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Techniques et méthodes d’exploitation des mines à ciel ouvert Traitement des minerais Institut Algérien des Mines Techniques et méthodes d’exploitation à ciel ouvert Traitement des Minerais Support de cours SERRADJ Tayeb Institut Algérien des Mines – Tayeb SERRADJ Boumerdes du 5 au 7 Janvier 2013 1

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

Institut Algeacuterien des Mines

Techniques et meacutethodes drsquoexploitation agrave ciel ouvert

Traitement des Minerais

Support de cours

SERRADJ Tayeb

Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJBoumerdes du 5 au 7 Janvier 2013

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

INTRODUCTION Le traitement mineacuteral est lrsquoeacutetape en exploitation miniegravere (parmi une seacuterie drsquoeacutetapes) qui convertit le tout venant de la mine (rom) le minerai (cagraved le minerai comme extrait sous sa forme brute) en un produit enrichi qui est sensiblement proche au mineacuteralmeacutetal final deacutesireacute que le minerai tout venant Cela sappelle la preacuteparation mineacuterale parce qursquoil preacutepare le minerai tout venant pour qursquoil soit precirct pour les meacutethodes drsquoextraction mineacuterale (meacutetallurgie) Naturellement pas tous les minerais ou mineacuteraux tout venant exigent la preacuteparation ou la meacutetallurgie Very rich iron ore sand and gravel and (some) coal are example of minerals that do not necessarily undergo any beneficiation prior to their use Le minerai tregraves riche de fer le sable et le gravier et le charbon (certains) sont des exemples des minerais qui ne subissent forceacutement aucune reacuteduction avant leur utilisation Exploitation Miniegravere (Tout venant)

Traitement mineacuteral

MeacutetallurgieProduit fini (mineacuteral)

Un accomplissement important pendant leacutetape de preacuteparation mineacuterale est la reacuteduction de la quantiteacute de roche qui doit subir la meacutetallurgie On eacutelimine un pour cent significatif de roche steacuterile avec la quantiteacute exacte qui deacutepend de la geacuteologie du gisement La reacuteduction en quantiteacute rend non seulement la meacutetallurgie plus effective elle reacuteduit eacutegalement une seacuterie de coucircts comprenant le transport les alimentations et les eacutequipements

Les diverses conseacutequences de la preacuteparation mineacuterale sont i reacuteduction de volume de minerai ii seacuteparation des diffeacuterents types de minerais pour le minerai polymeacutetallique de sorte que chacun puisse suivre un

proceacutedeacute seacutepareacute de preacuteparation au besoin iii pertes dans les divers sous-processus tels que la concentration

La preacuteparation mineacuterale se compose de la libeacuteration et de la seacuteparationconcentration La libeacuteration concerne lrsquoexposition des valeurs mineacuterales de la roche de sorte quelles puissent ecirctre extraites Ceci est reacutealiseacute par concassage etou broyage Ceci ramegravene la roche steacuterile aux particules quelque peu distinctes du minerai valorisable Agrave la prochaine eacutetape ces particules sont seacutepareacutees par des moyens physiques (utilisant des proprieacuteteacutes telles que la densiteacute) ou moyens chimiques en objets de valeur (concentreacute) et des rejets (produits de queue) Ainsi tandis que la libeacuteration est principalement un proceacutedeacute physique la seacuteparationconcentration peut ecirctre un proceacutedeacute physique ou un proceacutedeacute chimique Il y a une autre partie de la preacuteparation mineacuterale une partie qui soccupe de la finition et comporte des proceacutedeacutes comme le seacutechage transport et disposition des produits de queueUn exemple de flowsheet est donneacute ci-dessous(+) indique surdimensionneacute tandis que (-) indique trop petit Comme vu ci-dessus le surdimensionneacute est remanipuleacute alors que les trop petits se dirigent vers la prochaine opeacuteration

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Efficaciteacute dans la libeacuteration

Libeacuteration par communition (cagraved concassage etou broyage) nest jamais parfait La finesse du morcellement srsquoeffectue aleacuteatoirement (nimporte comment) quelques particules auront toujours la gangue fixeacutee en elles La figure ci-dessous prouve que mecircme si la particule a eacuteteacute eacutecraseacutee agrave une plus petite taille quelques particules reacutesultantes contiennent toujours de la gangue Des particules qui contiennent la gangue et le minerai sappellent middlings (issues de bleacute)

Mineacuteral enfermeacute agrave linteacuterieur dune gangue

Le degreacute de libeacuteration est deacutefini laquo comme pourcentage du minerai se produisant en tant que particules libres dans le minerai par rapport agrave tout le contenu raquo Il deacutepend de la reacutesistance agrave la frontiegravere du minerai-steacuterile les faibles frontiegraveres ont des degreacutes plus eacuteleveacutes de libeacuteration Typiquement le laboratoire et les eacutetudes deacutechelle pilote sont conduites pour deacuteterminer la libeacuteration optimale pour un minerai donneacute Loptimum ne signifie pas que le degreacute de libeacuteration est agrave cent pourcent et quil y a pas de middlings il signifie simplement que le pourcentage des middlings et le degreacute de libeacuteration sont les deux acceptables pour la prochaine opeacuteration dans le proceacutedeacute Pour le minerai de basse teneur (qualiteacute infeacuterieure) il est parfois plus eacuteconomique de broyer plus grossier quoptimal ayant pour reacutesultat de plus grandes issues fractions de middlings (et produits de queue agrave grain grossier) Les middlings sont alors redroyeacutees dans la prochaine eacutetape (voir ci-dessous) En eacuteliminant des produits de queue preacutecoceacutement les coucircts de broyage sont reacuteduits dans la deuxiegraveme eacutetape Ce type dorganigramme est employeacute sur les minerais qui sont facilement seacutepareacutes de la gangue

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Efficaciteacute dans la concentration

Lampleur de la concentration possible agrave un type de minerai deacutepend de la geacuteologie Par exemple alors que du minerai contenant le cuivre natif pourrait ecirctre hypotheacutetiquement concentreacute agrave 100 de cuivre le minerai de cuivre contenant la chalcopyrite (CuFeS2) peut seulement ecirctre concentreacute agrave 345 de cuivre (vous savez pourquoi1) Par conseacutequent pour le cuivre natif la reacutecupeacuteration maximum hypotheacutetique est 100 dans le concentreacute alors que pour la chalcopyrite il nrsquoest que de 345 1Le cuivre avec un poids atomique de 6354 est 346 du poids moleacuteculaire de CuFeS2 (18352) Exercice rapide 11 Dans une installation de preacuteparation un concentreacute de chalcopyrite (76 chalcopyrite) est transporteacute agrave 100 tonnes par heure sur un convoyeur agrave bande Quelle est la teneur du cuivre sur le convoyeur Agrave $350lb quelle est la valeur du cuivre sur le convoyeur

Reacuteponse 100 tph de concentreacute de chalcopyrite de 76 1048774104877476 tph de chalcopyrite 1048774104877476 X 346 de Cu (en chalcopyrite) = 263 tph Valeur 263 X 2000 X 35 par heure = $184192 par heure

Reacutecupeacuteration est le pourcentage de tout le meacutetal contenu dans le minerai qui est preacutesent dans le concentreacute Noter que la reacutecupeacuteration nrsquoest pas de 100 puisquun certain meacutetal est toujours perdu aux produits de queue Typiquement la reacutecupeacuteration est calculeacutee non seulement pour le concentreacute mais eacutegalement pour les middlings et les produits de queue pour mieux comprendre linstallation de traitement

Rapport de concentration (RoC) est le rapport dalimentation sur le concentreacute (en poids) c-agrave-d un rapport de lentreacutee sur la sortie (en poids) Agrave mesure que la teneur en meacutetal du concentreacute augmente le rapport de la concentration suit eacutegalement Voir lexemple

Exercice rapide 12 Dans une usine dor le minerai peacutenegravetre le proceacutessus agrave 110 tph agrave une teneur de 04 ozton Il produit un concentreacute agrave 70 ozton Les produits de queue sont mesureacutes pour contenir 004 ozton dor Calculer le rapport de la concentration

Reacuteponse Soit le taux dentreacutee en tph F (=110 tph) le taux de concentreacute en tph est C et les produits de queue en tph sont T Soit la teneur dalimentation est f en ozton la teneur de concentreacute soit c en ozton et la teneur de produits de queue est t ozton Par conseacutequentF = C + T Eq 1 hellip c-agrave-d tonnes dentreacutee = tonnes sorties In terms of gold quantitiesFf = Cc + Tt 1048774Eq 2 hellip c-agrave-d or dentreacutee = or sortieDes Eqs 1 et 2 C = F (f-t)(c-t)

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= 110(04-004)(70-004) = 0566 tph

Rapport de concentration FC = 1100566 = 19433Quarrive agrave FC quand la teneur de concentreacute grimpe jusquagrave 75 ozton teneur de sortie de queue demeurant la mecircme Quelle est la reacutecupeacuteration dor du concentreacute

Le rapport denrichissement est le rapport de la teneur du concentreacute sur la teneur de lalimentation Dans lexemple ci-dessus le rapport denrichissement est 7004 = 175

Geacuteneacuteralement la reacutecupeacuteration et la teneur du concentreacute sont inversement proportionnelles Bien que la reacutecupeacuteration agrave 100 soit toujours deacutesireacutee en raison de son rapport inverse avec la teneur du concentreacute il nest pas possible de la reacutealiser sans heurter la teneur du concentreacute Par conseacutequent il y a une teneur ou reacutecupeacuteration optimaleeacuteconomique pour chaque proceacutedeacute de traitement

COMPTABILITE MEacuteTALLURGIQUE

La comptabiliteacute meacutetallurgique est simplement la comptabiliteacute des minerais entrant et quittant un processus Cest un aspect important du traitement mineacuteral puisquautrement sans lui des paramegravetres importants tels que la reacutecupeacuteration ou le rendement ne seraient pas connus Les fonctionnements dusine deacutependent eacutegalement de la comptabiliteacute meacutetallurgique pour sassurer que les fonctionnements sont efficaces et nrsquoayant pas trop de pertes Leacutechantillonnage et lanalyse sont les deux composants de la comptabiliteacute meacutetallurgique Il est admis que si les reacutecupeacuterations theacuteoriques et reacuteelles dun proceacutedeacute diffegraverent de plus de 1 lrsquoeacutechantillonnage et lrsquoanalyse sont agrave blacircmer

Eacutechantillonnage et pesage

Pour deacuteterminer la veacuteritables reacutecupeacuterationpertes dusine on doit eacutechantillonner le minerai avant le concassage primaire (typiquement le point dentreacutee dans lusine) Cependant en raison des raisons ci-dessous ceci nest pas fait agrave moins que des minerais du type diffeacuterent doivent ecirctre repreacutesenteacutes seacutepareacute

- Les particules du tout venant du minerai sont de tailles et de qualiteacute tregraves diffeacuterentes - La seacutegreacutegation se produit sur la bande du convoyeur baseacutee sur les dimensions des particules Par conseacutequent des

particules fines et grosses peuvent ecirctre preacutevues pour ecirctre de teneur diffeacuterente en qualiteacute et en eau Agrave moins que de tregraves grands eacutechantillons soient preacuteleveacutes il peut ne pas ecirctre possible dobtenir une valeur veacuteritablement repreacutesentative

Le preacutelegravevement est mieux fait quand il y a de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute dans le mateacuteriau particuliegraverement quant aux dimensions des particules Par conseacutequent il est courant drsquoeacutechantillonner apregraves le concassagebroyage

Echantillonnage dhumiditeacute

Lhumiditeacute exteacuterieure de surface influe sur le poids et la qualiteacute des eacutechantillons Cependant agrave moins quelle soit mesureacutee au preacutelegravevement il ny a aucune maniegravere de connaicirctre la teneur en eau puisque la plupart des analyses sont faites sur des eacutechantillons secs (des eacutechantillons sont seacutecheacutes avant analyse de laboratoire) Cependant en raison des proceacutedures souvent compliqueacutees requises pour rassembler des eacutechantillons danalyse analysant des eacutechantillons danalyse de la teneur en eau donne de faux reacutesultats puisquil y a perte dhumiditeacute dans le long proceacutedeacute de preacutelegravevement Par conseacutequent la mesure dhumiditeacute est souvent faite sur des eacutechantillons rassembleacutes seacutepareacute des eacutechantillons danalyse Par conseacutequent dhumiditeacute de surface = (poids humide - poids sec) X 100poids humide

Echantillon danalyse Puisque les eacutechantillons doivent ecirctre repreacutesentatifs du mateacuteriau entier ils devraient ecirctre pris aux emplacements qui reacuteduisent naturellement au minimum la variabiliteacute Gyrsquos formula is used to obtain an idea of the sample size required to obtain a given accuracy

ougrave M = poids minimum deacutechantillon requiris (gms) L = poids du lot entier (gms) C = constante drsquoeacutechantillonnage pour le mateacuteriau = fgβc d or d095 = dimension particulaire au 95egraveme percentile (en cm) s = erreur de preacutelegravevement relative f = facteur de forme g = facteur deacutependant de la distribution des particules β = facteur de libeacuteration c = facteur de composition

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Les facteurs affectant C peuvent ecirctre estimeacutes comme suit Le facteur de forme est seacutelectionneacute sur la base de la taille de la majoriteacute des particules Il est de 05 pour la plupart des particules (voir f ci-dessous)

Le facteur de libeacuteration β deacutepend du degreacute de libeacuteration (voir ci-dessous) c-agrave-d le minerai libeacutereacute (les particules seacutepareacutees du minerai et de la gangue) ou incorporeacute Noter que si nous preacutelevons la cendre de charbon le laquo minerai raquo serait la cendre

β est calculeacute comme suit

ougrave L et d sont les longueurs du mateacuteriau et de la particule de mineacuterale respectivement

The size distribution factor g is typically 025 and is based on the ratio of the large to small particles (d095d005) It is selected as below

Wide range in size (d095d005gt4) g = 025 Medium range in size (2lt d095d005lt4) g= 050 Small range in size (1lt d095d005lt2) g=075 No range all the same (d095d005=1) g=10

The composition factor is estimated from

where a is the fractional mineral content r is the mineral density (gcc) and t is the density of the material (gcc) being sampled

Note that the obtained error is the relative sampling error and is related to the absolute error as follows

where μmineral is the average quality value of the mineral Therefore any sample obtained from such a program would have a quality range of plusmn2sA

COMMINUTION Le morcellement est leacutetape dans le traitement mineacuteral ougrave la roche extraite est successivement reacuteduite dans la taille jusquagrave ce que la majeure partie de gangue et de minerai se produise en tant que particules seacutepareacutees Deux meacutecanismes primaires

Concassage - par compression ou choc avec les surfaces dures dans le circuit restreint - typiquement un proceacutedeacute sec Petits rapports de reacuteduction (pas plus de 3-6 agrave chaque eacutetape) Le RR est deacutefini comme

rapport de dimension particulaire maximum dalimentation agrave la dimension particulaire maximum de produit Broyage

- abrasion et choc par le mouvement libre des meacutedias non lieacutes (barres billes cailloux etc) Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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- typiquement un proceacutedeacute humide de sorte que lalimentation agrave la concentration puisse ecirctre sous la forme de boue deacutemoulage

Principes du morcellement - Les mineraux sont en geacuteneacuteral cristallins avec les liaisons physiques et chimiques deacuteterminant la disposition des atomes Ces liaisons sont effectives seulement pour de petites distances et peuvent ecirctre briseacutees si la contrainte de traction est appliqueacutee (par la charge de tension ou compressive) - Les tensions internes ne sont jamais uniformes car la roche contient beaucoup de diffeacuterents mineacuteraux dans plusieurs tailles diffeacuterentes Tandis que les tensions deacutependent des proprieacuteteacutes meacutecaniques de chaque constituant elles deacutependent de la preacutesence des fissures

o La hausse de la tension agrave la pointe de la fissure est proportionnelle agrave la racine carreacutee de la longueur de la perpendiculaire agrave la fissure suivant la direction de la tension Une fois que la longueur de la fissure deacutepasse une certaine valeur elle peut briser la liaison atomique agrave la pointe augmentant de ce fait la longueur de la fissure qui augmente la tension La rupture est donc rapid - Les cristaux peuvent ecirctre eacutelastiques bien que les theacuteories assument la rupture fragile Leacutelasticiteacute implique quils peuvent stocker leacutenergie sans se briser et relacirccher leacutenergie stockeacutee quand la tension est enleveacutee Leacutenergie de traction est relacirccheacutee quand une fissure est formeacutee Quand la fragmentation se produit (La theacuteorie de Griffith) une partie de leacutenergie stockeacutee va devenir laquo leacutenergie exteacuterieure librerdquo ou ldquo eacutenergie potentielle rdquo des atomes sur la surface de creacuteation reacutecente La hausse de leacutenergie potentielle donne aux nouvelles surfaces creacuteeacutees plus drsquoactiviteacute chimique Noter que la propagation des fissures peut ecirctre influeacutee par la preacutesence dautres fissures ou frontiegraveres du cristal

