Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La fragmentation des minerais métalliques regroupe les opérations de concassage et de broyage. Elles ont pour objectif de libérer les espèces minérales constitutives du matériau polycristallin, afin d’effectuer des séparations visant à obtenir un concentré marchand, un métal ou un composé métallique. La fragmentation est une opération si coûteuse en investissement, en énergie et en maintenance, que ces postes peuvent conditionner le choix et l’assemblage des appareils et/ou mettre en cause la pertinence même de la mise en œuvre.
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Metallic ore fragmentation includes crushing and grinding operations. The objective is to release the constituent mineral species of polycrystalline material in order to perform separations aimed at obtaining a marketable concentrate, a metal or a metallic compound. Fragmentation is such a costly operation in terms of investment, energy and maintenance as to influence the choice and assembly of equipment and/or even put into question the relevance of its implementation.
Auteur(s)
-
Pierre BLAZY : Professeur honoraire - Ancien Directeur de l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)
-
El-Aïd JDID : Docteur ès Sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM) - INPL-CNRS UMR 7569
-
Jacques YVON : Docteur ès Sciences - Professeur à l’ENSG, Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL) - Directeur du Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM), - INPL-CNRS UMR 7569
INTRODUCTION
La fragmentation est une opération si coûteuse en investissement, en énergie et en maintenance, que ces postes peuvent conditionner le choix et l’assemblage des appareils et/ou mettre en cause la pertinence même de la mise en œuvre.
En fragmentation, la réduction de la consommation énergétique n’est pas le seul but à rechercher ; d’autres objectifs sont aussi importants :
-
la répartition granulaire, largement influencée par le type mais aussi par la précision de coupure du séparateur (ou système de classification) associé à l’appareil de fragmentation ; le séparateur consomme aussi de l’énergie et cette consommation est inversement proportionnelle au carré de la dimension de coupure ; cependant, certains types d’appareils conduisent à des produits dont les distributions granulaires sont assez étroites ;
-
la maille de libération ; lorsqu’il s’agit de minerais, on cherche à libérer au moins une espèce minérale dans des conditions compatibles avec les opérations de concentration ; la sélectivité pouvant être imparfaite, on peut préparer un préconcentré qui, lui-même, sera rebroyé et soumis à une autre opération séparative ; cette séquence présente l’avantage de n’effectuer le broyage fin que sur une quantité réduite de matière, ce qui limite la dépense énergétique et la proportion des particules ultrafines, dont la gestion est toujours délicate ;
-
la morphologie des grains, fonction du mode de fragmentation ; cet aspect conditionne, d’une façon générale, la rhéologie des poudres et des pulpes ;
-
la réactivité de surface ; on évoque le plus souvent la tendance à l’amorphisation qui est associée à l’augmentation de la solubilité ; on doit aussi mentionner une variation de l’affinité de l’unité d’aire pour certains adsorbants : augmentation ou diminution, selon les cas.
Pour plus de renseignements sur les aspects théoriques et technologiques de la fragmentation, le lecteur consultera les dossiers Fragmentation- Aspects théoriques et Fragmentation- Technologie.
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Caractérisation des matériaux
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5. Estimation des coûts d’investissement et de fonctionnement
5.1 Coûts d’investissement
Deux méthodes sont possibles, l’une analytique faisant intervenir le coût de chaque équipement et l’autre comparative globale fondée sur le coût d’un atelier existant de capacité connue.
-
La première méthode, qui est une méthode anglo-saxonne très générale, applicable à tous les traitements industriels, fait intervenir tous les coûts relatifs aux divers équipements et un facteur fi issu des données statistiques. Pour les ateliers de fragmentation, aussi bien de concassage que de broyage, à la suite de sujétions et de contraintes spécifiques de l’industrie minière, la valeur moyenne du facteur fi est de l’ordre de 3,2. Le coût d’investissement C suit la relation :
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avec :
- Ci :
- coût de l’équipement i
- p :
- nombre d’équipements de l’atelier.
-
La deuxième méthode fait intervenir le facteur d’échelle n. Si C 1 est l’investissement connu d’un atelier 1 de capacité Q 1 , le coût d’investissement inconnu C 2 du nouvel atelier 2 de capacité Q 2 est donné par la relation :
C2 = (Q2 /Q1)nC1La valeur de n est comprise entre 0,6 et 0,7 et l’on utilise usuellement 2/3. Il est évident que cette méthode comparative globale n’est applicable que pour des circuits de concassage-broyage types, similaires ou très voisins.
Les coûts d’investissement de différents appareils de fragmentation sont consignés dans les tableaux A à I en .
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Estimation des coûts d’investissement et de fonctionnement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BLAZY (P.), YVON (J.), JDID (E.A.) - Fragmentation. - Aspects théoriques Fragmentation- Aspects théoriques. Bases documentaires « Opérations unitaires – Génie de la réaction chimique » (2006).
-
(2) - BLAZY (P.), JDID (E.A.), YVON (J.) - Fragmentation. - Technologie Fragmentation- Technologie. Bases documentaires « Opérations unitaires – Génie de la réaction chimique » (2006).
-
(3) - BLAZY (P.), JOUSSEMET (R.) - Concentration par gravité. - Différentes technologiesConcentration par gravité- Différentes technologies. Bases documentaires « Opérations unitaires – Génie de la réaction chimique » (2005).
-
(4) - BLANC (E.C.) - Technologie des appareils de fragmentation et de classement dimensionnel. - Tome 1 : Concasseurs et granulateurs, Éditions Eyrolles (1974).
-
(5) - BARRATT (D.J.), SHERMAN (M.) - Selection and sizing of autogenous and semi-autogenous mills. - In « Mineral Processing Plant Design. Practice...
ANNEXES
-
Coûts d’investissement
Les tableaux à donnent le coût d’investissement moyen des différents types de concasseurs et de broyeurs.
-
Coûts de fonctionnement
Le tableau donne la consommation énergétique moyenne des concasseurs à mâchoires et à cônes.
Le tableau est un exemple de la part de la fragmentation dans l’ensemble des frais de fonctionnement des installations de concentration dans l’industrie minière.
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