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Traitement du plomb-zinc Plante Solutions

Procédé de flottation plomb-zinc est le plus largement utilisé pour séparer le minerai sulfuré, pour séparer le zinc et le plomb, et parfois pour séparer le fer sulfuré et d'autres minéraux.

Organigramme du traitement, du concassage, du broyage et de la flottation du plomb et du zinc
Usine d'enrichissement du plomb et du zinc

Galène à structure complexe de minerai de plomb et de zinc,
Minerai de plomb et de zinc
Structure complexe de minéraux de plomb et de zinc, comme la sphalérite et la pyrite
Minerai de plomb et de zinc
Minerai de plomb et de zinc - Image microscopique
Minerai de plomb et de zinc - Image microscopique

Il est nécessaire d'examiner attentivement le minerai avant de concevoir l'usine par zonage. La minéralogie des procédés permet de déterminer les minéraux présents et leur interaction. C'est plus important que la simple connaissance de la teneur de tête. De nombreux projets échouent faute d'une étude suffisamment précoce de cette teneur.

Libération : la cible de broyage

Les minéraux sont souvent liés entre eux. Il est nécessaire de broyer le minerai suffisamment finement pour libérer les précieux minéraux de plomb et de zinc des déchets et les séparer les uns des autres. C'est ce qu'on appelle la libération. Les études de minéralogie des procédés nous indiquent la taille à laquelle la plupart des particules de galène et de sphalérite sont libérées. Cette taille devient la cible du circuit de broyage. Un broyage trop grossier entraîne une mauvaise libération et une faible récupération. Un broyage trop fin (surbroyage) crée des boues, gaspille de l'énergie et rend la flottation difficile. Trouver la taille de broyage optimale est une question d'équilibre.

Comprendre les minéraux de la gangue

Les minéraux non précieux (gangue) affectent également le traitement. Certains minéraux de gangue, comme certaines argiles ou le talc, peuvent flotter involontairement, diminuant ainsi la qualité du concentré. D'autres, comme les carbonates (calcite), consomment de l'acide si une lixiviation est envisagée. La pyrite est souvent le sulfure de gangue le plus problématique. Il a tendance à flotter facilement et doit être supprimé. Un travail minéralogique détaillé en amont permet d'économiser beaucoup d'argent et d'éviter bien des soucis par la suite.

Usine de concassage de minerai de plomb et de zinc
Processus de concassage
Usine de broyage à boulets de minerai de plomb et de zinc
Processus de broyage

Le concassage et le broyage sont les premières étapes de préparation du minerai à la séparation. L'objectif principal est la libération, c'est-à-dire la séparation des précieux minéraux de plomb et de zinc de la gangue et de l'un avec l'autre. Mais cette opération doit être effectuée avec précaution.

Comme expliqué précédemment, la granulométrie cible est déterminée par l'étude de la minéralogie et de la texture du minerai. Il faut briser la roche juste assez pour libérer les minéraux. Il est important d'éviter la formation de particules trop fines (slimes). Les slimes ont une surface importante. Ils consomment beaucoup de réactifs coûteux et rendent la flottation difficile à contrôler. Trouver la granulométrie optimale économiquement est crucial. Cela permet de trouver un équilibre entre la récupération obtenue grâce à une meilleure libération et les coûts et problèmes liés à un broyage excessif.

Stratégie d'écrasement par étapes

Concassage du minerai par étapes. Le minerai tout-venant de grande taille est d'abord acheminé vers un broyeur primaire. Concasseur à mâchoiresLe produit issu du concasseur à mâchoires est ensuite acheminé vers le secondaire et parfois le tertiaire. Concasseurs à côneL'utilisation d'étapes est plus économe en énergie que la réduction massive de la taille du matériau en une seule machine. La granulométrie finale du produit concassé est généralement d'environ 10 à 20 mm. Cette granulométrie est adaptée à l'alimentation des broyeurs. ZONEDING propose une gamme complète de solutions. Équipement de concassage pour ces étapes.