- Lrsquoeau particuliegraverement en contenant des additifs reacuteduit leacutenergie requise pour le morcellement Ceci probablement parce que leauadditif reacuteduit la force de liaison agrave la pointe des fissures - La fragmentation des particules se produit par concassage (rupture de compressive) impact (rupture de traction) et usure ou attrition (rupture de cisaillement)

Rupture par concassage

o Quand la compression se produit les particules de deux types de tailles se produisent Les fines de la rupture de compression se produisent pregraves des points de charge tandis que les particules grossiegraveres se produisent suite agrave la rupture de traction induite En employant les surfaces strieacutees la superficie du point de charge peut ecirctre reacuteduite ainsi reacuteduisant les forces de compression et par conseacutequent les fines o Dans la fragmentation par choc la particule est exposeacutee brusquement (rapidement) aux contraintes tregraves eacuteleveacutees Les particules se brisent par traction en produits de taille similaire o Lusure se produit typiquement en raison de linteraction de particule-particule Elle produit beaucoup de fines et est par conseacutequent indeacutesirable Lusure se produit si des roches sont introduites trop rapidement dans le broyeur augmentant de ce fait les efforts de compression entre les roches

Theacuteories du morcellement

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Le problegraveme majeur avec le morcellement est quune grande partie de leacutenergie absorbeacutee va agrave loutil pour le morcellement c-agrave-d la machine elle-mecircme Par exemple pour des broyeurs agrave boulets seulement 1 de leacutenergie va au morcellement Par conseacutequent il est difficile disoler leacutenergie absorbeacutee dans le morcellementen plus diffeacuterent de la plupart des theacuteories de morcellement qui supposent que tout les mateacuteriaux sont fragiles le mateacuteriau plastique peut absorber leacutenergie pour se deacuteformer sans produire de nouvelles surfaces suppleacutementaires Les trois theacuteories principales sont

Theacuteorie de Von Rittinger (1867) Leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle agrave lrsquoair de la nouvelle surface produite

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CVR est une constanteCette theacuteorie sapplique au broyage fin (10-1000 microns)

Theacuteorie de Kick (1885) leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle au rapport du volume de particules dalimentation au volume de particules de produit

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CK est une constanteIl ne tient pas compte des tailles absolues de lalimentation et le produit et en conseacutequence par exemple implique que leacutenergie absorbeacutee pour ramener une particule de 5 microns agrave la moitieacute de sa taille est identique agrave celle requise pour reacuteduire une particule de 1000 millimegravetres Il est montreacute que cette loi est assez preacutecise pour concasser au-dessus de la taille de 1 cm

Theorie de Bond La puissance en watts (kw-h par tonne courte) absorbeacutee en reacuteduisant une alimentation de 80 passant la taille F (microns) agrave un produit de 80 passant la taille P (microns) est donneacutee par

ougrave Wi est lindice de travail de Bond pour le mateacuteriau

Lindice de Bond est un indicateur de la reacutesistance du mateacuteriau au concassage et au broyage Il est eacutegal au kwhst exigeacute pour reacuteduire le mateacuteriau dune dimension theacuteoriquement infinie dalimentation agrave 80 passant le tamis de 100 microns Cette loi sest aveacutereacutee admissible pour le broyage agrave bille et agrave barre

Broyabiliteacute Le quantificateur le plus courant de la broyabiliteacute est lindice de travail de Bond introduit preacuteceacutedemment Noter que la broyabilteacute deacutepend des dimensions des particules et par conseacutequent la dimension particulaire approprieacutee devrait toujours ecirctre speacutecifieacutee avec lindice de travail listeacute Lindice de travail est obtenu en laboratoire en utilisant lessai standard de Bond Du mateacuteriau trop petit est continuellement enleveacute pour reacutepliquer le fonctionnement agrave circuit fermeacute

Noter que lindice de travail qui mesure le KwH deacutepend du type de machine de boyage utiliseacute Quelques machines sont plus efficaces que dautres et donc montrera lindice de travail infeacuterieur que dautres Par exemple les concasseurs agrave macircchoire et giratoire absorbent beaucoup deacutenergie et ont en conseacutequence les indices de travail les plus eacuteleveacutes Les broyeurs agrave barre ont les indices de travail les plus petits tandis que les concasseurs agrave percussion et les broyeurs agrave vibration ont des indices de travail modeacutereacutes

Concasseurs

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Les concasseurs sont la premiegravere eacutetape meacutecanique dans le proceacutedeacute de morcellement suivant les indications de lorganigramme (flowsheet) Le concassage est geacuteneacuteralement effectueacute dans deux ou trois eacutetapes de processus La premiegravere eacutetape geacuteneacuteralement concasse de moins de 15 m agrave 10 - 20 cm La deuxiegraveme eacutetape geacuteneacuteralement concasse agrave moins 05 agrave 2 cm

Le concassage est fait dans le circuit ouvert ou fermeacute Les deux ont leurs applications Une fois fait dans le circuit ouvert le produit va agrave la prochaine eacutetape du morcellement (typiquement un broyeur agrave barre) Puisque le produit nest pas cribleacute la prochaine eacutetape doit pouvoir srsquoadapter agrave des fluctuations de taille

Le concassage est fait dans le circuit fermeacute quand la flexibiliteacute de broyeur est deacutesireacutee Ici le produit est cribleacute le passant (petite taille) est achemineacute vers la prochaine eacutetape mais le refus (surdimensionneacute) est renvoyeacute au concasseur

La preacutesence dun crible permet au concasseur decirctre utiliseacute agrave nimporte quel reacuteglage de taille agrave un moment donneacute avec le crible (simple ou multiple) on fait le choix du produits finis Dans le circuit ouvert le concasseur peut seulement opeacuterer agrave la taille que la prochaine eacutetape peut srsquoadapter Quand le mateacuteriau est collant le concasseur peut ecirctre ouvert pour eacuteviter dobstruer sans gecircner les proceacutedeacutes en aval

Flowsheet drsquoinstallation de concassage de base

Circuit ouvert Circuit fermeacute

Concasseurs primaires Ramegravene le tout venant de minerai de la mine agrave une taille qui convient au transport Grandes machines Lourdes Deux types de concasseurs primaires sont disponibles Concasseurs agrave macircchoire et concasseurs giratoire Les concasseurs giratoire peuvent produire de 600 agrave 6000 tph selon la taille Cependant les concasseurs agrave macircchoire peuvent assurer environ 750 tph

Concasseurs agrave macircchoire Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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INTRODUCTION Le traitement mineacuteral est lrsquoeacutetape en exploitation miniegravere (parmi une seacuterie drsquoeacutetapes) qui convertit le tout venant de la mine (rom) le minerai (cagraved le minerai comme extrait sous sa forme brute) en un produit enrichi qui est sensiblement proche au mineacuteralmeacutetal final deacutesireacute que le minerai tout venant Cela sappelle la preacuteparation mineacuterale parce qursquoil preacutepare le minerai tout venant pour qursquoil soit precirct pour les meacutethodes drsquoextraction mineacuterale (meacutetallurgie) Naturellement pas tous les minerais ou mineacuteraux tout venant exigent la preacuteparation ou la meacutetallurgie Very rich iron ore sand and gravel and (some) coal are example of minerals that do not necessarily undergo any beneficiation prior to their use Le minerai tregraves riche de fer le sable et le gravier et le charbon (certains) sont des exemples des minerais qui ne subissent forceacutement aucune reacuteduction avant leur utilisation Exploitation Miniegravere (Tout venant)

Traitement mineacuteral

MeacutetallurgieProduit fini (mineacuteral)

Un accomplissement important pendant leacutetape de preacuteparation mineacuterale est la reacuteduction de la quantiteacute de roche qui doit subir la meacutetallurgie On eacutelimine un pour cent significatif de roche steacuterile avec la quantiteacute exacte qui deacutepend de la geacuteologie du gisement La reacuteduction en quantiteacute rend non seulement la meacutetallurgie plus effective elle reacuteduit eacutegalement une seacuterie de coucircts comprenant le transport les alimentations et les eacutequipements

Les diverses conseacutequences de la preacuteparation mineacuterale sont i reacuteduction de volume de minerai ii seacuteparation des diffeacuterents types de minerais pour le minerai polymeacutetallique de sorte que chacun puisse suivre un

proceacutedeacute seacutepareacute de preacuteparation au besoin iii pertes dans les divers sous-processus tels que la concentration

La preacuteparation mineacuterale se compose de la libeacuteration et de la seacuteparationconcentration La libeacuteration concerne lrsquoexposition des valeurs mineacuterales de la roche de sorte quelles puissent ecirctre extraites Ceci est reacutealiseacute par concassage etou broyage Ceci ramegravene la roche steacuterile aux particules quelque peu distinctes du minerai valorisable Agrave la prochaine eacutetape ces particules sont seacutepareacutees par des moyens physiques (utilisant des proprieacuteteacutes telles que la densiteacute) ou moyens chimiques en objets de valeur (concentreacute) et des rejets (produits de queue) Ainsi tandis que la libeacuteration est principalement un proceacutedeacute physique la seacuteparationconcentration peut ecirctre un proceacutedeacute physique ou un proceacutedeacute chimique Il y a une autre partie de la preacuteparation mineacuterale une partie qui soccupe de la finition et comporte des proceacutedeacutes comme le seacutechage transport et disposition des produits de queueUn exemple de flowsheet est donneacute ci-dessous(+) indique surdimensionneacute tandis que (-) indique trop petit Comme vu ci-dessus le surdimensionneacute est remanipuleacute alors que les trop petits se dirigent vers la prochaine opeacuteration

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Efficaciteacute dans la libeacuteration

Libeacuteration par communition (cagraved concassage etou broyage) nest jamais parfait La finesse du morcellement srsquoeffectue aleacuteatoirement (nimporte comment) quelques particules auront toujours la gangue fixeacutee en elles La figure ci-dessous prouve que mecircme si la particule a eacuteteacute eacutecraseacutee agrave une plus petite taille quelques particules reacutesultantes contiennent toujours de la gangue Des particules qui contiennent la gangue et le minerai sappellent middlings (issues de bleacute)

Mineacuteral enfermeacute agrave linteacuterieur dune gangue

Le degreacute de libeacuteration est deacutefini laquo comme pourcentage du minerai se produisant en tant que particules libres dans le minerai par rapport agrave tout le contenu raquo Il deacutepend de la reacutesistance agrave la frontiegravere du minerai-steacuterile les faibles frontiegraveres ont des degreacutes plus eacuteleveacutes de libeacuteration Typiquement le laboratoire et les eacutetudes deacutechelle pilote sont conduites pour deacuteterminer la libeacuteration optimale pour un minerai donneacute Loptimum ne signifie pas que le degreacute de libeacuteration est agrave cent pourcent et quil y a pas de middlings il signifie simplement que le pourcentage des middlings et le degreacute de libeacuteration sont les deux acceptables pour la prochaine opeacuteration dans le proceacutedeacute Pour le minerai de basse teneur (qualiteacute infeacuterieure) il est parfois plus eacuteconomique de broyer plus grossier quoptimal ayant pour reacutesultat de plus grandes issues fractions de middlings (et produits de queue agrave grain grossier) Les middlings sont alors redroyeacutees dans la prochaine eacutetape (voir ci-dessous) En eacuteliminant des produits de queue preacutecoceacutement les coucircts de broyage sont reacuteduits dans la deuxiegraveme eacutetape Ce type dorganigramme est employeacute sur les minerais qui sont facilement seacutepareacutes de la gangue

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Efficaciteacute dans la concentration

Lampleur de la concentration possible agrave un type de minerai deacutepend de la geacuteologie Par exemple alors que du minerai contenant le cuivre natif pourrait ecirctre hypotheacutetiquement concentreacute agrave 100 de cuivre le minerai de cuivre contenant la chalcopyrite (CuFeS2) peut seulement ecirctre concentreacute agrave 345 de cuivre (vous savez pourquoi1) Par conseacutequent pour le cuivre natif la reacutecupeacuteration maximum hypotheacutetique est 100 dans le concentreacute alors que pour la chalcopyrite il nrsquoest que de 345 1Le cuivre avec un poids atomique de 6354 est 346 du poids moleacuteculaire de CuFeS2 (18352) Exercice rapide 11 Dans une installation de preacuteparation un concentreacute de chalcopyrite (76 chalcopyrite) est transporteacute agrave 100 tonnes par heure sur un convoyeur agrave bande Quelle est la teneur du cuivre sur le convoyeur Agrave $350lb quelle est la valeur du cuivre sur le convoyeur

Reacuteponse 100 tph de concentreacute de chalcopyrite de 76 1048774104877476 tph de chalcopyrite 1048774104877476 X 346 de Cu (en chalcopyrite) = 263 tph Valeur 263 X 2000 X 35 par heure = $184192 par heure

Reacutecupeacuteration est le pourcentage de tout le meacutetal contenu dans le minerai qui est preacutesent dans le concentreacute Noter que la reacutecupeacuteration nrsquoest pas de 100 puisquun certain meacutetal est toujours perdu aux produits de queue Typiquement la reacutecupeacuteration est calculeacutee non seulement pour le concentreacute mais eacutegalement pour les middlings et les produits de queue pour mieux comprendre linstallation de traitement

Rapport de concentration (RoC) est le rapport dalimentation sur le concentreacute (en poids) c-agrave-d un rapport de lentreacutee sur la sortie (en poids) Agrave mesure que la teneur en meacutetal du concentreacute augmente le rapport de la concentration suit eacutegalement Voir lexemple

Exercice rapide 12 Dans une usine dor le minerai peacutenegravetre le proceacutessus agrave 110 tph agrave une teneur de 04 ozton Il produit un concentreacute agrave 70 ozton Les produits de queue sont mesureacutes pour contenir 004 ozton dor Calculer le rapport de la concentration

Reacuteponse Soit le taux dentreacutee en tph F (=110 tph) le taux de concentreacute en tph est C et les produits de queue en tph sont T Soit la teneur dalimentation est f en ozton la teneur de concentreacute soit c en ozton et la teneur de produits de queue est t ozton Par conseacutequentF = C + T Eq 1 hellip c-agrave-d tonnes dentreacutee = tonnes sorties In terms of gold quantitiesFf = Cc + Tt 1048774Eq 2 hellip c-agrave-d or dentreacutee = or sortieDes Eqs 1 et 2 C = F (f-t)(c-t)

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= 110(04-004)(70-004) = 0566 tph

Rapport de concentration FC = 1100566 = 19433Quarrive agrave FC quand la teneur de concentreacute grimpe jusquagrave 75 ozton teneur de sortie de queue demeurant la mecircme Quelle est la reacutecupeacuteration dor du concentreacute

Le rapport denrichissement est le rapport de la teneur du concentreacute sur la teneur de lalimentation Dans lexemple ci-dessus le rapport denrichissement est 7004 = 175

Geacuteneacuteralement la reacutecupeacuteration et la teneur du concentreacute sont inversement proportionnelles Bien que la reacutecupeacuteration agrave 100 soit toujours deacutesireacutee en raison de son rapport inverse avec la teneur du concentreacute il nest pas possible de la reacutealiser sans heurter la teneur du concentreacute Par conseacutequent il y a une teneur ou reacutecupeacuteration optimaleeacuteconomique pour chaque proceacutedeacute de traitement

COMPTABILITE MEacuteTALLURGIQUE

La comptabiliteacute meacutetallurgique est simplement la comptabiliteacute des minerais entrant et quittant un processus Cest un aspect important du traitement mineacuteral puisquautrement sans lui des paramegravetres importants tels que la reacutecupeacuteration ou le rendement ne seraient pas connus Les fonctionnements dusine deacutependent eacutegalement de la comptabiliteacute meacutetallurgique pour sassurer que les fonctionnements sont efficaces et nrsquoayant pas trop de pertes Leacutechantillonnage et lanalyse sont les deux composants de la comptabiliteacute meacutetallurgique Il est admis que si les reacutecupeacuterations theacuteoriques et reacuteelles dun proceacutedeacute diffegraverent de plus de 1 lrsquoeacutechantillonnage et lrsquoanalyse sont agrave blacircmer

Eacutechantillonnage et pesage

Pour deacuteterminer la veacuteritables reacutecupeacuterationpertes dusine on doit eacutechantillonner le minerai avant le concassage primaire (typiquement le point dentreacutee dans lusine) Cependant en raison des raisons ci-dessous ceci nest pas fait agrave moins que des minerais du type diffeacuterent doivent ecirctre repreacutesenteacutes seacutepareacute

