté peuvent être détectées en mesurant la variation du champ électromagnétique induite par la présence de métaux étrangers. Lorsqu’un objet métallique déclenche l’alarme, le convoyeur s’arrête automatiquement et l’objet peut être retiré.
Pour les minerais non magnétiques, il est avantageux de placer un aimant de protection puissant en amont du détecteur de métaux afin d’éliminer les métaux ferromagnétiques étrangers et ainsi minimiser les arrêts du convoyeur.
Méthodes d’élimination du bois lors du traitement par flottation
Les gros morceaux de bois, aplatis par le passage dans un concasseur primaire, peuvent être éliminés en faisant passer le minerai sur un crible vibrant scalpeur.
Le principe de fonctionnement est simple mais efficace : les ouvertures du crible sont légèrement plus grandes que la taille maximale des particules à la sortie du concasseur, permettant ainsi au minerai de passer à travers et aux particules de bois aplaties de remonter sur le crible et d’être collectées séparément.
On peut éliminer davantage de bois de la pulpe issue des broyeurs en la faisant passer à travers un tamis fin. Là encore, tandis que les particules de minerai traversent les ouvertures du tamis, le bois s’accumule sur celui-ci et peut être retiré périodiquement.
Utilisez le lavage pour éliminer les particules très fines/nocives
Le lavage du minerai brut peut faciliter le tri en éliminant les impuretés qui masquent la surface des particules. Cependant, il est plus important d’éliminer les particules très fines, ou boues, de faible ou sans valeur. Le lavage est généralement effectué après le concassage primaire, car le minerai a alors une granulométrie adaptée au passage sur les cribles de lavage. Il doit toujours précéder le concassage secondaire, car les boues perturbent fortement cette étape.
Le minerai est acheminé à travers des jets d’eau à haute pression sur des cribles vibrants. Les ouvertures de ces cribles sont généralement de taille similaire à celle des particules alimentant les broyeurs, ce dont la raison apparaîtra plus loin. Dans le circuit illustré ci-dessus, le matériau passant à travers le crible, c’est-à-dire le minerai lavé, est transporté vers les concasseurs secondaires. Le matériau passant à travers les cribles est classé en fractions grossières et fines par un classificateur mécanique, un hydrocyclone, ou les deux. Il peut être avantageux d’effectuer un premier classement dans un classificateur mécanique, car celui-ci est plus apte à lisser les fluctuations de débit que l’hydrocyclone et mieux adapté au traitement des matériaux grossiers.
Le produit grossier issu du classificateur, appelé “sables de lavage”, est soit directement acheminé vers les broyeurs, soit déshydraté sur des cribles vibrants avant d’être stocké dans l’usine. Une charge considérable est ainsi allégée de la section de concassage à sec. Le produit fin issu du classement, c’est-à-dire les « boues », peut être partiellement déshydraté dans des bassins de décantation peu profonds et de grand diamètre appelés épaississeurs. La pâte épaissie est ensuite pompée vers un site d’élimination des résidus ou, si elle contient des valeurs, directement vers l’unité de concentration, allégeant ainsi la section de broyage.
Dans le schéma de procédé présenté, les trop-pleins de l’épaississeur alimentent les buses de lavage haute pression. Cette méthode de conservation de l’eau est courante dans la plupart des usines. La pâte de bois peut à nouveau poser problème dans ce circuit, car elle a tendance à flotter dans l’épaississeur et à obstruer les buses de lavage à l’eau si elle n’est pas retenue sur un tamis fin.
Ces impuretés peuvent parfois être éliminées par lavage, mais il arrive qu’une méthode plus intensive soit nécessaire pour les débarrasser des matières nocives.
Utilisez le lavage pour produire un produit minéral de haute qualité, exempt de limon
Dans certains cas, le lavage seul ne suffit pas à éliminer les substances nocives. Un lavage ou un traitement supplémentaire est alors nécessaire pour les libérer des produits minéraux.
Le lavage est un procédé plus intensif et énergivore que le lavage. Lors du lavage, les minéraux sont libérés, ou séparés, des substances nocives par agitation dans l’eau, puis évacués abondamment vers un bassin de décantation ou une station d’épuration.
En conclusion
Avec le développement de la métallurgie moderne et des procédés de traitement des minerais, les opérations de manutention du minerai sont de plus en plus sophistiquées. Les matières nocives nuisent au traitement ultérieur des minéraux et engendrent de nombreux problèmes, voire une perte de rentabilité. Par conséquent, les granulats et minéraux recherchés doivent être propres et exempts d’impuretés susceptibles d’affecter leurs performances. La manutention et le prétraitement des minerais sont ainsi devenus des étapes de plus en plus cruciales du traitement des minéraux.