Choix de circuits de broyage

Après concassage, le minerai est acheminé vers des broyeurs. Broyeurs à billes sont très courantes. Elles utilisent des billes d'acier pour broyer le minerai en suspension. Moulins à tiges Utilisent des tiges d'acier. Elles sont parfois utilisées pour le broyage primaire, car elles produisent moins de particules ultrafines que les broyeurs à boulets. Ceci peut être utile pour les minerais où la formation de boues est un problème majeur. Le circuit de broyage fonctionne souvent en boucle fermée avec des classificateurs comme Hydrocyclones or Classeurs en spiraleCes derniers séparent les particules par taille. Ils renvoient les particules grossières au broyeur pour un broyage plus poussé. Ils envoient les particules suffisamment fines à l'étape suivante (flottation).

Cellules de flottation pour plomb-zinc
Cellules de flottation fonctionnant dans un circuit de plomb

La flottation différentielle est la méthode la plus courante pour les minerais de plomb-zinc. Cela signifie qu'il faut d'abord flotter un type de minéral, puis l'autre. Généralement, le plomb (galène) est d'abord flotté. C'est ce qu'on appelle la flottation dégrossissante du plomb.

La galène flotte généralement bien en milieu neutre ou légèrement alcalin. Il est nécessaire d'ajuster le pH entre 7.5 et 8.5. On peut utiliser du carbonate de sodium ou, parfois, une petite quantité de chaux pour réguler le pH. Les principaux produits chimiques ajoutés sont des collecteurs et des agents moussants. Les collecteurs rendent la surface de la galène hydrophobe, ce qui lui permet de se fixer aux bulles d'air. Les xanthates (comme l'isobutylxanthate de sodium (SIBX) ou l'amylxanthate de potassium (PAX)) sont des collecteurs courants pour la galène. Les agents moussants (comme le MIBC ou l'huile de pin) créent des bulles stables qui transportent les particules minérales à la surface.

Maintenir le zinc et la pyrite à un niveau bas

Pour que la galène flotte, il faut empêcher la sphalérite (minéral de zinc) et la pyrite (sulfure de fer) de flotter simultanément. L'ajout de dépresseurs (ou suppresseurs) rend ces minéraux hydrophiles. Le sulfate de zinc (ZnSO₄) est couramment utilisé pour déprimer la sphalérite. Les sulfites (comme le sulfite de sodium Na₂SO₃ ou le métabisulfite de sodium SMBS) peuvent contribuer à déprimer à la fois la sphalérite et la pyrite. Autrefois, le cyanure de sodium (NaCN) était souvent utilisé, notamment pour déprimer la pyrite. Mais en raison de sa toxicité, les mines tentent désormais de l'éviter ou d'utiliser des alternatives. Le choix du type et de la quantité de dépresseurs est essentiel pour obtenir un concentré de plomb propre.

Réactifs courants pour la flottation du plomb

Ainsi, une combinaison de réactifs typique pour la flottation du plomb pourrait inclure :

  • Modificateur de pH : carbonate de sodium ou chaux
  • Dépresseur de la sphalérite : sulfate de zinc
  • Dépresseur de pyrite/sphalérite : métabisulfite de sodium (SMBS)
  • Collecteur : Xanthate (par exemple, SIBX)
  • Mousseur : MIBC ou huile de pin

Utilisez généralement des équipements tels que Réservoirs mélangeurs pour garantir que les réactifs se mélangent bien avant la flottation Machines de flottation Un contrôle précis est nécessaire.

Après la flottation du plomb, ajoutez du sulfate de cuivre (CuSO₄). Cela active la surface de la sphalérite. Ensuite, augmentez le pH à 10-11.5 avec de la chaux. Cela permet de limiter la pyrite restante. Enfin, ajoutez des collecteurs comme les xanthates pour faire flotter le zinc.

Réactifs de flottation - Sulfate de cuivre (CuSO₄)
Sulfate de cuivre (CuSO₄)
Flottation-Réactifs-Chaux
Citron vert
Réactifs de flottation, collecteurs de xanthates
Xanthates

Une fois les minéraux de plomb flottés, les boues (résidus du circuit de plomb) sont acheminées vers le circuit de flottation du zinc. L'objectif principal est de récupérer la sphalérite (ZnS). La sphalérite a généralement besoin d'aide pour flotter après avoir été déprimée dans le circuit de plomb.