- Les particules du tout venant du minerai sont de tailles et de qualiteacute tregraves diffeacuterentes - La seacutegreacutegation se produit sur la bande du convoyeur baseacutee sur les dimensions des particules Par conseacutequent des

particules fines et grosses peuvent ecirctre preacutevues pour ecirctre de teneur diffeacuterente en qualiteacute et en eau Agrave moins que de tregraves grands eacutechantillons soient preacuteleveacutes il peut ne pas ecirctre possible dobtenir une valeur veacuteritablement repreacutesentative

Le preacutelegravevement est mieux fait quand il y a de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute dans le mateacuteriau particuliegraverement quant aux dimensions des particules Par conseacutequent il est courant drsquoeacutechantillonner apregraves le concassagebroyage

Echantillonnage dhumiditeacute

Lhumiditeacute exteacuterieure de surface influe sur le poids et la qualiteacute des eacutechantillons Cependant agrave moins quelle soit mesureacutee au preacutelegravevement il ny a aucune maniegravere de connaicirctre la teneur en eau puisque la plupart des analyses sont faites sur des eacutechantillons secs (des eacutechantillons sont seacutecheacutes avant analyse de laboratoire) Cependant en raison des proceacutedures souvent compliqueacutees requises pour rassembler des eacutechantillons danalyse analysant des eacutechantillons danalyse de la teneur en eau donne de faux reacutesultats puisquil y a perte dhumiditeacute dans le long proceacutedeacute de preacutelegravevement Par conseacutequent la mesure dhumiditeacute est souvent faite sur des eacutechantillons rassembleacutes seacutepareacute des eacutechantillons danalyse Par conseacutequent dhumiditeacute de surface = (poids humide - poids sec) X 100poids humide

Echantillon danalyse Puisque les eacutechantillons doivent ecirctre repreacutesentatifs du mateacuteriau entier ils devraient ecirctre pris aux emplacements qui reacuteduisent naturellement au minimum la variabiliteacute Gyrsquos formula is used to obtain an idea of the sample size required to obtain a given accuracy

ougrave M = poids minimum deacutechantillon requiris (gms) L = poids du lot entier (gms) C = constante drsquoeacutechantillonnage pour le mateacuteriau = fgβc d or d095 = dimension particulaire au 95egraveme percentile (en cm) s = erreur de preacutelegravevement relative f = facteur de forme g = facteur deacutependant de la distribution des particules β = facteur de libeacuteration c = facteur de composition

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Les facteurs affectant C peuvent ecirctre estimeacutes comme suit Le facteur de forme est seacutelectionneacute sur la base de la taille de la majoriteacute des particules Il est de 05 pour la plupart des particules (voir f ci-dessous)

Le facteur de libeacuteration β deacutepend du degreacute de libeacuteration (voir ci-dessous) c-agrave-d le minerai libeacutereacute (les particules seacutepareacutees du minerai et de la gangue) ou incorporeacute Noter que si nous preacutelevons la cendre de charbon le laquo minerai raquo serait la cendre

β est calculeacute comme suit

ougrave L et d sont les longueurs du mateacuteriau et de la particule de mineacuterale respectivement

The size distribution factor g is typically 025 and is based on the ratio of the large to small particles (d095d005) It is selected as below

Wide range in size (d095d005gt4) g = 025 Medium range in size (2lt d095d005lt4) g= 050 Small range in size (1lt d095d005lt2) g=075 No range all the same (d095d005=1) g=10

The composition factor is estimated from

where a is the fractional mineral content r is the mineral density (gcc) and t is the density of the material (gcc) being sampled

Note that the obtained error is the relative sampling error and is related to the absolute error as follows

where μmineral is the average quality value of the mineral Therefore any sample obtained from such a program would have a quality range of plusmn2sA

COMMINUTION Le morcellement est leacutetape dans le traitement mineacuteral ougrave la roche extraite est successivement reacuteduite dans la taille jusquagrave ce que la majeure partie de gangue et de minerai se produise en tant que particules seacutepareacutees Deux meacutecanismes primaires

Concassage - par compression ou choc avec les surfaces dures dans le circuit restreint - typiquement un proceacutedeacute sec Petits rapports de reacuteduction (pas plus de 3-6 agrave chaque eacutetape) Le RR est deacutefini comme

rapport de dimension particulaire maximum dalimentation agrave la dimension particulaire maximum de produit Broyage

- abrasion et choc par le mouvement libre des meacutedias non lieacutes (barres billes cailloux etc) Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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- typiquement un proceacutedeacute humide de sorte que lalimentation agrave la concentration puisse ecirctre sous la forme de boue deacutemoulage

Principes du morcellement - Les mineraux sont en geacuteneacuteral cristallins avec les liaisons physiques et chimiques deacuteterminant la disposition des atomes Ces liaisons sont effectives seulement pour de petites distances et peuvent ecirctre briseacutees si la contrainte de traction est appliqueacutee (par la charge de tension ou compressive) - Les tensions internes ne sont jamais uniformes car la roche contient beaucoup de diffeacuterents mineacuteraux dans plusieurs tailles diffeacuterentes Tandis que les tensions deacutependent des proprieacuteteacutes meacutecaniques de chaque constituant elles deacutependent de la preacutesence des fissures

o La hausse de la tension agrave la pointe de la fissure est proportionnelle agrave la racine carreacutee de la longueur de la perpendiculaire agrave la fissure suivant la direction de la tension Une fois que la longueur de la fissure deacutepasse une certaine valeur elle peut briser la liaison atomique agrave la pointe augmentant de ce fait la longueur de la fissure qui augmente la tension La rupture est donc rapid - Les cristaux peuvent ecirctre eacutelastiques bien que les theacuteories assument la rupture fragile Leacutelasticiteacute implique quils peuvent stocker leacutenergie sans se briser et relacirccher leacutenergie stockeacutee quand la tension est enleveacutee Leacutenergie de traction est relacirccheacutee quand une fissure est formeacutee Quand la fragmentation se produit (La theacuteorie de Griffith) une partie de leacutenergie stockeacutee va devenir laquo leacutenergie exteacuterieure librerdquo ou ldquo eacutenergie potentielle rdquo des atomes sur la surface de creacuteation reacutecente La hausse de leacutenergie potentielle donne aux nouvelles surfaces creacuteeacutees plus drsquoactiviteacute chimique Noter que la propagation des fissures peut ecirctre influeacutee par la preacutesence dautres fissures ou frontiegraveres du cristal

- Lrsquoeau particuliegraverement en contenant des additifs reacuteduit leacutenergie requise pour le morcellement Ceci probablement parce que leauadditif reacuteduit la force de liaison agrave la pointe des fissures - La fragmentation des particules se produit par concassage (rupture de compressive) impact (rupture de traction) et usure ou attrition (rupture de cisaillement)

Rupture par concassage

o Quand la compression se produit les particules de deux types de tailles se produisent Les fines de la rupture de compression se produisent pregraves des points de charge tandis que les particules grossiegraveres se produisent suite agrave la rupture de traction induite En employant les surfaces strieacutees la superficie du point de charge peut ecirctre reacuteduite ainsi reacuteduisant les forces de compression et par conseacutequent les fines o Dans la fragmentation par choc la particule est exposeacutee brusquement (rapidement) aux contraintes tregraves eacuteleveacutees Les particules se brisent par traction en produits de taille similaire o Lusure se produit typiquement en raison de linteraction de particule-particule Elle produit beaucoup de fines et est par conseacutequent indeacutesirable Lusure se produit si des roches sont introduites trop rapidement dans le broyeur augmentant de ce fait les efforts de compression entre les roches

Theacuteories du morcellement

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Le problegraveme majeur avec le morcellement est quune grande partie de leacutenergie absorbeacutee va agrave loutil pour le morcellement c-agrave-d la machine elle-mecircme Par exemple pour des broyeurs agrave boulets seulement 1 de leacutenergie va au morcellement Par conseacutequent il est difficile disoler leacutenergie absorbeacutee dans le morcellementen plus diffeacuterent de la plupart des theacuteories de morcellement qui supposent que tout les mateacuteriaux sont fragiles le mateacuteriau plastique peut absorber leacutenergie pour se deacuteformer sans produire de nouvelles surfaces suppleacutementaires Les trois theacuteories principales sont

Theacuteorie de Von Rittinger (1867) Leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle agrave lrsquoair de la nouvelle surface produite

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CVR est une constanteCette theacuteorie sapplique au broyage fin (10-1000 microns)

Theacuteorie de Kick (1885) leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle au rapport du volume de particules dalimentation au volume de particules de produit

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CK est une constanteIl ne tient pas compte des tailles absolues de lalimentation et le produit et en conseacutequence par exemple implique que leacutenergie absorbeacutee pour ramener une particule de 5 microns agrave la moitieacute de sa taille est identique agrave celle requise pour reacuteduire une particule de 1000 millimegravetres Il est montreacute que cette loi est assez preacutecise pour concasser au-dessus de la taille de 1 cm

Theorie de Bond La puissance en watts (kw-h par tonne courte) absorbeacutee en reacuteduisant une alimentation de 80 passant la taille F (microns) agrave un produit de 80 passant la taille P (microns) est donneacutee par

ougrave Wi est lindice de travail de Bond pour le mateacuteriau

Lindice de Bond est un indicateur de la reacutesistance du mateacuteriau au concassage et au broyage Il est eacutegal au kwhst exigeacute pour reacuteduire le mateacuteriau dune dimension theacuteoriquement infinie dalimentation agrave 80 passant le tamis de 100 microns Cette loi sest aveacutereacutee admissible pour le broyage agrave bille et agrave barre

Broyabiliteacute Le quantificateur le plus courant de la broyabiliteacute est lindice de travail de Bond introduit preacuteceacutedemment Noter que la broyabilteacute deacutepend des dimensions des particules et par conseacutequent la dimension particulaire approprieacutee devrait toujours ecirctre speacutecifieacutee avec lindice de travail listeacute Lindice de travail est obtenu en laboratoire en utilisant lessai standard de Bond Du mateacuteriau trop petit est continuellement enleveacute pour reacutepliquer le fonctionnement agrave circuit fermeacute

Noter que lindice de travail qui mesure le KwH deacutepend du type de machine de boyage utiliseacute Quelques machines sont plus efficaces que dautres et donc montrera lindice de travail infeacuterieur que dautres Par exemple les concasseurs agrave macircchoire et giratoire absorbent beaucoup deacutenergie et ont en conseacutequence les indices de travail les plus eacuteleveacutes Les broyeurs agrave barre ont les indices de travail les plus petits tandis que les concasseurs agrave percussion et les broyeurs agrave vibration ont des indices de travail modeacutereacutes

Concasseurs

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Les concasseurs sont la premiegravere eacutetape meacutecanique dans le proceacutedeacute de morcellement suivant les indications de lorganigramme (flowsheet) Le concassage est geacuteneacuteralement effectueacute dans deux ou trois eacutetapes de processus La premiegravere eacutetape geacuteneacuteralement concasse de moins de 15 m agrave 10 - 20 cm La deuxiegraveme eacutetape geacuteneacuteralement concasse agrave moins 05 agrave 2 cm

Le concassage est fait dans le circuit ouvert ou fermeacute Les deux ont leurs applications Une fois fait dans le circuit ouvert le produit va agrave la prochaine eacutetape du morcellement (typiquement un broyeur agrave barre) Puisque le produit nest pas cribleacute la prochaine eacutetape doit pouvoir srsquoadapter agrave des fluctuations de taille

Le concassage est fait dans le circuit fermeacute quand la flexibiliteacute de broyeur est deacutesireacutee Ici le produit est cribleacute le passant (petite taille) est achemineacute vers la prochaine eacutetape mais le refus (surdimensionneacute) est renvoyeacute au concasseur

La preacutesence dun crible permet au concasseur decirctre utiliseacute agrave nimporte quel reacuteglage de taille agrave un moment donneacute avec le crible (simple ou multiple) on fait le choix du produits finis Dans le circuit ouvert le concasseur peut seulement opeacuterer agrave la taille que la prochaine eacutetape peut srsquoadapter Quand le mateacuteriau est collant le concasseur peut ecirctre ouvert pour eacuteviter dobstruer sans gecircner les proceacutedeacutes en aval

Flowsheet drsquoinstallation de concassage de base

Circuit ouvert Circuit fermeacute

Concasseurs primaires Ramegravene le tout venant de minerai de la mine agrave une taille qui convient au transport Grandes machines Lourdes Deux types de concasseurs primaires sont disponibles Concasseurs agrave macircchoire et concasseurs giratoire Les concasseurs giratoire peuvent produire de 600 agrave 6000 tph selon la taille Cependant les concasseurs agrave macircchoire peuvent assurer environ 750 tph

Concasseurs agrave macircchoire Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Efficaciteacute dans la libeacuteration

Libeacuteration par communition (cagraved concassage etou broyage) nest jamais parfait La finesse du morcellement srsquoeffectue aleacuteatoirement (nimporte comment) quelques particules auront toujours la gangue fixeacutee en elles La figure ci-dessous prouve que mecircme si la particule a eacuteteacute eacutecraseacutee agrave une plus petite taille quelques particules reacutesultantes contiennent toujours de la gangue Des particules qui contiennent la gangue et le minerai sappellent middlings (issues de bleacute)

Mineacuteral enfermeacute agrave linteacuterieur dune gangue

Le degreacute de libeacuteration est deacutefini laquo comme pourcentage du minerai se produisant en tant que particules libres dans le minerai par rapport agrave tout le contenu raquo Il deacutepend de la reacutesistance agrave la frontiegravere du minerai-steacuterile les faibles frontiegraveres ont des degreacutes plus eacuteleveacutes de libeacuteration Typiquement le laboratoire et les eacutetudes deacutechelle pilote sont conduites pour deacuteterminer la libeacuteration optimale pour un minerai donneacute Loptimum ne signifie pas que le degreacute de libeacuteration est agrave cent pourcent et quil y a pas de middlings il signifie simplement que le pourcentage des middlings et le degreacute de libeacuteration sont les deux acceptables pour la prochaine opeacuteration dans le proceacutedeacute Pour le minerai de basse teneur (qualiteacute infeacuterieure) il est parfois plus eacuteconomique de broyer plus grossier quoptimal ayant pour reacutesultat de plus grandes issues fractions de middlings (et produits de queue agrave grain grossier) Les middlings sont alors redroyeacutees dans la prochaine eacutetape (voir ci-dessous) En eacuteliminant des produits de queue preacutecoceacutement les coucircts de broyage sont reacuteduits dans la deuxiegraveme eacutetape Ce type dorganigramme est employeacute sur les minerais qui sont facilement seacutepareacutes de la gangue

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Efficaciteacute dans la concentration

Lampleur de la concentration possible agrave un type de minerai deacutepend de la geacuteologie Par exemple alors que du minerai contenant le cuivre natif pourrait ecirctre hypotheacutetiquement concentreacute agrave 100 de cuivre le minerai de cuivre contenant la chalcopyrite (CuFeS2) peut seulement ecirctre concentreacute agrave 345 de cuivre (vous savez pourquoi1) Par conseacutequent pour le cuivre natif la reacutecupeacuteration maximum hypotheacutetique est 100 dans le concentreacute alors que pour la chalcopyrite il nrsquoest que de 345 1Le cuivre avec un poids atomique de 6354 est 346 du poids moleacuteculaire de CuFeS2 (18352) Exercice rapide 11 Dans une installation de preacuteparation un concentreacute de chalcopyrite (76 chalcopyrite) est transporteacute agrave 100 tonnes par heure sur un convoyeur agrave bande Quelle est la teneur du cuivre sur le convoyeur Agrave $350lb quelle est la valeur du cuivre sur le convoyeur

Reacuteponse 100 tph de concentreacute de chalcopyrite de 76 1048774104877476 tph de chalcopyrite 1048774104877476 X 346 de Cu (en chalcopyrite) = 263 tph Valeur 263 X 2000 X 35 par heure = $184192 par heure

Reacutecupeacuteration est le pourcentage de tout le meacutetal contenu dans le minerai qui est preacutesent dans le concentreacute Noter que la reacutecupeacuteration nrsquoest pas de 100 puisquun certain meacutetal est toujours perdu aux produits de queue Typiquement la reacutecupeacuteration est calculeacutee non seulement pour le concentreacute mais eacutegalement pour les middlings et les produits de queue pour mieux comprendre linstallation de traitement

Rapport de concentration (RoC) est le rapport dalimentation sur le concentreacute (en poids) c-agrave-d un rapport de lentreacutee sur la sortie (en poids) Agrave mesure que la teneur en meacutetal du concentreacute augmente le rapport de la concentration suit eacutegalement Voir lexemple

