Depuis les années 1990, des pays étrangers ont commencé à étudier les technologies de valorisation intelligente des métaux et ont réalisé des avancées théoriques significatives. Des entreprises comme GunsonSortex au Royaume-Uni, Outo-kumpu en Finlande et RTZOreSorters ont développé et produit plus d'une dizaine de types de trieurs photoélectriques et radioactifs industriels, qui ont été appliqués avec succès au tri des métaux non ferreux et des métaux précieux. Cependant, leur prix élevé, leur faible précision de tri et leur capacité de traitement limitée freinent leur diffusion et leur application.
Comparativement aux pays étrangers, la recherche technologique dans ce domaine a débuté relativement tard dans mon pays et son champ d'application est relativement restreint. Vers l'an 2000, quelques machines de tri sont apparues sur le marché intérieur, principalement des trieuses optiques, infrarouges et électriques, utilisées principalement pour le tri des céréales, des produits alimentaires, du thé, des médicaments, des matières premières chimiques, du papier, du verre, des déchets et dans d'autres industries. Cependant, il est impossible de présélectionner et d'éliminer efficacement à l'avance les métaux précieux et rares tels que l'or, les terres rares, le cuivre, le tungstène, le charbon et le minerai de fer faiblement magnétique, notamment les équipements de présélection et d'éjection des déchets à sec.
Actuellement, les mines nationales ne disposent pas d'équipements spéciaux efficaces pour le prétraitement des minerais réfractaires faiblement magnétiques, des minerais de métaux non ferreux, etc. Elles s'appuient principalement sur les méthodes traditionnelles de tri manuel et de séparation magnétique, avec une granulométrie de tri généralement comprise entre 20 et 150 mm. Ces méthodes sont exigeantes et coûteuses. Pour les minéraux présentant de faibles différences d'aspect, de couleur, de brillance, de forme et de densité entre le minerai et les stériles, l'efficacité du tri est faible, la marge d'erreur importante, et certains minéraux sont impossibles à distinguer. La séparation magnétique permet de réduire les résidus de magnétite, mais pour les minerais faiblement magnétiques, les minerais de métaux non ferreux, etc., l'erreur de séparation est importante, l'efficacité est faible et il en résulte un gaspillage considérable de ressources.
La machine de tri par capteur intelligent convient au prétraitement des minerais présentant un taux de dilution élevé du minerai brut et un bon effet de séparation entre la roche environnante et le minerai utile après concassage.
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Abaisser le seuil de rentabilité des mines équivaut à accroître les réserves industrielles de minerai ;
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Réduire le coût des opérations de broyage et de traitement ultérieures ;
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La capacité de traitement du système peut être améliorée à condition que l'équipement de broyage d'origine reste inchangé ;
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L’amélioration de la qualité sélectionnée contribue à stabiliser et à améliorer la qualité des concentrés et à réduire les coûts de fusion ;
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Réduire le stock de résidus à grains fins, réduire les coûts de production et d'entretien des bassins de résidus et améliorer le facteur de sécurité autour de la zone du réservoir.
Prenons l'exemple des mines d'or : actuellement, les ressources aurifères prouvées de mon pays s'élèvent à 15 000 à 20 000 tonnes, ce qui le place au septième rang mondial. Sa production annuelle dépasse 360 tonnes, dont environ 60 % proviennent de gisements d'or naturel, avec une teneur moyenne d'environ 5 %. Les réserves de minerai d'or naturel sont estimées à environ 3 milliards de tonnes. Mon pays est devenu le premier producteur mondial d'or. Cependant, le traitement de l'or y repose encore sur le procédé traditionnel de flottation et de cyanuration du concentré. Il n'existe aucun moyen efficace d'éliminer les résidus avant le concassage et le broyage grossiers. La charge de travail liée au concassage, au broyage et à la flottation est importante, et le coût du traitement demeure élevé. Le taux de pertes minières dépasse 5 %, le taux de récupération après traitement et fusion est d'environ 90 %, le coût du traitement est élevé, le taux de récupération des ressources est faible et l'impact environnemental est insuffisant.
Après un pré-tri par capteurs intelligents, les stériles sélectionnés peuvent représenter 50 à 80 % du minerai brut sélectionné, enrichissant la teneur en or sélectionnée de 3 à 5 fois, et réduisant le nombre de travailleurs dans l'usine de traitement de 15 à 20 %, augmentant de 25 à 30 % la quantité de stériles éliminés et de 10 à 15 % la production de métal.
Les coûts de concassage et de broyage peuvent être réduits de plus de 50 %, le volume de flottation chimique ultérieur peut être réduit de plus de 50 %, l'efficacité de la production est grandement améliorée, la valeur de réutilisation des déchets rocheux est améliorée, les dommages environnementaux sont réduits et les avantages économiques sont grandement améliorés.
La plage de granulométrie du trieur à capteurs intelligents s'étend de 1 mm à 300 mm environ, et le capteur peut identifier jusqu'à 40 000 fragments de minerai par seconde. Le traitement de chaque fragment, de sa détection par le capteur de réception à l'instruction de tri transmise à l'actionneur, ne prend que quelques millisecondes. Le module d'injection effectue une opération en quelques millisecondes également. La capacité de traitement maximale d'une machine peut atteindre 400 tonnes par heure, et la capacité de traitement d'un équipement peut atteindre 3 millions de tonnes par an, ce qui correspond à la capacité d'une mine de moyenne à grande taille.
Les équipements de tri par capteurs intelligents permettent de modifier facilement le logiciel et de prédéfinir les seuils de tri en ligne, et de réagir en temps réel aux fluctuations de la qualité et de la quantité du minerai brut, contrairement aux équipements de tri traditionnels. Dès lors que le minerai brut atteint un certain degré de dissociation lors du concassage, même s'il ne s'agit que de la dissociation de la roche encaissante ou de la gangue, ou que le concentré final est produit directement, cette technologie est principalement utilisée pour divers minerais métalliques (minerai de fer non magnétique ou faiblement magnétique, cuivre, plomb, présélection et traitement des déchets de zinc, nickel, tungstène, molybdène, étain, terres rares, or, etc.), le charbon et les minéraux non métalliques tels que le talc, la fluorite, le carbonate de calcium, la dolomite, la calcite, l'apatite, etc. La quantité de concentré grossier entrant dans le processus suivant est considérablement réduite, et la teneur est améliorée, ce qui permet de réduire considérablement les coûts de broyage et d'enrichissement ultérieurs. L'enrichissement par capteurs intelligents est inégalé par le tri manuel traditionnel, la séparation magnétique et la séparation photoélectrique en termes d'identification. Précision, rapidité de réponse, efficacité de tri et capacité de traitement : le tri par détection intelligente est une application concrète des technologies de détection modernes et des technologies numériques, et constitue désormais l’axe principal de développement de la présélection des minéraux.
Les ressources minérales chinoises sont principalement composées de minerais pauvres, et les capacités de stockage sont importantes. L'élimination anticipée des déchets, l'amélioration de l'efficacité du broyage et du traitement ultérieurs, la réduction des coûts de traitement et la réponse active aux exigences nationales de « mines intelligentes et vertes » constituent une tendance incontournable du développement de l'industrie minière chinoise. Par conséquent, le développement d'équipements de tri intelligents adaptés aux minéraux nationaux est imminent, et les perspectives de marché sont très vastes.
Date de publication : 25 février 2022