L'étape clé est l'activation. Ajoutez du sulfate de cuivre (CuSO₄). Les ions cuivre remplacent les ions zinc à la surface de la sphalérite. Cela crée une surface similaire aux minéraux sulfurés de cuivre, facilement flottables par les collecteurs de xanthate. La quantité de sulfate de cuivre nécessaire dépend de la quantité de sphalérite et d'autres facteurs. Un apport insuffisant entraîne une faible récupération du zinc. Un apport excessif est un gaspillage et peut parfois activer d'autres minéraux indésirables comme la pyrite. Un contrôle minutieux est essentiel. Le processus d'activation prend du temps ; le sulfate de cuivre est donc généralement ajouté dans un bassin de conditionnement.Réservoirs mélangeurs) avant les cellules de flottation du zinc.

Contrôle du pH pour la récupération du zinc

Ajuster le pH du circuit de zinc. En général, il faut l'augmenter significativement, souvent entre 10 et 11.5. On utilise presque toujours de la chaux (hydroxyde de calcium, Ca(OH)₂). Un pH élevé a deux objectifs principaux. Premièrement, il contribue à maintenir la pyrite résiduelle à un niveau bas. La flottation de la pyrite est fortement inhibée à un pH élevé. Deuxièmement, cette plage de pH est généralement favorable à la flottation de la sphalérite activée au cuivre à l'aide de collecteurs de xanthate. Cependant, comme mentionné précédemment, un excès de chaux (pH très élevé) peut entraîner une baisse de la sphalérite elle-même, même après activation. Trouver le pH optimal est crucial.

Étape finale de collecte du zinc

Une fois la sphalérite activée et la pyrite comprimée, il faut ajouter un collecteur, généralement un xanthate (comme le SIBX ou un xanthate plus fort comme le PAX), et un agent moussant. Les particules de sphalérite activées se fixent aux bulles d'air générées dans le Machines de flottation et sont collectés sous forme de concentré de zinc. À l'instar du circuit du plomb, le circuit du zinc comprend souvent des étapes de dégrossissage, de récupération et de nettoyage afin de maximiser la récupération et la teneur.

Principe de fonctionnement de la machine de flottation
comment fonctionne la machine de flottation

La flottation différentielle du plomb et du zinc est souvent décrite comme un « art » autant qu'une science. Obtenir une séparation propre repose en grande partie sur la gestion de la chimie complexe de la pulpe de flottation. Un contrôle précis des réactifs est essentiel.

Le rôle de l'opérateur

Si l'automatisation contribue à maintenir la stabilité, l'expérience des opérateurs est précieuse. Ils surveillent l'apparence de la mousse dans les cellules de flottation. La couleur, la taille des bulles et la texture de la mousse donnent des indications sur les performances de la flottation. Des opérateurs qualifiés peuvent ajuster légèrement les dosages de réactifs ou le pH en temps réel, en fonction de ces observations et des résultats d'échantillonnages réguliers. Ils s'adaptent aux variations mineures de l'alimentation en minerai, que les systèmes automatisés peuvent parfois rencontrer des difficultés. Cette capacité à ajuster précisément l'équilibre chimique délicat est souvent ce qui distingue une opération très efficace d'une opération moyenne.

La pyrite est principalement éliminée par le contrôle du pH. Un pH élevé (supérieur à 10 avec de la chaux) dans le circuit du zinc est très efficace. L'utilisation de dépresseurs chimiques comme les sulfites ou les alternatives au cyanure pendant la flottation du plomb permet également d'empêcher la pyrite de flotter.

Produits chimiques - Dépresseurs - Cyanure
Produits chimiques - Dépresseurs - Cyanure
Produits chimiques - Dépresseurs - Sulfites
Produits chimiques - Dépresseurs - Sulfites

La pyrite (FeS₂) est souvent le minéral sulfuré le plus courant, aux côtés de la galène et de la sphalérite. Malheureusement, elle a tendance à flotter relativement facilement avec les collecteurs de sulfures courants comme les xanthates. Si une quantité excessive de pyrite flotte dans le concentré de plomb ou de zinc, elle en dilue la teneur (diminue le pourcentage de Pb ou de Zn), ce qui réduit la valeur du concentré. Les fonderies imposent également des limites à la teneur en fer (Fe) dérivée de la pyrite. Une suppression efficace de la pyrite est donc essentielle pour produire des concentrés commercialisables.