Exercice rapide 12 Dans une usine dor le minerai peacutenegravetre le proceacutessus agrave 110 tph agrave une teneur de 04 ozton Il produit un concentreacute agrave 70 ozton Les produits de queue sont mesureacutes pour contenir 004 ozton dor Calculer le rapport de la concentration

Reacuteponse Soit le taux dentreacutee en tph F (=110 tph) le taux de concentreacute en tph est C et les produits de queue en tph sont T Soit la teneur dalimentation est f en ozton la teneur de concentreacute soit c en ozton et la teneur de produits de queue est t ozton Par conseacutequentF = C + T Eq 1 hellip c-agrave-d tonnes dentreacutee = tonnes sorties In terms of gold quantitiesFf = Cc + Tt 1048774Eq 2 hellip c-agrave-d or dentreacutee = or sortieDes Eqs 1 et 2 C = F (f-t)(c-t)

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= 110(04-004)(70-004) = 0566 tph

Rapport de concentration FC = 1100566 = 19433Quarrive agrave FC quand la teneur de concentreacute grimpe jusquagrave 75 ozton teneur de sortie de queue demeurant la mecircme Quelle est la reacutecupeacuteration dor du concentreacute

Le rapport denrichissement est le rapport de la teneur du concentreacute sur la teneur de lalimentation Dans lexemple ci-dessus le rapport denrichissement est 7004 = 175

Geacuteneacuteralement la reacutecupeacuteration et la teneur du concentreacute sont inversement proportionnelles Bien que la reacutecupeacuteration agrave 100 soit toujours deacutesireacutee en raison de son rapport inverse avec la teneur du concentreacute il nest pas possible de la reacutealiser sans heurter la teneur du concentreacute Par conseacutequent il y a une teneur ou reacutecupeacuteration optimaleeacuteconomique pour chaque proceacutedeacute de traitement

COMPTABILITE MEacuteTALLURGIQUE

La comptabiliteacute meacutetallurgique est simplement la comptabiliteacute des minerais entrant et quittant un processus Cest un aspect important du traitement mineacuteral puisquautrement sans lui des paramegravetres importants tels que la reacutecupeacuteration ou le rendement ne seraient pas connus Les fonctionnements dusine deacutependent eacutegalement de la comptabiliteacute meacutetallurgique pour sassurer que les fonctionnements sont efficaces et nrsquoayant pas trop de pertes Leacutechantillonnage et lanalyse sont les deux composants de la comptabiliteacute meacutetallurgique Il est admis que si les reacutecupeacuterations theacuteoriques et reacuteelles dun proceacutedeacute diffegraverent de plus de 1 lrsquoeacutechantillonnage et lrsquoanalyse sont agrave blacircmer

Eacutechantillonnage et pesage

Pour deacuteterminer la veacuteritables reacutecupeacuterationpertes dusine on doit eacutechantillonner le minerai avant le concassage primaire (typiquement le point dentreacutee dans lusine) Cependant en raison des raisons ci-dessous ceci nest pas fait agrave moins que des minerais du type diffeacuterent doivent ecirctre repreacutesenteacutes seacutepareacute

- Les particules du tout venant du minerai sont de tailles et de qualiteacute tregraves diffeacuterentes - La seacutegreacutegation se produit sur la bande du convoyeur baseacutee sur les dimensions des particules Par conseacutequent des

particules fines et grosses peuvent ecirctre preacutevues pour ecirctre de teneur diffeacuterente en qualiteacute et en eau Agrave moins que de tregraves grands eacutechantillons soient preacuteleveacutes il peut ne pas ecirctre possible dobtenir une valeur veacuteritablement repreacutesentative

Le preacutelegravevement est mieux fait quand il y a de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute dans le mateacuteriau particuliegraverement quant aux dimensions des particules Par conseacutequent il est courant drsquoeacutechantillonner apregraves le concassagebroyage

Echantillonnage dhumiditeacute

Lhumiditeacute exteacuterieure de surface influe sur le poids et la qualiteacute des eacutechantillons Cependant agrave moins quelle soit mesureacutee au preacutelegravevement il ny a aucune maniegravere de connaicirctre la teneur en eau puisque la plupart des analyses sont faites sur des eacutechantillons secs (des eacutechantillons sont seacutecheacutes avant analyse de laboratoire) Cependant en raison des proceacutedures souvent compliqueacutees requises pour rassembler des eacutechantillons danalyse analysant des eacutechantillons danalyse de la teneur en eau donne de faux reacutesultats puisquil y a perte dhumiditeacute dans le long proceacutedeacute de preacutelegravevement Par conseacutequent la mesure dhumiditeacute est souvent faite sur des eacutechantillons rassembleacutes seacutepareacute des eacutechantillons danalyse Par conseacutequent dhumiditeacute de surface = (poids humide - poids sec) X 100poids humide

Echantillon danalyse Puisque les eacutechantillons doivent ecirctre repreacutesentatifs du mateacuteriau entier ils devraient ecirctre pris aux emplacements qui reacuteduisent naturellement au minimum la variabiliteacute Gyrsquos formula is used to obtain an idea of the sample size required to obtain a given accuracy

ougrave M = poids minimum deacutechantillon requiris (gms) L = poids du lot entier (gms) C = constante drsquoeacutechantillonnage pour le mateacuteriau = fgβc d or d095 = dimension particulaire au 95egraveme percentile (en cm) s = erreur de preacutelegravevement relative f = facteur de forme g = facteur deacutependant de la distribution des particules β = facteur de libeacuteration c = facteur de composition

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Les facteurs affectant C peuvent ecirctre estimeacutes comme suit Le facteur de forme est seacutelectionneacute sur la base de la taille de la majoriteacute des particules Il est de 05 pour la plupart des particules (voir f ci-dessous)

Le facteur de libeacuteration β deacutepend du degreacute de libeacuteration (voir ci-dessous) c-agrave-d le minerai libeacutereacute (les particules seacutepareacutees du minerai et de la gangue) ou incorporeacute Noter que si nous preacutelevons la cendre de charbon le laquo minerai raquo serait la cendre

β est calculeacute comme suit

ougrave L et d sont les longueurs du mateacuteriau et de la particule de mineacuterale respectivement

The size distribution factor g is typically 025 and is based on the ratio of the large to small particles (d095d005) It is selected as below

Wide range in size (d095d005gt4) g = 025 Medium range in size (2lt d095d005lt4) g= 050 Small range in size (1lt d095d005lt2) g=075 No range all the same (d095d005=1) g=10

The composition factor is estimated from

where a is the fractional mineral content r is the mineral density (gcc) and t is the density of the material (gcc) being sampled

Note that the obtained error is the relative sampling error and is related to the absolute error as follows

where μmineral is the average quality value of the mineral Therefore any sample obtained from such a program would have a quality range of plusmn2sA

COMMINUTION Le morcellement est leacutetape dans le traitement mineacuteral ougrave la roche extraite est successivement reacuteduite dans la taille jusquagrave ce que la majeure partie de gangue et de minerai se produise en tant que particules seacutepareacutees Deux meacutecanismes primaires

Concassage - par compression ou choc avec les surfaces dures dans le circuit restreint - typiquement un proceacutedeacute sec Petits rapports de reacuteduction (pas plus de 3-6 agrave chaque eacutetape) Le RR est deacutefini comme

rapport de dimension particulaire maximum dalimentation agrave la dimension particulaire maximum de produit Broyage

- abrasion et choc par le mouvement libre des meacutedias non lieacutes (barres billes cailloux etc) Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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- typiquement un proceacutedeacute humide de sorte que lalimentation agrave la concentration puisse ecirctre sous la forme de boue deacutemoulage

Principes du morcellement - Les mineraux sont en geacuteneacuteral cristallins avec les liaisons physiques et chimiques deacuteterminant la disposition des atomes Ces liaisons sont effectives seulement pour de petites distances et peuvent ecirctre briseacutees si la contrainte de traction est appliqueacutee (par la charge de tension ou compressive) - Les tensions internes ne sont jamais uniformes car la roche contient beaucoup de diffeacuterents mineacuteraux dans plusieurs tailles diffeacuterentes Tandis que les tensions deacutependent des proprieacuteteacutes meacutecaniques de chaque constituant elles deacutependent de la preacutesence des fissures

o La hausse de la tension agrave la pointe de la fissure est proportionnelle agrave la racine carreacutee de la longueur de la perpendiculaire agrave la fissure suivant la direction de la tension Une fois que la longueur de la fissure deacutepasse une certaine valeur elle peut briser la liaison atomique agrave la pointe augmentant de ce fait la longueur de la fissure qui augmente la tension La rupture est donc rapid - Les cristaux peuvent ecirctre eacutelastiques bien que les theacuteories assument la rupture fragile Leacutelasticiteacute implique quils peuvent stocker leacutenergie sans se briser et relacirccher leacutenergie stockeacutee quand la tension est enleveacutee Leacutenergie de traction est relacirccheacutee quand une fissure est formeacutee Quand la fragmentation se produit (La theacuteorie de Griffith) une partie de leacutenergie stockeacutee va devenir laquo leacutenergie exteacuterieure librerdquo ou ldquo eacutenergie potentielle rdquo des atomes sur la surface de creacuteation reacutecente La hausse de leacutenergie potentielle donne aux nouvelles surfaces creacuteeacutees plus drsquoactiviteacute chimique Noter que la propagation des fissures peut ecirctre influeacutee par la preacutesence dautres fissures ou frontiegraveres du cristal

- Lrsquoeau particuliegraverement en contenant des additifs reacuteduit leacutenergie requise pour le morcellement Ceci probablement parce que leauadditif reacuteduit la force de liaison agrave la pointe des fissures - La fragmentation des particules se produit par concassage (rupture de compressive) impact (rupture de traction) et usure ou attrition (rupture de cisaillement)

Rupture par concassage

o Quand la compression se produit les particules de deux types de tailles se produisent Les fines de la rupture de compression se produisent pregraves des points de charge tandis que les particules grossiegraveres se produisent suite agrave la rupture de traction induite En employant les surfaces strieacutees la superficie du point de charge peut ecirctre reacuteduite ainsi reacuteduisant les forces de compression et par conseacutequent les fines o Dans la fragmentation par choc la particule est exposeacutee brusquement (rapidement) aux contraintes tregraves eacuteleveacutees Les particules se brisent par traction en produits de taille similaire o Lusure se produit typiquement en raison de linteraction de particule-particule Elle produit beaucoup de fines et est par conseacutequent indeacutesirable Lusure se produit si des roches sont introduites trop rapidement dans le broyeur augmentant de ce fait les efforts de compression entre les roches

Theacuteories du morcellement

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Le problegraveme majeur avec le morcellement est quune grande partie de leacutenergie absorbeacutee va agrave loutil pour le morcellement c-agrave-d la machine elle-mecircme Par exemple pour des broyeurs agrave boulets seulement 1 de leacutenergie va au morcellement Par conseacutequent il est difficile disoler leacutenergie absorbeacutee dans le morcellementen plus diffeacuterent de la plupart des theacuteories de morcellement qui supposent que tout les mateacuteriaux sont fragiles le mateacuteriau plastique peut absorber leacutenergie pour se deacuteformer sans produire de nouvelles surfaces suppleacutementaires Les trois theacuteories principales sont

Theacuteorie de Von Rittinger (1867) Leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle agrave lrsquoair de la nouvelle surface produite

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CVR est une constanteCette theacuteorie sapplique au broyage fin (10-1000 microns)

Theacuteorie de Kick (1885) leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle au rapport du volume de particules dalimentation au volume de particules de produit

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CK est une constanteIl ne tient pas compte des tailles absolues de lalimentation et le produit et en conseacutequence par exemple implique que leacutenergie absorbeacutee pour ramener une particule de 5 microns agrave la moitieacute de sa taille est identique agrave celle requise pour reacuteduire une particule de 1000 millimegravetres Il est montreacute que cette loi est assez preacutecise pour concasser au-dessus de la taille de 1 cm

Theorie de Bond La puissance en watts (kw-h par tonne courte) absorbeacutee en reacuteduisant une alimentation de 80 passant la taille F (microns) agrave un produit de 80 passant la taille P (microns) est donneacutee par

ougrave Wi est lindice de travail de Bond pour le mateacuteriau

Lindice de Bond est un indicateur de la reacutesistance du mateacuteriau au concassage et au broyage Il est eacutegal au kwhst exigeacute pour reacuteduire le mateacuteriau dune dimension theacuteoriquement infinie dalimentation agrave 80 passant le tamis de 100 microns Cette loi sest aveacutereacutee admissible pour le broyage agrave bille et agrave barre

Broyabiliteacute Le quantificateur le plus courant de la broyabiliteacute est lindice de travail de Bond introduit preacuteceacutedemment Noter que la broyabilteacute deacutepend des dimensions des particules et par conseacutequent la dimension particulaire approprieacutee devrait toujours ecirctre speacutecifieacutee avec lindice de travail listeacute Lindice de travail est obtenu en laboratoire en utilisant lessai standard de Bond Du mateacuteriau trop petit est continuellement enleveacute pour reacutepliquer le fonctionnement agrave circuit fermeacute

Noter que lindice de travail qui mesure le KwH deacutepend du type de machine de boyage utiliseacute Quelques machines sont plus efficaces que dautres et donc montrera lindice de travail infeacuterieur que dautres Par exemple les concasseurs agrave macircchoire et giratoire absorbent beaucoup deacutenergie et ont en conseacutequence les indices de travail les plus eacuteleveacutes Les broyeurs agrave barre ont les indices de travail les plus petits tandis que les concasseurs agrave percussion et les broyeurs agrave vibration ont des indices de travail modeacutereacutes

Concasseurs

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Les concasseurs sont la premiegravere eacutetape meacutecanique dans le proceacutedeacute de morcellement suivant les indications de lorganigramme (flowsheet) Le concassage est geacuteneacuteralement effectueacute dans deux ou trois eacutetapes de processus La premiegravere eacutetape geacuteneacuteralement concasse de moins de 15 m agrave 10 - 20 cm La deuxiegraveme eacutetape geacuteneacuteralement concasse agrave moins 05 agrave 2 cm

Le concassage est fait dans le circuit ouvert ou fermeacute Les deux ont leurs applications Une fois fait dans le circuit ouvert le produit va agrave la prochaine eacutetape du morcellement (typiquement un broyeur agrave barre) Puisque le produit nest pas cribleacute la prochaine eacutetape doit pouvoir srsquoadapter agrave des fluctuations de taille

Le concassage est fait dans le circuit fermeacute quand la flexibiliteacute de broyeur est deacutesireacutee Ici le produit est cribleacute le passant (petite taille) est achemineacute vers la prochaine eacutetape mais le refus (surdimensionneacute) est renvoyeacute au concasseur

La preacutesence dun crible permet au concasseur decirctre utiliseacute agrave nimporte quel reacuteglage de taille agrave un moment donneacute avec le crible (simple ou multiple) on fait le choix du produits finis Dans le circuit ouvert le concasseur peut seulement opeacuterer agrave la taille que la prochaine eacutetape peut srsquoadapter Quand le mateacuteriau est collant le concasseur peut ecirctre ouvert pour eacuteviter dobstruer sans gecircner les proceacutedeacutes en aval

Flowsheet drsquoinstallation de concassage de base

Circuit ouvert Circuit fermeacute

Concasseurs primaires Ramegravene le tout venant de minerai de la mine agrave une taille qui convient au transport Grandes machines Lourdes Deux types de concasseurs primaires sont disponibles Concasseurs agrave macircchoire et concasseurs giratoire Les concasseurs giratoire peuvent produire de 600 agrave 6000 tph selon la taille Cependant les concasseurs agrave macircchoire peuvent assurer environ 750 tph

Concasseurs agrave macircchoire Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Efficaciteacute dans la concentration

Lampleur de la concentration possible agrave un type de minerai deacutepend de la geacuteologie Par exemple alors que du minerai contenant le cuivre natif pourrait ecirctre hypotheacutetiquement concentreacute agrave 100 de cuivre le minerai de cuivre contenant la chalcopyrite (CuFeS2) peut seulement ecirctre concentreacute agrave 345 de cuivre (vous savez pourquoi1) Par conseacutequent pour le cuivre natif la reacutecupeacuteration maximum hypotheacutetique est 100 dans le concentreacute alors que pour la chalcopyrite il nrsquoest que de 345 1Le cuivre avec un poids atomique de 6354 est 346 du poids moleacuteculaire de CuFeS2 (18352) Exercice rapide 11 Dans une installation de preacuteparation un concentreacute de chalcopyrite (76 chalcopyrite) est transporteacute agrave 100 tonnes par heure sur un convoyeur agrave bande Quelle est la teneur du cuivre sur le convoyeur Agrave $350lb quelle est la valeur du cuivre sur le convoyeur

