Dans une usine de traitement des minerais, l'étape de broyage représente un circuit majeur, caractérisé par des investissements importants et une forte consommation d'énergie. Cette étape contrôle la granulométrie tout au long du processus de traitement, influençant fortement le taux de récupération et le rendement. Par conséquent, réduire les coûts et améliorer la productivité tout en maintenant une finesse de broyage donnée constitue un enjeu crucial.
Il existe deux types de broyage : le broyage en circuit ouvert et le broyage en circuit fermé. Quelles sont les spécificités de ces deux procédés ? Lequel permet d’optimiser l’utilisation des ressources et d’améliorer la cadence de production ? Nous répondrons à ces questions dans les paragraphes suivants.
Les spécificités de deux méthodes de broyage
Le broyage en circuit ouvert consiste à introduire le matériau dans le broyeur, puis à le décharger après broyage, directement dans le broyeur suivant ou pour le processus suivant.
Le broyage en circuit ouvert présente l'avantage d'un processus de fabrication simple et d'un coût d'investissement réduit. Ses inconvénients résident dans une cadence de production plus faible et une consommation d'énergie importante.
Le broyage en circuit fermé consiste à introduire le matériau dans le broyeur pour classification après un premier broyage, puis à renvoyer le minerai non conforme au broyeur pour un nouveau broyage, tandis que le minerai conforme est envoyé à l'étape suivante.
Les principaux avantages du broyage en circuit fermé sont un rendement de broyage élevé et une meilleure qualité de production. À volume de production égal, le broyage en circuit fermé offre un débit supérieur. Cependant, son principal inconvénient réside dans la complexité accrue du processus de production et son coût plus élevé que celui du broyage en circuit ouvert.
Les matériaux non conformes sont broyés à plusieurs reprises en circuit fermé jusqu'à l'obtention d'une granulométrie conforme. Ce broyage permet d'introduire davantage de minéraux dans l'équipement, optimisant ainsi l'utilisation de l'énergie du broyeur à boulets et améliorant son rendement, et par conséquent sa productivité.
L'équipement de deux voies de broyage
Lors du choix d'un broyeur, le broyeur à boulets ne permet pas un contrôle précis de la granulométrie. Le drainage du minerai contient des grains fins conformes et des grains grossiers non conformes, ce qui le rend inadapté au broyage en circuit ouvert. Le broyeur à barres, quant à lui, fonctionne différemment : les barres d'acier entre les blocs épais provoquent leur rupture, puis leur mouvement ascendant crée un maillage permettant le passage des particules fines. Ainsi, le broyeur à barres offre un contrôle précis de la granulométrie et peut être utilisé comme broyeur en circuit ouvert.
Bien que le broyeur à boulets ne permette pas de contrôler directement la granulométrie, celle-ci peut être maîtrisée grâce à l'équipement de classification. Le broyeur déverse le minerai dans cet équipement. Les particules fines conformes passent à l'étape suivante après un cycle de broyage-classification. Ainsi, dans un broyeur en circuit fermé, les particules grossières non conformes peuvent transiter plusieurs fois par le broyeur avant d'être broyées à la granulométrie requise pour être évacuées par l'équipement de classification. Le choix de l'équipement de broyage utilisable pour le broyage en circuit fermé est quasiment illimité.
L'application des deux modes de broyage
Les exigences en matière de finesse de broyage varient selon le type de minéral, ses caractéristiques et les exigences du processus de traitement. De même, l'état des matériaux, pour atteindre le degré de dissociation approprié, diffère selon leur composition.
En broyage en circuit fermé, les matériaux renvoyés à l'équipement de broyage sont presque entièrement conformes aux normes. Un léger broyage supplémentaire suffit pour obtenir un produit conforme. De plus, l'augmentation de la quantité de matériaux dans le broyeur accélère leur passage et réduit le temps de broyage. Le broyage en circuit fermé se caractérise donc par une productivité élevée, un faible surbroyage et une granulométrie fine et homogène. De manière générale, les installations de flottation et de séparation magnétique utilisent majoritairement le broyage en circuit fermé.
Le broyage en circuit ouvert convient à la première étape de broyage. Le matériau sortant d'une section du broyeur à barres est acheminé vers d'autres équipements de broyage où il est ensuite finement broyé. Ainsi, la première section du broyeur à barres présente un taux de broyage plus faible et une capacité de production plus élevée, et le procédé est relativement simple.
En résumé, le choix du mode de broyage s'avère relativement complexe et nécessite de prendre en compte de nombreux aspects tels que les propriétés des matériaux, les coûts d'investissement et les procédés technologiques. Il est conseillé aux exploitants miniers de consulter des fabricants d'équipements de traitement qualifiés en conception minière afin d'éviter des pertes économiques.
Date de publication : 6 avril 2020