Outre la dilution du concentré, la pyrite peut consommer des réactifs destinés au plomb et au zinc. Elle augmente ainsi la quantité totale de matériaux à manipuler et à traiter. Dans certains cas, l'exposition des résidus contenant de la pyrite à l'air et à l'eau peut provoquer un drainage rocheux acide (DRA), un grave problème environnemental. Il est donc important d'exclure la pyrite des concentrés et de la gérer dans les résidus, tant pour des raisons économiques qu'environnementales.

Utilisation du pH pour la suppression

L'un des principaux outils de suppression de la pyrite, notamment dans le circuit du zinc, est un pH élevé. Comme mentionné précédemment, de la chaux est ajoutée au circuit du zinc pour augmenter le pH, souvent au-dessus de 10 ou 11. Dans cet environnement très alcalin, les surfaces de pyrite ont tendance à devenir hydrophiles (hydrophiles), ce qui rend la fixation des collecteurs et la flottation de la pyrite beaucoup plus difficiles. C'est un moyen très efficace de supprimer la pyrite lors de la flottation du zinc. Dans le circuit du plomb, le pH est généralement plus bas (autour de 8), ce qui n'est pas suffisant pour supprimer complètement la pyrite à lui seul ; les dépresseurs chimiques y sont donc plus importants.

Dépresseurs chimiques pour la pyrite

Dans le circuit du plomb (et parfois pour faciliter le circuit du zinc), des dépresseurs chimiques sont utilisés. Comme mentionné précédemment, le cyanure de sodium était autrefois efficace, mais il est souvent évité aujourd'hui. Parmi les alternatives, on trouve divers produits chimiques à base de sulfite (comme Na₂SO₃, NaHSO₃ ou SMBS) ou des dépresseurs organiques spécifiques. Ces produits chimiques s'adsorbent à la surface de la pyrite, empêchant le collecteur de se fixer. Le choix du dépresseur et son dosage nécessitent des tests et un contrôle rigoureux, car certains dépresseurs peuvent également affecter la galène ou la sphalérite s'ils ne sont pas utilisés correctement. Certains types de pyrite sont naturellement plus flottants ou plus difficiles à déprimer que d'autres, ce qui complique la tâche.

Pour les minerais fins, utiliser un broyage/flottation par étapes, un déschlammage avec un Hydrocyclone, réactifs spéciaux ou flottation par transporteur. Pour les minerais oxydés, essayez la sulfuration puis la flottation, la lixiviation acide ou les méthodes gravimétriques. Les minerais complexes nécessitent souvent une combinaison de techniques.

Groupe hydrocyclone plomb-zinc utilisé pour le deschlambrage des boues de minerai fin
Hydrocyclone

Si la flottation différentielle standard fonctionne bien pour de nombreux minerais de sulfure de plomb-zinc, certains présentent des difficultés importantes. Il s'agit notamment des minerais dont les minéraux sont très finement liés, des minerais exposés aux intempéries et oxydés, ou des minerais contenant un mélange complexe de minéraux.

Lorsque la galène et la sphalérite sont très finement disséminées, le minerai doit être broyé extrêmement finement (par exemple, à moins de 20 microns) pour être libéré. ​​Cela crée de nombreuses particules de boues. Ces boues posent des problèmes : consommation élevée de réactifs, faible sélectivité de flottation et entraînement mécanique de gangue dans le concentré. Les stratégies incluent :

  • Broyage et flottation par étapes : Broyer partiellement, faire flotter les particules grossières libérées, puis rebroyer les résidus/milieu grossiers et faire flotter à nouveau.
  • Déschlammage/Classification : Utilisez des hydrocyclones ou des tamis fins pour éliminer les fines particules de boues avant la flottation. Vous pouvez également classer la charge en différentes fractions granulométriques et traiter chacune d'elles avec des conditions de flottation adaptées.
  • Réactifs spéciaux : Utilisez des collecteurs hautement sélectifs, plus efficaces sur les particules fines. Ajoutez des dispersants (comme le silicate de sodium ou des polymères spécifiques) pour éviter la formation de dépôts visqueux sur les minéraux précieux.
  • Flottaison avancée : Des techniques telles que la flottation par porteur (en utilisant des particules plus grossières pour récupérer les fines) ou la flottation par agglomérat pourraient être envisagées.