Reacuteponse 100 tph de concentreacute de chalcopyrite de 76 1048774104877476 tph de chalcopyrite 1048774104877476 X 346 de Cu (en chalcopyrite) = 263 tph Valeur 263 X 2000 X 35 par heure = $184192 par heure

Reacutecupeacuteration est le pourcentage de tout le meacutetal contenu dans le minerai qui est preacutesent dans le concentreacute Noter que la reacutecupeacuteration nrsquoest pas de 100 puisquun certain meacutetal est toujours perdu aux produits de queue Typiquement la reacutecupeacuteration est calculeacutee non seulement pour le concentreacute mais eacutegalement pour les middlings et les produits de queue pour mieux comprendre linstallation de traitement

Rapport de concentration (RoC) est le rapport dalimentation sur le concentreacute (en poids) c-agrave-d un rapport de lentreacutee sur la sortie (en poids) Agrave mesure que la teneur en meacutetal du concentreacute augmente le rapport de la concentration suit eacutegalement Voir lexemple

Exercice rapide 12 Dans une usine dor le minerai peacutenegravetre le proceacutessus agrave 110 tph agrave une teneur de 04 ozton Il produit un concentreacute agrave 70 ozton Les produits de queue sont mesureacutes pour contenir 004 ozton dor Calculer le rapport de la concentration

Reacuteponse Soit le taux dentreacutee en tph F (=110 tph) le taux de concentreacute en tph est C et les produits de queue en tph sont T Soit la teneur dalimentation est f en ozton la teneur de concentreacute soit c en ozton et la teneur de produits de queue est t ozton Par conseacutequentF = C + T Eq 1 hellip c-agrave-d tonnes dentreacutee = tonnes sorties In terms of gold quantitiesFf = Cc + Tt 1048774Eq 2 hellip c-agrave-d or dentreacutee = or sortieDes Eqs 1 et 2 C = F (f-t)(c-t)

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= 110(04-004)(70-004) = 0566 tph

Rapport de concentration FC = 1100566 = 19433Quarrive agrave FC quand la teneur de concentreacute grimpe jusquagrave 75 ozton teneur de sortie de queue demeurant la mecircme Quelle est la reacutecupeacuteration dor du concentreacute

Le rapport denrichissement est le rapport de la teneur du concentreacute sur la teneur de lalimentation Dans lexemple ci-dessus le rapport denrichissement est 7004 = 175

Geacuteneacuteralement la reacutecupeacuteration et la teneur du concentreacute sont inversement proportionnelles Bien que la reacutecupeacuteration agrave 100 soit toujours deacutesireacutee en raison de son rapport inverse avec la teneur du concentreacute il nest pas possible de la reacutealiser sans heurter la teneur du concentreacute Par conseacutequent il y a une teneur ou reacutecupeacuteration optimaleeacuteconomique pour chaque proceacutedeacute de traitement

COMPTABILITE MEacuteTALLURGIQUE

La comptabiliteacute meacutetallurgique est simplement la comptabiliteacute des minerais entrant et quittant un processus Cest un aspect important du traitement mineacuteral puisquautrement sans lui des paramegravetres importants tels que la reacutecupeacuteration ou le rendement ne seraient pas connus Les fonctionnements dusine deacutependent eacutegalement de la comptabiliteacute meacutetallurgique pour sassurer que les fonctionnements sont efficaces et nrsquoayant pas trop de pertes Leacutechantillonnage et lanalyse sont les deux composants de la comptabiliteacute meacutetallurgique Il est admis que si les reacutecupeacuterations theacuteoriques et reacuteelles dun proceacutedeacute diffegraverent de plus de 1 lrsquoeacutechantillonnage et lrsquoanalyse sont agrave blacircmer

Eacutechantillonnage et pesage

Pour deacuteterminer la veacuteritables reacutecupeacuterationpertes dusine on doit eacutechantillonner le minerai avant le concassage primaire (typiquement le point dentreacutee dans lusine) Cependant en raison des raisons ci-dessous ceci nest pas fait agrave moins que des minerais du type diffeacuterent doivent ecirctre repreacutesenteacutes seacutepareacute

- Les particules du tout venant du minerai sont de tailles et de qualiteacute tregraves diffeacuterentes - La seacutegreacutegation se produit sur la bande du convoyeur baseacutee sur les dimensions des particules Par conseacutequent des

particules fines et grosses peuvent ecirctre preacutevues pour ecirctre de teneur diffeacuterente en qualiteacute et en eau Agrave moins que de tregraves grands eacutechantillons soient preacuteleveacutes il peut ne pas ecirctre possible dobtenir une valeur veacuteritablement repreacutesentative

Le preacutelegravevement est mieux fait quand il y a de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute dans le mateacuteriau particuliegraverement quant aux dimensions des particules Par conseacutequent il est courant drsquoeacutechantillonner apregraves le concassagebroyage

Echantillonnage dhumiditeacute

Lhumiditeacute exteacuterieure de surface influe sur le poids et la qualiteacute des eacutechantillons Cependant agrave moins quelle soit mesureacutee au preacutelegravevement il ny a aucune maniegravere de connaicirctre la teneur en eau puisque la plupart des analyses sont faites sur des eacutechantillons secs (des eacutechantillons sont seacutecheacutes avant analyse de laboratoire) Cependant en raison des proceacutedures souvent compliqueacutees requises pour rassembler des eacutechantillons danalyse analysant des eacutechantillons danalyse de la teneur en eau donne de faux reacutesultats puisquil y a perte dhumiditeacute dans le long proceacutedeacute de preacutelegravevement Par conseacutequent la mesure dhumiditeacute est souvent faite sur des eacutechantillons rassembleacutes seacutepareacute des eacutechantillons danalyse Par conseacutequent dhumiditeacute de surface = (poids humide - poids sec) X 100poids humide

Echantillon danalyse Puisque les eacutechantillons doivent ecirctre repreacutesentatifs du mateacuteriau entier ils devraient ecirctre pris aux emplacements qui reacuteduisent naturellement au minimum la variabiliteacute Gyrsquos formula is used to obtain an idea of the sample size required to obtain a given accuracy

ougrave M = poids minimum deacutechantillon requiris (gms) L = poids du lot entier (gms) C = constante drsquoeacutechantillonnage pour le mateacuteriau = fgβc d or d095 = dimension particulaire au 95egraveme percentile (en cm) s = erreur de preacutelegravevement relative f = facteur de forme g = facteur deacutependant de la distribution des particules β = facteur de libeacuteration c = facteur de composition

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Les facteurs affectant C peuvent ecirctre estimeacutes comme suit Le facteur de forme est seacutelectionneacute sur la base de la taille de la majoriteacute des particules Il est de 05 pour la plupart des particules (voir f ci-dessous)

Le facteur de libeacuteration β deacutepend du degreacute de libeacuteration (voir ci-dessous) c-agrave-d le minerai libeacutereacute (les particules seacutepareacutees du minerai et de la gangue) ou incorporeacute Noter que si nous preacutelevons la cendre de charbon le laquo minerai raquo serait la cendre

β est calculeacute comme suit

ougrave L et d sont les longueurs du mateacuteriau et de la particule de mineacuterale respectivement

The size distribution factor g is typically 025 and is based on the ratio of the large to small particles (d095d005) It is selected as below

Wide range in size (d095d005gt4) g = 025 Medium range in size (2lt d095d005lt4) g= 050 Small range in size (1lt d095d005lt2) g=075 No range all the same (d095d005=1) g=10

The composition factor is estimated from

where a is the fractional mineral content r is the mineral density (gcc) and t is the density of the material (gcc) being sampled

Note that the obtained error is the relative sampling error and is related to the absolute error as follows

where μmineral is the average quality value of the mineral Therefore any sample obtained from such a program would have a quality range of plusmn2sA

COMMINUTION Le morcellement est leacutetape dans le traitement mineacuteral ougrave la roche extraite est successivement reacuteduite dans la taille jusquagrave ce que la majeure partie de gangue et de minerai se produise en tant que particules seacutepareacutees Deux meacutecanismes primaires

Concassage - par compression ou choc avec les surfaces dures dans le circuit restreint - typiquement un proceacutedeacute sec Petits rapports de reacuteduction (pas plus de 3-6 agrave chaque eacutetape) Le RR est deacutefini comme

rapport de dimension particulaire maximum dalimentation agrave la dimension particulaire maximum de produit Broyage

- abrasion et choc par le mouvement libre des meacutedias non lieacutes (barres billes cailloux etc) Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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- typiquement un proceacutedeacute humide de sorte que lalimentation agrave la concentration puisse ecirctre sous la forme de boue deacutemoulage

Principes du morcellement - Les mineraux sont en geacuteneacuteral cristallins avec les liaisons physiques et chimiques deacuteterminant la disposition des atomes Ces liaisons sont effectives seulement pour de petites distances et peuvent ecirctre briseacutees si la contrainte de traction est appliqueacutee (par la charge de tension ou compressive) - Les tensions internes ne sont jamais uniformes car la roche contient beaucoup de diffeacuterents mineacuteraux dans plusieurs tailles diffeacuterentes Tandis que les tensions deacutependent des proprieacuteteacutes meacutecaniques de chaque constituant elles deacutependent de la preacutesence des fissures

o La hausse de la tension agrave la pointe de la fissure est proportionnelle agrave la racine carreacutee de la longueur de la perpendiculaire agrave la fissure suivant la direction de la tension Une fois que la longueur de la fissure deacutepasse une certaine valeur elle peut briser la liaison atomique agrave la pointe augmentant de ce fait la longueur de la fissure qui augmente la tension La rupture est donc rapid - Les cristaux peuvent ecirctre eacutelastiques bien que les theacuteories assument la rupture fragile Leacutelasticiteacute implique quils peuvent stocker leacutenergie sans se briser et relacirccher leacutenergie stockeacutee quand la tension est enleveacutee Leacutenergie de traction est relacirccheacutee quand une fissure est formeacutee Quand la fragmentation se produit (La theacuteorie de Griffith) une partie de leacutenergie stockeacutee va devenir laquo leacutenergie exteacuterieure librerdquo ou ldquo eacutenergie potentielle rdquo des atomes sur la surface de creacuteation reacutecente La hausse de leacutenergie potentielle donne aux nouvelles surfaces creacuteeacutees plus drsquoactiviteacute chimique Noter que la propagation des fissures peut ecirctre influeacutee par la preacutesence dautres fissures ou frontiegraveres du cristal

- Lrsquoeau particuliegraverement en contenant des additifs reacuteduit leacutenergie requise pour le morcellement Ceci probablement parce que leauadditif reacuteduit la force de liaison agrave la pointe des fissures - La fragmentation des particules se produit par concassage (rupture de compressive) impact (rupture de traction) et usure ou attrition (rupture de cisaillement)

Rupture par concassage

o Quand la compression se produit les particules de deux types de tailles se produisent Les fines de la rupture de compression se produisent pregraves des points de charge tandis que les particules grossiegraveres se produisent suite agrave la rupture de traction induite En employant les surfaces strieacutees la superficie du point de charge peut ecirctre reacuteduite ainsi reacuteduisant les forces de compression et par conseacutequent les fines o Dans la fragmentation par choc la particule est exposeacutee brusquement (rapidement) aux contraintes tregraves eacuteleveacutees Les particules se brisent par traction en produits de taille similaire o Lusure se produit typiquement en raison de linteraction de particule-particule Elle produit beaucoup de fines et est par conseacutequent indeacutesirable Lusure se produit si des roches sont introduites trop rapidement dans le broyeur augmentant de ce fait les efforts de compression entre les roches

Theacuteories du morcellement

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Le problegraveme majeur avec le morcellement est quune grande partie de leacutenergie absorbeacutee va agrave loutil pour le morcellement c-agrave-d la machine elle-mecircme Par exemple pour des broyeurs agrave boulets seulement 1 de leacutenergie va au morcellement Par conseacutequent il est difficile disoler leacutenergie absorbeacutee dans le morcellementen plus diffeacuterent de la plupart des theacuteories de morcellement qui supposent que tout les mateacuteriaux sont fragiles le mateacuteriau plastique peut absorber leacutenergie pour se deacuteformer sans produire de nouvelles surfaces suppleacutementaires Les trois theacuteories principales sont

Theacuteorie de Von Rittinger (1867) Leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle agrave lrsquoair de la nouvelle surface produite

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CVR est une constanteCette theacuteorie sapplique au broyage fin (10-1000 microns)

Theacuteorie de Kick (1885) leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle au rapport du volume de particules dalimentation au volume de particules de produit

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CK est une constanteIl ne tient pas compte des tailles absolues de lalimentation et le produit et en conseacutequence par exemple implique que leacutenergie absorbeacutee pour ramener une particule de 5 microns agrave la moitieacute de sa taille est identique agrave celle requise pour reacuteduire une particule de 1000 millimegravetres Il est montreacute que cette loi est assez preacutecise pour concasser au-dessus de la taille de 1 cm

Theorie de Bond La puissance en watts (kw-h par tonne courte) absorbeacutee en reacuteduisant une alimentation de 80 passant la taille F (microns) agrave un produit de 80 passant la taille P (microns) est donneacutee par

ougrave Wi est lindice de travail de Bond pour le mateacuteriau

Lindice de Bond est un indicateur de la reacutesistance du mateacuteriau au concassage et au broyage Il est eacutegal au kwhst exigeacute pour reacuteduire le mateacuteriau dune dimension theacuteoriquement infinie dalimentation agrave 80 passant le tamis de 100 microns Cette loi sest aveacutereacutee admissible pour le broyage agrave bille et agrave barre

Broyabiliteacute Le quantificateur le plus courant de la broyabiliteacute est lindice de travail de Bond introduit preacuteceacutedemment Noter que la broyabilteacute deacutepend des dimensions des particules et par conseacutequent la dimension particulaire approprieacutee devrait toujours ecirctre speacutecifieacutee avec lindice de travail listeacute Lindice de travail est obtenu en laboratoire en utilisant lessai standard de Bond Du mateacuteriau trop petit est continuellement enleveacute pour reacutepliquer le fonctionnement agrave circuit fermeacute

Noter que lindice de travail qui mesure le KwH deacutepend du type de machine de boyage utiliseacute Quelques machines sont plus efficaces que dautres et donc montrera lindice de travail infeacuterieur que dautres Par exemple les concasseurs agrave macircchoire et giratoire absorbent beaucoup deacutenergie et ont en conseacutequence les indices de travail les plus eacuteleveacutes Les broyeurs agrave barre ont les indices de travail les plus petits tandis que les concasseurs agrave percussion et les broyeurs agrave vibration ont des indices de travail modeacutereacutes

Concasseurs

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Les concasseurs sont la premiegravere eacutetape meacutecanique dans le proceacutedeacute de morcellement suivant les indications de lorganigramme (flowsheet) Le concassage est geacuteneacuteralement effectueacute dans deux ou trois eacutetapes de processus La premiegravere eacutetape geacuteneacuteralement concasse de moins de 15 m agrave 10 - 20 cm La deuxiegraveme eacutetape geacuteneacuteralement concasse agrave moins 05 agrave 2 cm

Le concassage est fait dans le circuit ouvert ou fermeacute Les deux ont leurs applications Une fois fait dans le circuit ouvert le produit va agrave la prochaine eacutetape du morcellement (typiquement un broyeur agrave barre) Puisque le produit nest pas cribleacute la prochaine eacutetape doit pouvoir srsquoadapter agrave des fluctuations de taille

Le concassage est fait dans le circuit fermeacute quand la flexibiliteacute de broyeur est deacutesireacutee Ici le produit est cribleacute le passant (petite taille) est achemineacute vers la prochaine eacutetape mais le refus (surdimensionneacute) est renvoyeacute au concasseur

La preacutesence dun crible permet au concasseur decirctre utiliseacute agrave nimporte quel reacuteglage de taille agrave un moment donneacute avec le crible (simple ou multiple) on fait le choix du produits finis Dans le circuit ouvert le concasseur peut seulement opeacuterer agrave la taille que la prochaine eacutetape peut srsquoadapter Quand le mateacuteriau est collant le concasseur peut ecirctre ouvert pour eacuteviter dobstruer sans gecircner les proceacutedeacutes en aval

Flowsheet drsquoinstallation de concassage de base

Circuit ouvert Circuit fermeacute

Concasseurs primaires Ramegravene le tout venant de minerai de la mine agrave une taille qui convient au transport Grandes machines Lourdes Deux types de concasseurs primaires sont disponibles Concasseurs agrave macircchoire et concasseurs giratoire Les concasseurs giratoire peuvent produire de 600 agrave 6000 tph selon la taille Cependant les concasseurs agrave macircchoire peuvent assurer environ 750 tph

