Des images 3D améliorent l’efficacité du processus de flottation

La maîtrise du processus de flottation qui consiste à insuffler dans un mélange constitué du minerai à enrichir, d’eau et de produits chimiques, des bulles d’air auxquelles adhèrent les minéraux, joue un rôle déterminant dans le processus d’enrichissement des minerais. Lorsque les bulles remontent à la surface, une mousse contenant des minéraux se forme et est ensuite récupérée.

« Les usines de concentration de l’industrie minière constituent un domaine majeur. Des problèmes surviennent si la mousse n’est pas en mesure de supporter la charge de particules de minerai qui se sont fixées sur elle ou si des perturbations apparaissent par ailleurs dans l’exploitation. Dans ce cas, le matelas de mousse disparaît et le redémarrage du processus consomme un temps précieux », explique Jukka Hakola, directeur commercial de Numcore Oy.

Grâce aux appareils de mesure de l’entreprise finlandaise Numcore Oy qui, en faisant appel à la tomographie d’impédance, génére en temps réel des images en 3D de l’intérieur des tuyaux et des réservoirs, il est possible de déterminer la taille et le nombre des bulles d’air ainsi que la quantité de matières solides sur le matelas de mousse, à partir des variations de la conductivité électrique.

« Si la teneur en matières solides de la mousse ou la taille des bulles varie et que des matières solides commencent à s’accumuler sous la mousse, cela risque d’entraîner sa solidification ou son effondrement. S’il est possible de prévoir cette situation, on pourra y remédier en modifiant les paramètres d’exploitation. Le fait que cette technologie soit en temps réel est primordial : le système communique en permanence à l’opérateur des données factuelles actualisées sur ce qui se passe dans les cellules de flottation, par exemple à quel endroit les minéraux se déplacent et où se trouve le rebord inférieur du matelas de mousse. « Comme il n’était pas possible auparavant de voir à l’intérieur des réservoirs, le réglage du processus de concentration reposait essentiellement sur des compétences empiriques. L’opérateur pouvant désormais observer le processus à l’intérieur, il est à même de maintenir la composition du mélange en permanence à un niveau optimal », dit Jukka Hakola.

Une utilisation expérimentale dans deux usines de concentration

Selon Jukka Hakola, le simple fait de mesurer n’apporte pas en soi de valeur ajoutée. Il faut que les résultats pilotent l’exploitation. C’est pourquoi l’entreprise a mis au point, en collaborant étroitement avec quelques clients clés, une technologie de mesure se montrant la plus utile possible dans les tâches quotidiennes.

Outotec, qui fournit des usines de concentration des minéraux et des installations métallurgiques dans le monde entier, est un des partenaires privilégiés de Numcore, de même que le laboratoire des technologies minérales du centre de recherche géologique à Outokumpu, en particulier dans la phase initiale des travaux de développement.

« On utilise, à l’heure actuelle, des capteurs dans deux usines de concentration dans lesquelles nous avons pu voir en pratique les facteurs qu’il fallait piloter et la façon dont nous pouvons mettre en évidence les avantages pour le client en les quantifiant. Notre objectif est de parvenir à traiter les problèmes à venir à un stade suffisamment précoce pour que le processus se poursuive sans perturbation. »

La technologie de mesure de Numcore est utilisée à titre expérimental, notamment à la mine de cuivre et de zinc de la société Inmet Pyhäsalmi Mine Oy à Pyhäsalmi. Selon le responsable de l’usine de concentration de la mine, Seppo Lähteenmäki, le système a fourni des données précises sur le statut du matelas de mousse et il a fonctionné de façon fiable.

« Nous avons eu l’appareil à l’essai pendant quelques mois et il a été incontestablement utile pour les utilisateurs qui avaient reçu une formation à l’utilisation du système et ont suivi activement les données produites par celui-ci. Il semble apporter suffisamment d’avantages pour que nous considérions sérieusement l’acquérir après la phase d’essai », dit Seppo Lähteenmäki.

Apport de la modélisation mathématique

Selon le diamètre du tuyau ou du réservoir, l’instrument de mesure mis au point par Numcore prendra la forme d’un capteur de débit ou d’un capteur tige à installer séparément dans les réservoirs et tuyaux de gros gabarit.

En alimentant les électrodes du capteur en courant alternatif basse intensité, il est possible de mesurer les différences de conductivité électrique des phases, par exemple pour les liquides, à l’intérieur des réservoirs, car la conductivité varie selon les substances. Il faudra toutefois un calcul d’inversion, domaine constituant le cœur de métier de Numcore, pour obtenir l’image proprement dite.

« Le capteur de débit CoreApus est adapté à l’analyse des matières se déplaçant à l’intérieur de tuyaux de moins de 1 m de diamètre. Comme les réservoirs des usines de concentration ont généralement une taille supérieure, nous avons mis au point le capteur tige CoreHydra. À l’aide de plusieurs capteurs, il est possible de réaliser des analyses dans un réservoir ou une cellule de très grosse taille », explique Jukka Hakola.

Les deux techniques permettent de mesurer, de façon précise, les interfaces des liquides et des matières solides, mais CoreApus est aussi adapté à l’imagerie des liquides s’écoulant à grande vitesse, par exemple dans les installations de l’industrie papetière.

« La différence la plus importante par rapport à la situation précédente est qu’il est maintenant possible d’analyser la cause et les modalités de ce qui se produit dans le processus et la façon dont on pourra prévenir les événements, le cas échéant. Nous avons privilégié la convivialité de l’équipement, permettant ainsi de procéder aux mesures correctrices sur place et en temps réel, et non par exemple sur la base d’échantillons analysés en laboratoire ».  »  fgdf  f v «  vvvhhhjhjh