Stratégies pour les minerais oxydés

Les minéraux de plomb oxydés (comme la cérusite PbCO₃ et l'anglésite PbSO₄) et les minéraux de zinc (comme la smithsonite ZnCO₃ et l'hémimorphite Zn₄Si₂O₇(OH)₂·H₂O) ne répondent pas bien aux méthodes classiques de flottation des sulfures. Les options possibles sont les suivantes :

  • Sulfuration : Ajoutez un produit chimique comme le sulfure de sodium (Na₂S) pour transformer la surface du minéral oxydé en une couche de sulfure. Ensuite, faites-le flotter comme un minéral sulfuré à l'aide de xanthates. Ce phénomène est courant, mais peut être difficile à contrôler.
  • Flottaison directe : Utiliser différents types de collecteurs. Les acides gras peuvent parfois faire flotter le carbonate de plomb (cérussite). Les collecteurs d'amines peuvent parfois faire flotter les carbonates/silicates de zinc (smithsonite/hémimorphite).
  • Séparation par gravité : Les minéraux de plomb oxydés denses comme la cérusite pourraient être récupérables en utilisant des méthodes de gravité comme pêche à la dandinette or Tables secouées(surtout s'ils sont relativement grossiers.
  • Lixiviation (hydrométallurgie) : La dissolution du plomb ou du zinc à l’aide de solutions chimiques (comme l’acide) peut être la meilleure option pour certains minerais d’oxyde complexes ou de faible qualité, bien qu’elle nécessite un type d’installation différent.

Manipulation de minerais mixtes et complexes

Les minerais contenant à la fois des sulfures et des oxydes (minerais mixtes) présentent un défi particulier. Ils peuvent nécessiter des circuits séparés pour la flottation des sulfures et des oxydes, ou des schémas de réactifs complexes pour récupérer les deux types de minerais. Les minerais contenant de nombreux éléments précieux ou pénalisants (par exemple, à forte teneur en arsenic, antimoine, bismuth) nécessitent également une conception rigoureuse du procédé et une sélection rigoureuse des réactifs pour obtenir une séparation sélective. Des essais approfondis en laboratoire et en pilote sont absolument essentiels pour ces minerais complexes.

Concentré de minerai de plomb
Concentré de minerai de plomb
Concentré de minerai de zinc
Concentré de minerai de zinc

Les minerais de plomb-zinc contiennent souvent d'autres métaux pouvant avoir une importance économique ou environnementale. Les principaux sont généralement l'argent (Ag), le cuivre (Cu) et le cadmium (Cd). L'or (Au) peut également être présent. Leur récupération (ou leur gestion) dépend de leur présence dans le minerai.

L'argent est très souvent associé à la galène (PbS). Il peut se substituer au plomb dans la structure cristalline de la galène ou se présenter sous forme de minuscules inclusions de minéraux d'argent distincts (comme l'argentite, Ag₂S) à l'intérieur ou à la surface de la galène. Du fait de cette association étroite, la majeure partie de l'argent suit le plomb lors de la flottation. Par conséquent, maximiser la récupération du plomb dans le circuit du plomb est généralement le meilleur moyen de maximiser la récupération de l'argent. La teneur en argent augmente considérablement la valeur du concentré de plomb. Les fonderies paient l'argent contenu dans le concentré de plomb, généralement au-delà d'une certaine teneur minimale. La gestion de la récupération de l'argent est donc un facteur économique important.

Gestion du cadmium dans le zinc

Le cadmium (Cd) se comporte différemment. Sa composition chimique est très similaire à celle du zinc. Il remplace presque toujours le zinc dans la structure cristalline de la sphalérite (ZnS). Étant donné qu'il fait partie intégrante du minerai de sphalérite, les méthodes de séparation physique comme la flottation ne permettent pas de le séparer du zinc. Par conséquent, la quasi-totalité du cadmium présent dans le minerai est transférée au concentré de zinc final. Ceci est important car le cadmium est un métal lourd toxique. Les fonderies de zinc imposent des limites très strictes quant à la teneur maximale en cadmium autorisée dans les concentrés de zinc qu'elles achètent (souvent inférieure à 0.2 % de cadmium). Des concentrations élevées de cadmium entraînent des pénalités, voire le rejet du concentré. Il n'existe pas de moyen simple d'éliminer le cadmium lors de la concentration. Les mines doivent connaître leurs concentrations de cadmium dès le début et gérer la teneur du concentré de zinc afin de respecter les limites de la fonderie. La teneur en cadmium est un facteur déterminant pour la commercialisation et la valeur du concentré de zinc.