Concasseurs agrave macircchoire Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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= 110(04-004)(70-004) = 0566 tph

Rapport de concentration FC = 1100566 = 19433Quarrive agrave FC quand la teneur de concentreacute grimpe jusquagrave 75 ozton teneur de sortie de queue demeurant la mecircme Quelle est la reacutecupeacuteration dor du concentreacute

Le rapport denrichissement est le rapport de la teneur du concentreacute sur la teneur de lalimentation Dans lexemple ci-dessus le rapport denrichissement est 7004 = 175

Geacuteneacuteralement la reacutecupeacuteration et la teneur du concentreacute sont inversement proportionnelles Bien que la reacutecupeacuteration agrave 100 soit toujours deacutesireacutee en raison de son rapport inverse avec la teneur du concentreacute il nest pas possible de la reacutealiser sans heurter la teneur du concentreacute Par conseacutequent il y a une teneur ou reacutecupeacuteration optimaleeacuteconomique pour chaque proceacutedeacute de traitement

COMPTABILITE MEacuteTALLURGIQUE

La comptabiliteacute meacutetallurgique est simplement la comptabiliteacute des minerais entrant et quittant un processus Cest un aspect important du traitement mineacuteral puisquautrement sans lui des paramegravetres importants tels que la reacutecupeacuteration ou le rendement ne seraient pas connus Les fonctionnements dusine deacutependent eacutegalement de la comptabiliteacute meacutetallurgique pour sassurer que les fonctionnements sont efficaces et nrsquoayant pas trop de pertes Leacutechantillonnage et lanalyse sont les deux composants de la comptabiliteacute meacutetallurgique Il est admis que si les reacutecupeacuterations theacuteoriques et reacuteelles dun proceacutedeacute diffegraverent de plus de 1 lrsquoeacutechantillonnage et lrsquoanalyse sont agrave blacircmer

Eacutechantillonnage et pesage

Pour deacuteterminer la veacuteritables reacutecupeacuterationpertes dusine on doit eacutechantillonner le minerai avant le concassage primaire (typiquement le point dentreacutee dans lusine) Cependant en raison des raisons ci-dessous ceci nest pas fait agrave moins que des minerais du type diffeacuterent doivent ecirctre repreacutesenteacutes seacutepareacute

- Les particules du tout venant du minerai sont de tailles et de qualiteacute tregraves diffeacuterentes - La seacutegreacutegation se produit sur la bande du convoyeur baseacutee sur les dimensions des particules Par conseacutequent des

particules fines et grosses peuvent ecirctre preacutevues pour ecirctre de teneur diffeacuterente en qualiteacute et en eau Agrave moins que de tregraves grands eacutechantillons soient preacuteleveacutes il peut ne pas ecirctre possible dobtenir une valeur veacuteritablement repreacutesentative

Le preacutelegravevement est mieux fait quand il y a de lrsquohomogeacuteneacuteiteacute dans le mateacuteriau particuliegraverement quant aux dimensions des particules Par conseacutequent il est courant drsquoeacutechantillonner apregraves le concassagebroyage

Echantillonnage dhumiditeacute

Lhumiditeacute exteacuterieure de surface influe sur le poids et la qualiteacute des eacutechantillons Cependant agrave moins quelle soit mesureacutee au preacutelegravevement il ny a aucune maniegravere de connaicirctre la teneur en eau puisque la plupart des analyses sont faites sur des eacutechantillons secs (des eacutechantillons sont seacutecheacutes avant analyse de laboratoire) Cependant en raison des proceacutedures souvent compliqueacutees requises pour rassembler des eacutechantillons danalyse analysant des eacutechantillons danalyse de la teneur en eau donne de faux reacutesultats puisquil y a perte dhumiditeacute dans le long proceacutedeacute de preacutelegravevement Par conseacutequent la mesure dhumiditeacute est souvent faite sur des eacutechantillons rassembleacutes seacutepareacute des eacutechantillons danalyse Par conseacutequent dhumiditeacute de surface = (poids humide - poids sec) X 100poids humide

Echantillon danalyse Puisque les eacutechantillons doivent ecirctre repreacutesentatifs du mateacuteriau entier ils devraient ecirctre pris aux emplacements qui reacuteduisent naturellement au minimum la variabiliteacute Gyrsquos formula is used to obtain an idea of the sample size required to obtain a given accuracy

ougrave M = poids minimum deacutechantillon requiris (gms) L = poids du lot entier (gms) C = constante drsquoeacutechantillonnage pour le mateacuteriau = fgβc d or d095 = dimension particulaire au 95egraveme percentile (en cm) s = erreur de preacutelegravevement relative f = facteur de forme g = facteur deacutependant de la distribution des particules β = facteur de libeacuteration c = facteur de composition

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Les facteurs affectant C peuvent ecirctre estimeacutes comme suit Le facteur de forme est seacutelectionneacute sur la base de la taille de la majoriteacute des particules Il est de 05 pour la plupart des particules (voir f ci-dessous)

Le facteur de libeacuteration β deacutepend du degreacute de libeacuteration (voir ci-dessous) c-agrave-d le minerai libeacutereacute (les particules seacutepareacutees du minerai et de la gangue) ou incorporeacute Noter que si nous preacutelevons la cendre de charbon le laquo minerai raquo serait la cendre

β est calculeacute comme suit

ougrave L et d sont les longueurs du mateacuteriau et de la particule de mineacuterale respectivement

The size distribution factor g is typically 025 and is based on the ratio of the large to small particles (d095d005) It is selected as below

Wide range in size (d095d005gt4) g = 025 Medium range in size (2lt d095d005lt4) g= 050 Small range in size (1lt d095d005lt2) g=075 No range all the same (d095d005=1) g=10

The composition factor is estimated from

where a is the fractional mineral content r is the mineral density (gcc) and t is the density of the material (gcc) being sampled

Note that the obtained error is the relative sampling error and is related to the absolute error as follows

where μmineral is the average quality value of the mineral Therefore any sample obtained from such a program would have a quality range of plusmn2sA

COMMINUTION Le morcellement est leacutetape dans le traitement mineacuteral ougrave la roche extraite est successivement reacuteduite dans la taille jusquagrave ce que la majeure partie de gangue et de minerai se produise en tant que particules seacutepareacutees Deux meacutecanismes primaires

Concassage - par compression ou choc avec les surfaces dures dans le circuit restreint - typiquement un proceacutedeacute sec Petits rapports de reacuteduction (pas plus de 3-6 agrave chaque eacutetape) Le RR est deacutefini comme

rapport de dimension particulaire maximum dalimentation agrave la dimension particulaire maximum de produit Broyage

- abrasion et choc par le mouvement libre des meacutedias non lieacutes (barres billes cailloux etc) Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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- typiquement un proceacutedeacute humide de sorte que lalimentation agrave la concentration puisse ecirctre sous la forme de boue deacutemoulage

Principes du morcellement - Les mineraux sont en geacuteneacuteral cristallins avec les liaisons physiques et chimiques deacuteterminant la disposition des atomes Ces liaisons sont effectives seulement pour de petites distances et peuvent ecirctre briseacutees si la contrainte de traction est appliqueacutee (par la charge de tension ou compressive) - Les tensions internes ne sont jamais uniformes car la roche contient beaucoup de diffeacuterents mineacuteraux dans plusieurs tailles diffeacuterentes Tandis que les tensions deacutependent des proprieacuteteacutes meacutecaniques de chaque constituant elles deacutependent de la preacutesence des fissures

o La hausse de la tension agrave la pointe de la fissure est proportionnelle agrave la racine carreacutee de la longueur de la perpendiculaire agrave la fissure suivant la direction de la tension Une fois que la longueur de la fissure deacutepasse une certaine valeur elle peut briser la liaison atomique agrave la pointe augmentant de ce fait la longueur de la fissure qui augmente la tension La rupture est donc rapid - Les cristaux peuvent ecirctre eacutelastiques bien que les theacuteories assument la rupture fragile Leacutelasticiteacute implique quils peuvent stocker leacutenergie sans se briser et relacirccher leacutenergie stockeacutee quand la tension est enleveacutee Leacutenergie de traction est relacirccheacutee quand une fissure est formeacutee Quand la fragmentation se produit (La theacuteorie de Griffith) une partie de leacutenergie stockeacutee va devenir laquo leacutenergie exteacuterieure librerdquo ou ldquo eacutenergie potentielle rdquo des atomes sur la surface de creacuteation reacutecente La hausse de leacutenergie potentielle donne aux nouvelles surfaces creacuteeacutees plus drsquoactiviteacute chimique Noter que la propagation des fissures peut ecirctre influeacutee par la preacutesence dautres fissures ou frontiegraveres du cristal

- Lrsquoeau particuliegraverement en contenant des additifs reacuteduit leacutenergie requise pour le morcellement Ceci probablement parce que leauadditif reacuteduit la force de liaison agrave la pointe des fissures - La fragmentation des particules se produit par concassage (rupture de compressive) impact (rupture de traction) et usure ou attrition (rupture de cisaillement)

Rupture par concassage

o Quand la compression se produit les particules de deux types de tailles se produisent Les fines de la rupture de compression se produisent pregraves des points de charge tandis que les particules grossiegraveres se produisent suite agrave la rupture de traction induite En employant les surfaces strieacutees la superficie du point de charge peut ecirctre reacuteduite ainsi reacuteduisant les forces de compression et par conseacutequent les fines o Dans la fragmentation par choc la particule est exposeacutee brusquement (rapidement) aux contraintes tregraves eacuteleveacutees Les particules se brisent par traction en produits de taille similaire o Lusure se produit typiquement en raison de linteraction de particule-particule Elle produit beaucoup de fines et est par conseacutequent indeacutesirable Lusure se produit si des roches sont introduites trop rapidement dans le broyeur augmentant de ce fait les efforts de compression entre les roches

Theacuteories du morcellement

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Le problegraveme majeur avec le morcellement est quune grande partie de leacutenergie absorbeacutee va agrave loutil pour le morcellement c-agrave-d la machine elle-mecircme Par exemple pour des broyeurs agrave boulets seulement 1 de leacutenergie va au morcellement Par conseacutequent il est difficile disoler leacutenergie absorbeacutee dans le morcellementen plus diffeacuterent de la plupart des theacuteories de morcellement qui supposent que tout les mateacuteriaux sont fragiles le mateacuteriau plastique peut absorber leacutenergie pour se deacuteformer sans produire de nouvelles surfaces suppleacutementaires Les trois theacuteories principales sont

Theacuteorie de Von Rittinger (1867) Leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle agrave lrsquoair de la nouvelle surface produite

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CVR est une constanteCette theacuteorie sapplique au broyage fin (10-1000 microns)

Theacuteorie de Kick (1885) leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle au rapport du volume de particules dalimentation au volume de particules de produit

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CK est une constanteIl ne tient pas compte des tailles absolues de lalimentation et le produit et en conseacutequence par exemple implique que leacutenergie absorbeacutee pour ramener une particule de 5 microns agrave la moitieacute de sa taille est identique agrave celle requise pour reacuteduire une particule de 1000 millimegravetres Il est montreacute que cette loi est assez preacutecise pour concasser au-dessus de la taille de 1 cm

Theorie de Bond La puissance en watts (kw-h par tonne courte) absorbeacutee en reacuteduisant une alimentation de 80 passant la taille F (microns) agrave un produit de 80 passant la taille P (microns) est donneacutee par

ougrave Wi est lindice de travail de Bond pour le mateacuteriau

Lindice de Bond est un indicateur de la reacutesistance du mateacuteriau au concassage et au broyage Il est eacutegal au kwhst exigeacute pour reacuteduire le mateacuteriau dune dimension theacuteoriquement infinie dalimentation agrave 80 passant le tamis de 100 microns Cette loi sest aveacutereacutee admissible pour le broyage agrave bille et agrave barre

Broyabiliteacute Le quantificateur le plus courant de la broyabiliteacute est lindice de travail de Bond introduit preacuteceacutedemment Noter que la broyabilteacute deacutepend des dimensions des particules et par conseacutequent la dimension particulaire approprieacutee devrait toujours ecirctre speacutecifieacutee avec lindice de travail listeacute Lindice de travail est obtenu en laboratoire en utilisant lessai standard de Bond Du mateacuteriau trop petit est continuellement enleveacute pour reacutepliquer le fonctionnement agrave circuit fermeacute

Noter que lindice de travail qui mesure le KwH deacutepend du type de machine de boyage utiliseacute Quelques machines sont plus efficaces que dautres et donc montrera lindice de travail infeacuterieur que dautres Par exemple les concasseurs agrave macircchoire et giratoire absorbent beaucoup deacutenergie et ont en conseacutequence les indices de travail les plus eacuteleveacutes Les broyeurs agrave barre ont les indices de travail les plus petits tandis que les concasseurs agrave percussion et les broyeurs agrave vibration ont des indices de travail modeacutereacutes

Concasseurs

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Les concasseurs sont la premiegravere eacutetape meacutecanique dans le proceacutedeacute de morcellement suivant les indications de lorganigramme (flowsheet) Le concassage est geacuteneacuteralement effectueacute dans deux ou trois eacutetapes de processus La premiegravere eacutetape geacuteneacuteralement concasse de moins de 15 m agrave 10 - 20 cm La deuxiegraveme eacutetape geacuteneacuteralement concasse agrave moins 05 agrave 2 cm

Le concassage est fait dans le circuit ouvert ou fermeacute Les deux ont leurs applications Une fois fait dans le circuit ouvert le produit va agrave la prochaine eacutetape du morcellement (typiquement un broyeur agrave barre) Puisque le produit nest pas cribleacute la prochaine eacutetape doit pouvoir srsquoadapter agrave des fluctuations de taille

Le concassage est fait dans le circuit fermeacute quand la flexibiliteacute de broyeur est deacutesireacutee Ici le produit est cribleacute le passant (petite taille) est achemineacute vers la prochaine eacutetape mais le refus (surdimensionneacute) est renvoyeacute au concasseur

La preacutesence dun crible permet au concasseur decirctre utiliseacute agrave nimporte quel reacuteglage de taille agrave un moment donneacute avec le crible (simple ou multiple) on fait le choix du produits finis Dans le circuit ouvert le concasseur peut seulement opeacuterer agrave la taille que la prochaine eacutetape peut srsquoadapter Quand le mateacuteriau est collant le concasseur peut ecirctre ouvert pour eacuteviter dobstruer sans gecircner les proceacutedeacutes en aval

Flowsheet drsquoinstallation de concassage de base

Circuit ouvert Circuit fermeacute

Concasseurs primaires Ramegravene le tout venant de minerai de la mine agrave une taille qui convient au transport Grandes machines Lourdes Deux types de concasseurs primaires sont disponibles Concasseurs agrave macircchoire et concasseurs giratoire Les concasseurs giratoire peuvent produire de 600 agrave 6000 tph selon la taille Cependant les concasseurs agrave macircchoire peuvent assurer environ 750 tph

Concasseurs agrave macircchoire Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Les facteurs affectant C peuvent ecirctre estimeacutes comme suit Le facteur de forme est seacutelectionneacute sur la base de la taille de la majoriteacute des particules Il est de 05 pour la plupart des particules (voir f ci-dessous)

Le facteur de libeacuteration β deacutepend du degreacute de libeacuteration (voir ci-dessous) c-agrave-d le minerai libeacutereacute (les particules seacutepareacutees du minerai et de la gangue) ou incorporeacute Noter que si nous preacutelevons la cendre de charbon le laquo minerai raquo serait la cendre

β est calculeacute comme suit

ougrave L et d sont les longueurs du mateacuteriau et de la particule de mineacuterale respectivement

The size distribution factor g is typically 025 and is based on the ratio of the large to small particles (d095d005) It is selected as below

Wide range in size (d095d005gt4) g = 025 Medium range in size (2lt d095d005lt4) g= 050 Small range in size (1lt d095d005lt2) g=075 No range all the same (d095d005=1) g=10

The composition factor is estimated from

where a is the fractional mineral content r is the mineral density (gcc) and t is the density of the material (gcc) being sampled

Note that the obtained error is the relative sampling error and is related to the absolute error as follows

where μmineral is the average quality value of the mineral Therefore any sample obtained from such a program would have a quality range of plusmn2sA

COMMINUTION Le morcellement est leacutetape dans le traitement mineacuteral ougrave la roche extraite est successivement reacuteduite dans la taille jusquagrave ce que la majeure partie de gangue et de minerai se produise en tant que particules seacutepareacutees Deux meacutecanismes primaires

Concassage - par compression ou choc avec les surfaces dures dans le circuit restreint - typiquement un proceacutedeacute sec Petits rapports de reacuteduction (pas plus de 3-6 agrave chaque eacutetape) Le RR est deacutefini comme

rapport de dimension particulaire maximum dalimentation agrave la dimension particulaire maximum de produit Broyage

