Le concassage et le broyage sont des éléments essentiels des procédés d’enrichissement du minerai. Le broyage, une étape clé du prétraitement, vise à obtenir une libération suffisante ou substantielle des composants précieux dans les minerais pour faciliter la séparation ultérieure. Dans les procédés de flottation, les indicateurs de valorisation (par exemple, la qualité du concentré et le taux de récupération) dépendent en grande partie de la finesse du broyage et de la libération des monomères. Une grossièreté Excessive empêche les minéraux ciblés de se libérer, tandis qu’un broyage excessif conduit à la formation de boue, détériore l’efficacité de la séparation et augmente la consommation d’énergie. Par conséquent, le contrôle efficace de la finesse de broyage est essentiel pour optimiser les performances d’enrichissement et les résultats économiques.

Sous l’approfondissement " double Carbon" La stratégie, la conservation de l’énergie et la réduction des émissions sont devenues vitales pour le développement durable des industries minières. Le broyage représente environ 50% de la consommation d’énergie dans les installations d’enrichissement, ce qui en fait un objectif primordial pour réduire les coûts et l’empreinte carbone. Des études récentes indiquent que le remplacement des billes en acier dans les usines par des billes en céramique peut réduire considérablement la consommation de médias de broyage et la consommation d’énergie.

Pour répondre aux demandes urgentes de réduction des coûts et d’efficacité énergétique, une usine de laitier convertisseur à Daye Noranda a exploré des solutions innovantes. Cette étude examine le remplacement des billes en acier par des billes en céramique dans les aciéries verticales, en évaluant les impacts sur l’efficacité du meulage, l’efficacité subséquente de la séparation, la consommation de réactifs et la consommation d’énergie, fournissant ainsi des informations sur les pratiques d’économie d’énergie.

1. Section expérimentale

1.1 caractéristiques de l’échantillon

L’échantillon était constitué de laitier de convertisseur de Daye Noranda. Des échantillons de blocs représentatifs ont été polis et analysés au moyen de la microscopie électronique à balayage (meb) afin de déterminer la composition et la dissémination des minéraux (Figure 1). Les échantillons restants ont été broyés, tamisés à 2 mm, homogénéisés et soumis à une analyse chimique à éléments multiples (tableau 1).

La Figure 1 montre que le cuivre métallique et les sulfures de cuivre sont les principaux minéraux contenant du cuivre, avec des quantités mineures d’autres minéraux du cuivre. Les minéraux de la Gangue comprennent la magnétite, la fayalite, la matrice de verre et de petites quantités de ferrite de calcium et de quartz. Le cuivre métallique et la chalcocite sont incorporés dans la fayalite. Le tableau 1 montre que le cuivre, le plomb et le zinc sont des composants précieux. Cependant, seule la récupération du cuivre a été prise en compte dans les expériences ultérieures.

1.2 procédure expérimentale

Des essais de meulage en laboratoire ont été effectués à l’aide d’un broyeur à billes coniques de 240lires de 90mm. Chaque test utilisait 1 kg d’échantillon, divisé en 6 groupes avec trois essais parallèles par groupe (18 essais au total). Les paramètres de broyage comprenaient 80% de densité de la pâte, 15 min pour le broyage primaire et 20 min pour le broyage secondaire. Les billes en céramique ont remplacé les billes en acier par un volume égal. Les produits de meulage ont été analysés pour des teneurs de -0,074 mm et -0,045 mm.

Les essais industriels ont consisté à remplacer une partie de billes en acier par des billes en céramique dans un broyeur vertical (modèle CSM-300, masse totale de billes: 42 t).

• Phase 1 (du 5 au 29 avril): base avec des billes en acier à 100%.

• Phase 2 (11-28 mai): 14% des billes d’acier sont remplacées par des billes en céramique.

• Phase 3 (10-28 juin): 38% des billes d’acier remplacées par des billes de céramique.

La consommation quotidienne d’énergie, l’utilisation de réactifs et la qualité des concentrés de cuivre et des résidus miniers ont été surveillées.

2. Résultats et Discussion

2.1 analyse de libération des minéraux de cuivre

L’analyse de libération (tableau 2) montre que le cuivre métallique et les sulfures de cuivre présentent une distribution granulométrique inégale, avec de fines particules de cuivre incorporées dans la matrice de verre. Pour obtenir une libération de 75%, la finesse de broyage doit atteindre -0,045 mm 90%, avec 88,84% comprenant des particules libres et des composites verrouillés. L’expérience industrielle indique que le broyage secondaire doit atteindre -0,045 mm ≥90% pour minimiser les pertes de cuivre dans les résidus.

2.2 influence du rapport des billes céramiques sur la finesse du meulage

Des essais en laboratoire (Figures 2-3) montrent que l’augmentation des rapports de billes en céramique réduit la teneur en particules de -0,074 mm et -0,045 mm. En dessous de 40% de remplacement, l’impact sur la finesse est négligeable. Les billes en céramique, étant plus légères, génèrent des forces d’impact plus faibles que les billes en acier, ce qui réduit l’efficacité de rectification à des taux de remplacement plus élevés.

Le remplacement complet par des billes en céramique (Figure 4) montre que la réduction de la masse d’alimentation à 80% de la masse initiale (800 g contre 1000 g pour les billes en acier) permet d’obtenir une efficacité de broyage comparable.

2.3 performances des essais industriels

Au cours de l’expérience industrielle, des échantillons de la décharge de la fabrique verticale après la classification hydrocyclone ont été prélevés pour des essais de sélection, à raison de six échantillons par étape. Le taux d’occupation des particules de -0,045 mm a été mesuré et les résultats sont présentés à la Figure 5.

Dans un premier temps, avec des billes tout en acier, la teneur en -0,045 mm de chaque échantillon était de 90,90 %. Dans les deuxième et troisième étages, où 14% des billes d’acier ont été remplacées par des billes en céramique, la teneur en -0,045 mm était respectivement de 91,39 % et 90,74 %. La finesse de broyage a peu changé dans les trois étapes, ce qui indique que le remplacement de quelques billes d’acier par des billes de céramique dans le laminoir vertical a peu d’influence sur la finesse de broyage du laitier de convertisseur dans la production industrielle.

• Finesse de broyage:

• Consommation de réactifs (Figure 6): l’utilisation de Xanthate et d’huile de pin est restée stable selon les phases.

• Catégories de concentrés et de résidus de cuivre (Figure 7): catégories de concentrés: 29,25%, 29,99%, 29,80%. Catégories de résidus: 0,187%, 0,193%, 0,188%. Aucune variation significative n’a été observée.

• Consommation d’énergie (Figure 8): consommation d’énergie quotidienne:

3. Conclusions Conclusions

1. Des tests en laboratoire montrent que l’efficacité de meulage diminue avec des rapports de billes céramiques plus élevés. Cependant, les remplacements ≤40% ont un impact minimal. Le remplacement complet de la céramique nécessite une masse d’alimentation de 80% pour correspondre aux performances des billes d’acier.

2. Des essais industriels confirment que le remplacement de la céramique de 14 à 38% n’affecte pas la finesse de broyage, l’utilisation de réactifs ou les qualités de cuivre, mais réduit la consommation d’énergie à 89,90% et 79,60% des niveaux de base, respectivement.

3. Cette étude fournit des informations exploitables pour réduire la consommation d’énergie dans les usines de valorisation dans le cadre du " double Carbon Goals."