Gestion des minéraux de cuivre

Si le minerai contient des quantités importantes de minéraux de cuivre, comme la chalcopyrite (CuFeS₂), il peut être nécessaire d'ajuster la voie de traitement. La chalcopyrite flotte parfois avec la galène dans le circuit de plomb. Si les concentrations de cuivre sont suffisamment élevées, une étape de flottation du cuivre distincte peut être ajoutée, souvent avant la flottation du plomb (sous forme de concentré cuivre-plomb en vrac suivi d'une séparation) ou parfois après la flottation du zinc. La décision dépend de la quantité et du type de minéraux de cuivre présents. ZONEDING peut aider à concevoir des circuits intégrant la récupération du cuivre, si nécessaire.

Les fonderies doivent respecter des teneurs minimales en plomb (Pb) et en zinc (Zn) dans leurs concentrés de zinc. Elles fixent également des limites maximales pour les impuretés nocives telles que le cadmium (Cd), l'arsenic (As), l'antimoine (Sb), le bismuth (Bi) et d'autres.

concentré de plomb concentré minéral prêt à être expédié
Expédition de concentrés minéraux
Concentré minéral de zinc prêt à être expédié
Expédition de concentrés minéraux

Les concentrés de plomb et de zinc produits par l'usine de traitement sont des produits intermédiaires. Ils sont vendus aux fonderies, qui en extraient les métaux purs finaux. Les fonderies ont des exigences spécifiques quant aux matières premières qu'elles peuvent traiter efficacement et en toute sécurité. Ces exigences sont définies dans les contrats d'achat de concentrés. Le respect de ces spécifications est essentiel au chiffre d'affaires de la mine.

Teneurs minimales en métal

Les fonderies ont besoin d’un certain pourcentage minimum du métal principal pour fonctionner de manière économique.

  • Concentré de plomb : La teneur en plomb (Pb) est généralement comprise entre 50 % et 70 %, bien que ce pourcentage varie. Les teneurs supérieures sont généralement préférées. La teneur en argent (Ag) est également importante, et doit souvent dépasser un certain seuil (par exemple, 200 grammes par tonne) pour être admissible.
  • Concentré de zinc : Nécessite généralement 45 à 55 % de zinc (Zn). Encore une fois, les teneurs élevées sont meilleures, mais des teneurs excessives peuvent indiquer des pertes de récupération dans l'usine.

Limites critiques d'impuretés

Tout aussi important que la qualité du métal principal est le niveau d'impuretés. Certains éléments perturbent le processus de fusion, affectent la qualité du métal final ou sont à l'origine de problèmes environnementaux. Les fonderies fixent des limites maximales strictes pour ces éléments. Les pénalités les plus courantes incluent :

  • Dans le concentré de zinc : Cadmium (Cd, limites très strictes, souvent < 0.2 %), Fer (Fe), Plomb (Pb), Arsenic (As), Antimoine (Sb), Mercure (Hg), Chlore (Cl).
  • Dans le concentré de plomb : Zinc (Zn), arsenic (As), antimoine (Sb), bismuth (Bi), cuivre (Cu, parfois pénalisé, parfois payable si suffisamment élevé), étain (Sn), cadmium (Cd), tellure (Te). La silice (SiO₂) et d'autres minéraux de gangue peuvent également avoir des limites.

Le dépassement de ces limites entraîne souvent des pénalités financières imposées par la fonderie. Des niveaux très élevés peuvent entraîner le rejet du concentré. La connaissance de ces limites guide les objectifs du processus de concentration.

Humidité et besoins physiques

Les concentrés sont généralement déshydratés avant expédition, mais les fonderies imposent également des limites maximales de teneur en humidité (par exemple, 8 à 10 %). Une humidité excessive alourdit le produit (augmentant ainsi les coûts de transport) et peut entraîner des problèmes de manutention (comme le gel dans les climats froids). La distribution granulométrique peut également être spécifiée. La production de concentrés répondant systématiquement aux spécifications de la fonderie nécessite un bon contrôle des procédés en usine.