- abrasion et choc par le mouvement libre des meacutedias non lieacutes (barres billes cailloux etc) Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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- typiquement un proceacutedeacute humide de sorte que lalimentation agrave la concentration puisse ecirctre sous la forme de boue deacutemoulage

Principes du morcellement - Les mineraux sont en geacuteneacuteral cristallins avec les liaisons physiques et chimiques deacuteterminant la disposition des atomes Ces liaisons sont effectives seulement pour de petites distances et peuvent ecirctre briseacutees si la contrainte de traction est appliqueacutee (par la charge de tension ou compressive) - Les tensions internes ne sont jamais uniformes car la roche contient beaucoup de diffeacuterents mineacuteraux dans plusieurs tailles diffeacuterentes Tandis que les tensions deacutependent des proprieacuteteacutes meacutecaniques de chaque constituant elles deacutependent de la preacutesence des fissures

o La hausse de la tension agrave la pointe de la fissure est proportionnelle agrave la racine carreacutee de la longueur de la perpendiculaire agrave la fissure suivant la direction de la tension Une fois que la longueur de la fissure deacutepasse une certaine valeur elle peut briser la liaison atomique agrave la pointe augmentant de ce fait la longueur de la fissure qui augmente la tension La rupture est donc rapid - Les cristaux peuvent ecirctre eacutelastiques bien que les theacuteories assument la rupture fragile Leacutelasticiteacute implique quils peuvent stocker leacutenergie sans se briser et relacirccher leacutenergie stockeacutee quand la tension est enleveacutee Leacutenergie de traction est relacirccheacutee quand une fissure est formeacutee Quand la fragmentation se produit (La theacuteorie de Griffith) une partie de leacutenergie stockeacutee va devenir laquo leacutenergie exteacuterieure librerdquo ou ldquo eacutenergie potentielle rdquo des atomes sur la surface de creacuteation reacutecente La hausse de leacutenergie potentielle donne aux nouvelles surfaces creacuteeacutees plus drsquoactiviteacute chimique Noter que la propagation des fissures peut ecirctre influeacutee par la preacutesence dautres fissures ou frontiegraveres du cristal

- Lrsquoeau particuliegraverement en contenant des additifs reacuteduit leacutenergie requise pour le morcellement Ceci probablement parce que leauadditif reacuteduit la force de liaison agrave la pointe des fissures - La fragmentation des particules se produit par concassage (rupture de compressive) impact (rupture de traction) et usure ou attrition (rupture de cisaillement)

Rupture par concassage

o Quand la compression se produit les particules de deux types de tailles se produisent Les fines de la rupture de compression se produisent pregraves des points de charge tandis que les particules grossiegraveres se produisent suite agrave la rupture de traction induite En employant les surfaces strieacutees la superficie du point de charge peut ecirctre reacuteduite ainsi reacuteduisant les forces de compression et par conseacutequent les fines o Dans la fragmentation par choc la particule est exposeacutee brusquement (rapidement) aux contraintes tregraves eacuteleveacutees Les particules se brisent par traction en produits de taille similaire o Lusure se produit typiquement en raison de linteraction de particule-particule Elle produit beaucoup de fines et est par conseacutequent indeacutesirable Lusure se produit si des roches sont introduites trop rapidement dans le broyeur augmentant de ce fait les efforts de compression entre les roches

Theacuteories du morcellement

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Le problegraveme majeur avec le morcellement est quune grande partie de leacutenergie absorbeacutee va agrave loutil pour le morcellement c-agrave-d la machine elle-mecircme Par exemple pour des broyeurs agrave boulets seulement 1 de leacutenergie va au morcellement Par conseacutequent il est difficile disoler leacutenergie absorbeacutee dans le morcellementen plus diffeacuterent de la plupart des theacuteories de morcellement qui supposent que tout les mateacuteriaux sont fragiles le mateacuteriau plastique peut absorber leacutenergie pour se deacuteformer sans produire de nouvelles surfaces suppleacutementaires Les trois theacuteories principales sont

Theacuteorie de Von Rittinger (1867) Leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle agrave lrsquoair de la nouvelle surface produite

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CVR est une constanteCette theacuteorie sapplique au broyage fin (10-1000 microns)

Theacuteorie de Kick (1885) leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle au rapport du volume de particules dalimentation au volume de particules de produit

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CK est une constanteIl ne tient pas compte des tailles absolues de lalimentation et le produit et en conseacutequence par exemple implique que leacutenergie absorbeacutee pour ramener une particule de 5 microns agrave la moitieacute de sa taille est identique agrave celle requise pour reacuteduire une particule de 1000 millimegravetres Il est montreacute que cette loi est assez preacutecise pour concasser au-dessus de la taille de 1 cm

Theorie de Bond La puissance en watts (kw-h par tonne courte) absorbeacutee en reacuteduisant une alimentation de 80 passant la taille F (microns) agrave un produit de 80 passant la taille P (microns) est donneacutee par

ougrave Wi est lindice de travail de Bond pour le mateacuteriau

Lindice de Bond est un indicateur de la reacutesistance du mateacuteriau au concassage et au broyage Il est eacutegal au kwhst exigeacute pour reacuteduire le mateacuteriau dune dimension theacuteoriquement infinie dalimentation agrave 80 passant le tamis de 100 microns Cette loi sest aveacutereacutee admissible pour le broyage agrave bille et agrave barre

Broyabiliteacute Le quantificateur le plus courant de la broyabiliteacute est lindice de travail de Bond introduit preacuteceacutedemment Noter que la broyabilteacute deacutepend des dimensions des particules et par conseacutequent la dimension particulaire approprieacutee devrait toujours ecirctre speacutecifieacutee avec lindice de travail listeacute Lindice de travail est obtenu en laboratoire en utilisant lessai standard de Bond Du mateacuteriau trop petit est continuellement enleveacute pour reacutepliquer le fonctionnement agrave circuit fermeacute

Noter que lindice de travail qui mesure le KwH deacutepend du type de machine de boyage utiliseacute Quelques machines sont plus efficaces que dautres et donc montrera lindice de travail infeacuterieur que dautres Par exemple les concasseurs agrave macircchoire et giratoire absorbent beaucoup deacutenergie et ont en conseacutequence les indices de travail les plus eacuteleveacutes Les broyeurs agrave barre ont les indices de travail les plus petits tandis que les concasseurs agrave percussion et les broyeurs agrave vibration ont des indices de travail modeacutereacutes

Concasseurs

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Les concasseurs sont la premiegravere eacutetape meacutecanique dans le proceacutedeacute de morcellement suivant les indications de lorganigramme (flowsheet) Le concassage est geacuteneacuteralement effectueacute dans deux ou trois eacutetapes de processus La premiegravere eacutetape geacuteneacuteralement concasse de moins de 15 m agrave 10 - 20 cm La deuxiegraveme eacutetape geacuteneacuteralement concasse agrave moins 05 agrave 2 cm

Le concassage est fait dans le circuit ouvert ou fermeacute Les deux ont leurs applications Une fois fait dans le circuit ouvert le produit va agrave la prochaine eacutetape du morcellement (typiquement un broyeur agrave barre) Puisque le produit nest pas cribleacute la prochaine eacutetape doit pouvoir srsquoadapter agrave des fluctuations de taille

Le concassage est fait dans le circuit fermeacute quand la flexibiliteacute de broyeur est deacutesireacutee Ici le produit est cribleacute le passant (petite taille) est achemineacute vers la prochaine eacutetape mais le refus (surdimensionneacute) est renvoyeacute au concasseur

La preacutesence dun crible permet au concasseur decirctre utiliseacute agrave nimporte quel reacuteglage de taille agrave un moment donneacute avec le crible (simple ou multiple) on fait le choix du produits finis Dans le circuit ouvert le concasseur peut seulement opeacuterer agrave la taille que la prochaine eacutetape peut srsquoadapter Quand le mateacuteriau est collant le concasseur peut ecirctre ouvert pour eacuteviter dobstruer sans gecircner les proceacutedeacutes en aval

Flowsheet drsquoinstallation de concassage de base

Circuit ouvert Circuit fermeacute

Concasseurs primaires Ramegravene le tout venant de minerai de la mine agrave une taille qui convient au transport Grandes machines Lourdes Deux types de concasseurs primaires sont disponibles Concasseurs agrave macircchoire et concasseurs giratoire Les concasseurs giratoire peuvent produire de 600 agrave 6000 tph selon la taille Cependant les concasseurs agrave macircchoire peuvent assurer environ 750 tph

Concasseurs agrave macircchoire Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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- typiquement un proceacutedeacute humide de sorte que lalimentation agrave la concentration puisse ecirctre sous la forme de boue deacutemoulage

Principes du morcellement - Les mineraux sont en geacuteneacuteral cristallins avec les liaisons physiques et chimiques deacuteterminant la disposition des atomes Ces liaisons sont effectives seulement pour de petites distances et peuvent ecirctre briseacutees si la contrainte de traction est appliqueacutee (par la charge de tension ou compressive) - Les tensions internes ne sont jamais uniformes car la roche contient beaucoup de diffeacuterents mineacuteraux dans plusieurs tailles diffeacuterentes Tandis que les tensions deacutependent des proprieacuteteacutes meacutecaniques de chaque constituant elles deacutependent de la preacutesence des fissures

o La hausse de la tension agrave la pointe de la fissure est proportionnelle agrave la racine carreacutee de la longueur de la perpendiculaire agrave la fissure suivant la direction de la tension Une fois que la longueur de la fissure deacutepasse une certaine valeur elle peut briser la liaison atomique agrave la pointe augmentant de ce fait la longueur de la fissure qui augmente la tension La rupture est donc rapid - Les cristaux peuvent ecirctre eacutelastiques bien que les theacuteories assument la rupture fragile Leacutelasticiteacute implique quils peuvent stocker leacutenergie sans se briser et relacirccher leacutenergie stockeacutee quand la tension est enleveacutee Leacutenergie de traction est relacirccheacutee quand une fissure est formeacutee Quand la fragmentation se produit (La theacuteorie de Griffith) une partie de leacutenergie stockeacutee va devenir laquo leacutenergie exteacuterieure librerdquo ou ldquo eacutenergie potentielle rdquo des atomes sur la surface de creacuteation reacutecente La hausse de leacutenergie potentielle donne aux nouvelles surfaces creacuteeacutees plus drsquoactiviteacute chimique Noter que la propagation des fissures peut ecirctre influeacutee par la preacutesence dautres fissures ou frontiegraveres du cristal

- Lrsquoeau particuliegraverement en contenant des additifs reacuteduit leacutenergie requise pour le morcellement Ceci probablement parce que leauadditif reacuteduit la force de liaison agrave la pointe des fissures - La fragmentation des particules se produit par concassage (rupture de compressive) impact (rupture de traction) et usure ou attrition (rupture de cisaillement)

Rupture par concassage

o Quand la compression se produit les particules de deux types de tailles se produisent Les fines de la rupture de compression se produisent pregraves des points de charge tandis que les particules grossiegraveres se produisent suite agrave la rupture de traction induite En employant les surfaces strieacutees la superficie du point de charge peut ecirctre reacuteduite ainsi reacuteduisant les forces de compression et par conseacutequent les fines o Dans la fragmentation par choc la particule est exposeacutee brusquement (rapidement) aux contraintes tregraves eacuteleveacutees Les particules se brisent par traction en produits de taille similaire o Lusure se produit typiquement en raison de linteraction de particule-particule Elle produit beaucoup de fines et est par conseacutequent indeacutesirable Lusure se produit si des roches sont introduites trop rapidement dans le broyeur augmentant de ce fait les efforts de compression entre les roches

Theacuteories du morcellement

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Le problegraveme majeur avec le morcellement est quune grande partie de leacutenergie absorbeacutee va agrave loutil pour le morcellement c-agrave-d la machine elle-mecircme Par exemple pour des broyeurs agrave boulets seulement 1 de leacutenergie va au morcellement Par conseacutequent il est difficile disoler leacutenergie absorbeacutee dans le morcellementen plus diffeacuterent de la plupart des theacuteories de morcellement qui supposent que tout les mateacuteriaux sont fragiles le mateacuteriau plastique peut absorber leacutenergie pour se deacuteformer sans produire de nouvelles surfaces suppleacutementaires Les trois theacuteories principales sont

Theacuteorie de Von Rittinger (1867) Leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle agrave lrsquoair de la nouvelle surface produite

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CVR est une constanteCette theacuteorie sapplique au broyage fin (10-1000 microns)

Theacuteorie de Kick (1885) leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle au rapport du volume de particules dalimentation au volume de particules de produit

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CK est une constanteIl ne tient pas compte des tailles absolues de lalimentation et le produit et en conseacutequence par exemple implique que leacutenergie absorbeacutee pour ramener une particule de 5 microns agrave la moitieacute de sa taille est identique agrave celle requise pour reacuteduire une particule de 1000 millimegravetres Il est montreacute que cette loi est assez preacutecise pour concasser au-dessus de la taille de 1 cm

Theorie de Bond La puissance en watts (kw-h par tonne courte) absorbeacutee en reacuteduisant une alimentation de 80 passant la taille F (microns) agrave un produit de 80 passant la taille P (microns) est donneacutee par

ougrave Wi est lindice de travail de Bond pour le mateacuteriau

Lindice de Bond est un indicateur de la reacutesistance du mateacuteriau au concassage et au broyage Il est eacutegal au kwhst exigeacute pour reacuteduire le mateacuteriau dune dimension theacuteoriquement infinie dalimentation agrave 80 passant le tamis de 100 microns Cette loi sest aveacutereacutee admissible pour le broyage agrave bille et agrave barre

Broyabiliteacute Le quantificateur le plus courant de la broyabiliteacute est lindice de travail de Bond introduit preacuteceacutedemment Noter que la broyabilteacute deacutepend des dimensions des particules et par conseacutequent la dimension particulaire approprieacutee devrait toujours ecirctre speacutecifieacutee avec lindice de travail listeacute Lindice de travail est obtenu en laboratoire en utilisant lessai standard de Bond Du mateacuteriau trop petit est continuellement enleveacute pour reacutepliquer le fonctionnement agrave circuit fermeacute

Noter que lindice de travail qui mesure le KwH deacutepend du type de machine de boyage utiliseacute Quelques machines sont plus efficaces que dautres et donc montrera lindice de travail infeacuterieur que dautres Par exemple les concasseurs agrave macircchoire et giratoire absorbent beaucoup deacutenergie et ont en conseacutequence les indices de travail les plus eacuteleveacutes Les broyeurs agrave barre ont les indices de travail les plus petits tandis que les concasseurs agrave percussion et les broyeurs agrave vibration ont des indices de travail modeacutereacutes

Concasseurs

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Les concasseurs sont la premiegravere eacutetape meacutecanique dans le proceacutedeacute de morcellement suivant les indications de lorganigramme (flowsheet) Le concassage est geacuteneacuteralement effectueacute dans deux ou trois eacutetapes de processus La premiegravere eacutetape geacuteneacuteralement concasse de moins de 15 m agrave 10 - 20 cm La deuxiegraveme eacutetape geacuteneacuteralement concasse agrave moins 05 agrave 2 cm

Le concassage est fait dans le circuit ouvert ou fermeacute Les deux ont leurs applications Une fois fait dans le circuit ouvert le produit va agrave la prochaine eacutetape du morcellement (typiquement un broyeur agrave barre) Puisque le produit nest pas cribleacute la prochaine eacutetape doit pouvoir srsquoadapter agrave des fluctuations de taille

Le concassage est fait dans le circuit fermeacute quand la flexibiliteacute de broyeur est deacutesireacutee Ici le produit est cribleacute le passant (petite taille) est achemineacute vers la prochaine eacutetape mais le refus (surdimensionneacute) est renvoyeacute au concasseur

La preacutesence dun crible permet au concasseur decirctre utiliseacute agrave nimporte quel reacuteglage de taille agrave un moment donneacute avec le crible (simple ou multiple) on fait le choix du produits finis Dans le circuit ouvert le concasseur peut seulement opeacuterer agrave la taille que la prochaine eacutetape peut srsquoadapter Quand le mateacuteriau est collant le concasseur peut ecirctre ouvert pour eacuteviter dobstruer sans gecircner les proceacutedeacutes en aval

Flowsheet drsquoinstallation de concassage de base

Circuit ouvert Circuit fermeacute

Concasseurs primaires Ramegravene le tout venant de minerai de la mine agrave une taille qui convient au transport Grandes machines Lourdes Deux types de concasseurs primaires sont disponibles Concasseurs agrave macircchoire et concasseurs giratoire Les concasseurs giratoire peuvent produire de 600 agrave 6000 tph selon la taille Cependant les concasseurs agrave macircchoire peuvent assurer environ 750 tph