Une usine de flottation différentielle plomb-zinc typique utilise plusieurs types d’équipements fonctionnant ensemble dans une séquence.

En tant que fabricant, ZONEDING fournit bon nombre de ces composants essentiels. Les principales étapes et équipements impliqués sont les suivants :

  • Écrasement: Réduit le minerai tout-venant à une taille adaptée au broyage (par exemple, -15 mm). Cela implique généralement :
  • Broyage: Réduit davantage le minerai concassé pour libérer les minéraux. Cette opération s'effectue dans une boue humide.
    • Moulin à tige or Ball Mill sont les rectifieuses les plus courantes.
    • Le moulin fonctionne en circuit fermé avec un classificateur.

Déshydratation et manutention

  • Assèchement: Élimine l’eau des concentrés et des résidus finaux.
    • Concentrateurs à haute efficacité(Les épaississants) décantent les solides et récupèrent l’eau pour la réutiliser.
    • Les filtres (par exemple, les filtres-presses, les filtres à vide) produisent un gâteau de concentré final à faible teneur en humidité.
  • Manipulation du matériel: Déplace le minerai, la boue et les réactifs dans l'usine.
    • Alimentateur vibrants contrôle le débit d'alimentation des concasseurs et des moulins.
    • Les convoyeurs transportent des matériaux secs ou semi-secs.
    • Les pompes déplacent les boues entre les différentes étapes du processus.
  • Auxiliaire: Une usine a également besoin de systèmes de mélange et de stockage de réactifs, d’alimentation en air comprimé, de distribution d’eau, de systèmes électriques et d’un laboratoire pour la surveillance et le contrôle des processus.

Améliorez le processus en améliorant le contrôle du broyage (évitez le broyage excessif), en ajustant les quantités de réactifs à l'aide d'analyseurs, en économisant et en recyclant l'eau, en utilisant des machines économes en énergie et en utilisant davantage d'automatisation pour un contrôle stable.

Système de contrôle moderne pour une usine de traitement du plomb et du zinc
Système de contrôle moderne
Usine de traitement du minerai - Salle de contrôle moderne
Système de contrôle moderne

L'optimisation d'une usine de plomb-zinc vise à réduire les coûts d'exploitation (OPEX) et à maximiser les revenus en améliorant la récupération des métaux et la qualité du concentré. Plusieurs points peuvent souvent être améliorés.

Le concassage et surtout le broyage consomment une grande quantité d’électricité, souvent le coût d’exploitation le plus important.

  • Efficacité de broyage : Assurez-vous que les broyeurs fonctionnent à une vitesse, une charge de billes et une densité de boue optimales. Évitez le surbroyage, car la granulométrie excessive gaspille de l'énergie. Utilisez une classification moderne. Hydrocyclonespour minimiser la recirculation inutile vers le moulin.
  • Équipement efficace : Choisissez des moteurs et des entraînements écoénergétiques pour vos concasseurs, broyeurs, pompes et convoyeurs. Dans certains cas, envisagez une technologie de concassage à haut rendement, comme les rouleaux broyeurs haute pression (HPGR), bien que ZONEDING privilégie les concasseurs traditionnels comme le Concasseur or Crusher marteauUn entretien approprié garantit le bon fonctionnement de l’équipement.

Utilisation plus intelligente des réactifs

Les réactifs de flottation représentent un autre coût important.

  • Optimisation du dosage : Vérifiez et ajustez régulièrement les dosages de réactifs en fonction des caractéristiques et des performances du minerai. Évitez d'en ajouter plus que nécessaire. Utilisez des analyseurs en ligne (par exemple, fluorescence X – XRF) pour surveiller la composition de la boue et ajuster automatiquement l'ajout de réactifs pour un meilleur contrôle.
  • Sélection des réactifs : Testez des réactifs alternatifs ou plus récents qui pourraient être plus sélectifs ou efficaces à des dosages plus faibles.
  • Conditionnement: Assurer des temps de mélange et de conditionnement appropriés pour les réactifs (Mixer) pour travailler efficacement, en évitant le gaspillage.

Gestion et automatisation de l'eau

  • Recyclage de l'eau : Maximiser le recyclage de l’eau provenant des épaississeurs –Concentrateurs à haute efficacité et des filtres pour réduire la consommation d'eau douce et les pertes de réactifs. Surveillez la qualité de l'eau recyclée pour éviter l'accumulation d'ions nocifs.
  • Contrôle de processus: Mettre en œuvre des systèmes avancés de contrôle et d'automatisation des processus. Un fonctionnement stable permet généralement d'améliorer les performances et de réduire la consommation d'énergie et de réactifs par rapport à des conditions de fluctuation constante. Surveillez les paramètres clés tels que la granulométrie, la densité de la pulpe, le pH et l'état de la mousse de flottation.

Les éléments clés sont la construction et la gestion de barrages de résidus sécurisés, le traitement des eaux de procédé pour éliminer les métaux lourds (Pb, Zn, Cd) et les produits chimiques avant leur rejet ou leur réutilisation, et le contrôle des émissions de poussières.

Gestion des résidus de minerai de plomb et de zinc et des eaux

Les opérations minières modernes doivent privilégier la protection de l'environnement. Le traitement du plomb-zinc génère des flux de déchets, principalement des résidus (les roches broyées restantes après l'extraction des minéraux précieux) et des eaux de traitement, qui nécessitent une gestion rigoureuse.

Stockage sécurisé des résidus

Les résidus sont généralement pompés sous forme de boue vers une installation de stockage spécialement conçue (barrage de résidus).

  • Sécurité des barrages : La conception, la construction et la surveillance continue du barrage de résidus sont essentielles pour assurer la stabilité et prévenir les défaillances, qui peuvent avoir des conséquences environnementales catastrophiques.
  • Gestion de l'eau: L'eau présente dans le parc à résidus (eau de traitement et eau de pluie) doit être gérée. Cela implique souvent sa décantation et son recyclage vers l'usine à l'aide d'équipements tels que les concentrateurs à haute efficacité ZONEDING, afin d'épaissir les résidus au préalable. Les infiltrations doivent être contrôlées et collectées.
  • Drainage rocheux acide (DRA) : Si les résidus contiennent des quantités importantes de pyrite, il existe un risque de DRA (développement d'une eau acide contenant des métaux lourds dissous lorsque la pyrite est exposée à l'air et à l'eau). Les stratégies de gestion peuvent inclure le maintien de la saturation en eau des résidus, l'ajout de matériaux alcalins ou la mise en place de couvertures pour limiter l'infiltration d'oxygène.

Traitement et recyclage de l'eau

L'eau de procédé entre en contact avec des minéraux et des réactifs. Avant d'être rejetée dans l'environnement (si cela est autorisé) ou recyclée dans le procédé, elle nécessite souvent un traitement.

  • Élimination des métaux lourds : Le plomb, le zinc, le cadmium et d’autres métaux lourds dissous dans l’eau doivent être éliminés, généralement en ajustant le pH pour les précipiter sous forme d’hydroxydes, suivi d’une clarification.
  • Élimination/dégradation des réactifs : Il peut également être nécessaire d’éliminer les réactifs de flottation résiduels ou de les laisser se dégrader naturellement.
  • Bilan hydrique : Un recyclage efficace de l'eau réduit les besoins en eau douce et minimise le volume d'eau à rejeter, ce qui diminue les coûts de traitement. Les équipements d'assèchement jouent ici un rôle essentiel.

Qualité de l'air et autres préoccupations

  • Contrôle de la poussière : Le concassage, le broyage et le transport de matériaux peuvent générer des poussières. Des mesures de suppression des poussières (pulvérisation d'eau, enceintes, dépoussiéreurs) sont nécessaires pour protéger la santé des travailleurs et l'environnement. Envisagez l'utilisation d'équipements tels qu'un Concasseur mobile avec suppression de poussière intégrée pour certaines applications.
  • Contrôle du bruit : Les équipements de l’usine peuvent être bruyants ; des mesures de contrôle du bruit peuvent être nécessaires.
  • Planification de la fermeture : Les mines ont besoin d’un plan pour fermer et réhabiliter le site en toute sécurité, y compris l’installation de résidus, après la fin des opérations.

La gestion environnementale responsable n’est pas seulement une exigence légale, mais également essentielle pour maintenir la licence sociale d’exploitation d’une entreprise.

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