Concasseurs agrave macircchoire Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Le problegraveme majeur avec le morcellement est quune grande partie de leacutenergie absorbeacutee va agrave loutil pour le morcellement c-agrave-d la machine elle-mecircme Par exemple pour des broyeurs agrave boulets seulement 1 de leacutenergie va au morcellement Par conseacutequent il est difficile disoler leacutenergie absorbeacutee dans le morcellementen plus diffeacuterent de la plupart des theacuteories de morcellement qui supposent que tout les mateacuteriaux sont fragiles le mateacuteriau plastique peut absorber leacutenergie pour se deacuteformer sans produire de nouvelles surfaces suppleacutementaires Les trois theacuteories principales sont

Theacuteorie de Von Rittinger (1867) Leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle agrave lrsquoair de la nouvelle surface produite

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CVR est une constanteCette theacuteorie sapplique au broyage fin (10-1000 microns)

Theacuteorie de Kick (1885) leacutenergie absorbeacutee est proportionnelle au rapport du volume de particules dalimentation au volume de particules de produit

ougrave E est labsorption deacutenergie et les D1 et les D2 sont les tailles dalimentation et de produit respectivement et CK est une constanteIl ne tient pas compte des tailles absolues de lalimentation et le produit et en conseacutequence par exemple implique que leacutenergie absorbeacutee pour ramener une particule de 5 microns agrave la moitieacute de sa taille est identique agrave celle requise pour reacuteduire une particule de 1000 millimegravetres Il est montreacute que cette loi est assez preacutecise pour concasser au-dessus de la taille de 1 cm

Theorie de Bond La puissance en watts (kw-h par tonne courte) absorbeacutee en reacuteduisant une alimentation de 80 passant la taille F (microns) agrave un produit de 80 passant la taille P (microns) est donneacutee par

ougrave Wi est lindice de travail de Bond pour le mateacuteriau

Lindice de Bond est un indicateur de la reacutesistance du mateacuteriau au concassage et au broyage Il est eacutegal au kwhst exigeacute pour reacuteduire le mateacuteriau dune dimension theacuteoriquement infinie dalimentation agrave 80 passant le tamis de 100 microns Cette loi sest aveacutereacutee admissible pour le broyage agrave bille et agrave barre

Broyabiliteacute Le quantificateur le plus courant de la broyabiliteacute est lindice de travail de Bond introduit preacuteceacutedemment Noter que la broyabilteacute deacutepend des dimensions des particules et par conseacutequent la dimension particulaire approprieacutee devrait toujours ecirctre speacutecifieacutee avec lindice de travail listeacute Lindice de travail est obtenu en laboratoire en utilisant lessai standard de Bond Du mateacuteriau trop petit est continuellement enleveacute pour reacutepliquer le fonctionnement agrave circuit fermeacute

Noter que lindice de travail qui mesure le KwH deacutepend du type de machine de boyage utiliseacute Quelques machines sont plus efficaces que dautres et donc montrera lindice de travail infeacuterieur que dautres Par exemple les concasseurs agrave macircchoire et giratoire absorbent beaucoup deacutenergie et ont en conseacutequence les indices de travail les plus eacuteleveacutes Les broyeurs agrave barre ont les indices de travail les plus petits tandis que les concasseurs agrave percussion et les broyeurs agrave vibration ont des indices de travail modeacutereacutes

Concasseurs

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Les concasseurs sont la premiegravere eacutetape meacutecanique dans le proceacutedeacute de morcellement suivant les indications de lorganigramme (flowsheet) Le concassage est geacuteneacuteralement effectueacute dans deux ou trois eacutetapes de processus La premiegravere eacutetape geacuteneacuteralement concasse de moins de 15 m agrave 10 - 20 cm La deuxiegraveme eacutetape geacuteneacuteralement concasse agrave moins 05 agrave 2 cm

Le concassage est fait dans le circuit ouvert ou fermeacute Les deux ont leurs applications Une fois fait dans le circuit ouvert le produit va agrave la prochaine eacutetape du morcellement (typiquement un broyeur agrave barre) Puisque le produit nest pas cribleacute la prochaine eacutetape doit pouvoir srsquoadapter agrave des fluctuations de taille

Le concassage est fait dans le circuit fermeacute quand la flexibiliteacute de broyeur est deacutesireacutee Ici le produit est cribleacute le passant (petite taille) est achemineacute vers la prochaine eacutetape mais le refus (surdimensionneacute) est renvoyeacute au concasseur

La preacutesence dun crible permet au concasseur decirctre utiliseacute agrave nimporte quel reacuteglage de taille agrave un moment donneacute avec le crible (simple ou multiple) on fait le choix du produits finis Dans le circuit ouvert le concasseur peut seulement opeacuterer agrave la taille que la prochaine eacutetape peut srsquoadapter Quand le mateacuteriau est collant le concasseur peut ecirctre ouvert pour eacuteviter dobstruer sans gecircner les proceacutedeacutes en aval

Flowsheet drsquoinstallation de concassage de base

Circuit ouvert Circuit fermeacute

Concasseurs primaires Ramegravene le tout venant de minerai de la mine agrave une taille qui convient au transport Grandes machines Lourdes Deux types de concasseurs primaires sont disponibles Concasseurs agrave macircchoire et concasseurs giratoire Les concasseurs giratoire peuvent produire de 600 agrave 6000 tph selon la taille Cependant les concasseurs agrave macircchoire peuvent assurer environ 750 tph

Concasseurs agrave macircchoire Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Les concasseurs sont la premiegravere eacutetape meacutecanique dans le proceacutedeacute de morcellement suivant les indications de lorganigramme (flowsheet) Le concassage est geacuteneacuteralement effectueacute dans deux ou trois eacutetapes de processus La premiegravere eacutetape geacuteneacuteralement concasse de moins de 15 m agrave 10 - 20 cm La deuxiegraveme eacutetape geacuteneacuteralement concasse agrave moins 05 agrave 2 cm

Le concassage est fait dans le circuit ouvert ou fermeacute Les deux ont leurs applications Une fois fait dans le circuit ouvert le produit va agrave la prochaine eacutetape du morcellement (typiquement un broyeur agrave barre) Puisque le produit nest pas cribleacute la prochaine eacutetape doit pouvoir srsquoadapter agrave des fluctuations de taille

Le concassage est fait dans le circuit fermeacute quand la flexibiliteacute de broyeur est deacutesireacutee Ici le produit est cribleacute le passant (petite taille) est achemineacute vers la prochaine eacutetape mais le refus (surdimensionneacute) est renvoyeacute au concasseur

La preacutesence dun crible permet au concasseur decirctre utiliseacute agrave nimporte quel reacuteglage de taille agrave un moment donneacute avec le crible (simple ou multiple) on fait le choix du produits finis Dans le circuit ouvert le concasseur peut seulement opeacuterer agrave la taille que la prochaine eacutetape peut srsquoadapter Quand le mateacuteriau est collant le concasseur peut ecirctre ouvert pour eacuteviter dobstruer sans gecircner les proceacutedeacutes en aval

Flowsheet drsquoinstallation de concassage de base

Circuit ouvert Circuit fermeacute

Concasseurs primaires Ramegravene le tout venant de minerai de la mine agrave une taille qui convient au transport Grandes machines Lourdes Deux types de concasseurs primaires sont disponibles Concasseurs agrave macircchoire et concasseurs giratoire Les concasseurs giratoire peuvent produire de 600 agrave 6000 tph selon la taille Cependant les concasseurs agrave macircchoire peuvent assurer environ 750 tph

Concasseurs agrave macircchoire Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJ

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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i) Concasseur Blake Dimension fixe dalimentation taille variable de produit Meacutecanisme drsquoArrecircteacute du concassage ii) Dodge Taille fixe de produit alimentation variable La plupart du temps utiliseacute dans les laboratoires i) Universel Combineacute

Concasseur agrave macircchoire

En regravegle geacuteneacuterale la plus grande partie du tout venant de minerai de la mine devrait ecirctre 80 de la largeur de lrsquoouverture du concasseur

ougrave (F) est la plus grande dimension preacutevue dalimentationW ndash Ouverture du concasseur

Concasseur agrave macircchoire agrave simple effet (Single Toggle Jaw Crushers STJC) Le mouvement doscillation de la macircchoire est elliptique ce qui aide le mateacuteriau agrave ecirctre pousseacute agrave lexteacuterieur Par conseacutequent ceux-ci sont de capaciteacute plus eacuteleveacutee que les concasseurs agrave doubles effet (DTJC) Cependant le mecircme mouvement cause plus dusure et de deacutechirure sur la macircchoire et sur larbre dentraicircnement auquel le cabillot est brancheacute Les DTJC sont employeacutes sur des mateacuteriaux durs et abrasifs

Construction des concasseurs agrave macircchoir Des doublures dures sont employeacutees sur les macircchoires en acier de moulage pour reacuteduire au minimum lusure sur les macircchoires elles-mecircmes Les doublures reacuteduisent eacutegalement la consommation deacutenergie Construction raboteuse en geacuteneacuteral Parfois les surfaces de doublure ont des modegraveles pour ameacuteliorer le concassage (par exemple les arecirctes reacuteduisent des fines) bien que cela reacuteduise habituellement le rendement de sortie Les macircchoires peuvent eacutegalement ecirctre leacutegegraverement courbeacutees pour reacuteduire au minimum lobstruction et lusure Dans une telle conception la moitieacute infeacuterieure de la macircchoire fixe est convexe tandis que le cocircteacute correspondant de la macircchoire mobile est concave La dimension de lrsquoouverture deacutepend du mateacuteriau agrave concasser large pour la matiegravere plastique et eacutetroite quand le mateacuteriau est fragile Lrsquoouverture large reacuteduit eacutegalement lrsquoobstruction produit plus de fines et hausse lusure

Concasseurs giratoire bull Se compose du long axe avec une tecircte qui est suspendu agrave partir du sommet et se repose sur une base excentrique bull Mouvement rotatoire dexcentrique Laxe peut tourner sur son axe bull En fait un nombre infini de concasseurs agrave macircchoire bull Concasse le cycle entier agrave la diffeacuterence du concasseur agrave macircchoire Par conseacutequent une capaciteacute plus eacuteleveacutee

Le choix entre les concasseurs giratoires et agrave macircchoire est dicteacute par 1048774 La plus grande dimension dalimentation

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

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1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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1048774 Production demandeacutee 1048774 Lrsquoeacuteconomie de lrsquoexploitation

Caracteacuteristiques du giratoire 1 Capaciteacute eacuteleveacutee selon linvestissement 2 Manipule les mateacuteriaux minces comme les brames mieux que le concasseur agrave macircchoire 3 Alimentation est plus simple 4 Les coucircts de fondation sont infeacuterieurs que pour le concasseur agrave macircchoire5 Une installation plus facile que le concasseur agrave macircchoire puisquune conception plus compacte et leacutecrasement charge plus mecircme

Caracteacuteristiques du concasseur agrave macircchoire 1 Grande ouverture de reacuteception selon linvestissement 2 La forme de louverture favorise lalimentation formeacutee de grand bloc mieux que le giratoire 3 Manipule mieux lrsquoalimentation colmatente sans habillage 4 Lentretien est plus facile 5 Peut ecirctre facilement coupeacute en sections qui le rend facile pour le transporter en souterrain

Concassage secondaire La dimension dalimentation sera normalement moins de 15 cm Le concassage secondaire est habituellement conduit avec des concasseurs agrave cocircne Des concasseurs agrave percussion (ou agrave marteau) et les concasseurs agrave rouleau sont parfois encore utiliseacutes

Concasseurs agrave cocircne Les concasseurs agrave cocircne sont juste une variation duconcasseur giratoire avec quelques diffeacuterences - Une diffeacuterence importante entre les deux est la forme de la tecircte principale du concasseur et de la coquille exteacuterieure - Supporteacute agrave la base - Diffeacuterence reacutesultant du concassage de plus petites particules Ceux-ci comprennent un maneton plus eacuteleveacute et la vitesse Par conseacutequent le concassage est plus comme un marteau- Doublures sur la tecircte et la coquille parallegraveles agrave la deacutecharge finale pour un meilleur controcircle de taille- La coquille peut laquo se soulever raquo quand le mateacuteriau dur entre dans le concasseur Ceci permet au mateacuteriau dur de passer sans endommager le broyeur

Giratoire Concasseur agrave cocircne

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Page 12: 125268824 Support de Cours Traitement Des Minerais

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Les concasseurs Gyradisc sont une variante des concasseurs agrave cocircne Pour cela les doublures principales ont une corniegravere tregraves peu profonde (moins que lrsquoangle de repos du mateacuteriau agrave concasser) La tecircte est eacutegalement consideacuterablement plus courte Leacutecrasement se fait par interaction de particule agrave particule La taille de produit est tregraves fine (lt1 cm) Utiliseacute la plupart du temps dans lindustrie des granulats

Concasseur agrave rouleau

Les concasseurs agrave rouleau utilisent deux grands tambours monteacutes sur des axes en rotation lun vers lautre (inverse) pour eacutecraser le mateacuteriau Leur grand deacutesavantage est quafin dobtenir un rapport de reacuteduction raisonnable des tambours tregraves grands doivent ecirctre utiliseacutes Par exemple des rouleaux de diamegravetre 14 m doivent ecirctre employeacutes pour la taille des particules seulement de 26 cm si un rapport de reacuteduction de 61 est deacutesireacute La Figure ci dessous indique la dimension particulaire qui peut passer agrave travers un concasseur agrave rouleaux Lespacement entre les rouleaux doit ecirctre assez grand pour permettre agrave la friction entre les rouleaux et la roche de tirer la roche agrave travers pendant quil est eacutecraseacute Crsquoest pourquoi les rouleaux du concasseur sont limiteacutes par le ratio de reacuteduction disponible

Angle de point de contact Principes du broyeur agrave barre Lrsquoangle de contact ne devrait pas deacutepasser 25 degreacutes Autrement lalimentation conduira juste sur le sommet et obstruera les rouleaux

Concasseurs agrave percussion (agrave marteaux)

Les concasseurs agrave percussion concassent lrsquoalimentation par choc plutocirct que par pression Un cylindre rotatif avec de grands marteaux est emballeacute dans un grand tambour rayeacute Le mateacuteriau concasseacute tombe par des perforations agrave la base du concasseur Les particules qui ne sont pas assez petites pour passser continueront agrave faire un cycle par le concasseur jusquagrave ce quelles soient assez petites Les grands concasseurs agrave percussion ramegraveneront la premiegravere taille de 15 m agrave 20 cm agrave environ 1500 tph

Concasseur agrave percussion (marteau)

Les facteurs affectant le choix du concasseur secondaire comprennent - Capaciteacute - Dimension dalimentation o Pour un concasseur agrave cocircne louverture ne devrait pas deacutepasser 3 fois la dimension dalimentation Ainsi si la dimension dalimentation dans le concasseur secondaire agrave cocircne est de 10 pouces louverture du concasseur ne devrait pas deacutepasser 30 pouces - Taille de produit o Quel est votre rapport de reacuteduction deacutesireacute

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

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1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Optimisation des concasseurs La technologie a permis une meilleure instrumentation et agrave la reacutegulation de processus pour ameacuteliorer les rendements des concasseurs Maintenant les instruments deacutetectent non seulement lrsquoeacutetat de santeacute de lrsquoeacutequipement mais controcircler eacutegalement les conditions de fonctionnement telles que lobstruction taux dentreacutee en alimentation et la distributions granulomeacutetrique dalimentation

Broyage Le broyage est leacutetape finale du morcellement Des particules sont reacuteduites de 5 agrave 250 millimegravetres agrave une taille finale de 10 agrave 300 micromegravetres Le controcircle soigneux du circuit de broyage est important pour broyer suffisamment le minerai pour la reacutecupeacuteration mineacuterale mais pas trop fin au risque de ne plus ecirctre eacuteconomique ou causer des pertes (sliming) pendant la flottatison

Plus le minerai est broyeacute finement plus la libeacuteration cibleacutee du minerai est meilleure Cependant plus le minerai est

broyeacute finement plus drsquoeacutenergie est prise Chaque reacuteduction de moitieacute dune particule de minerai absorbe quatre fois leacutenergie de sa reacuteduction de moitieacute preacuteceacutedente Pour cette raison du minerai est broyeacute jusqursquoau point ougrave la reprise suppleacutementaire ne paye plus pour labsorption deacutenergie suppleacutementaire dans le proceacutedeacute de broyage et de reprise Le broyage de loin absorbe la plupart de leacutenergie du morcellement et du proceacutedeacute de reprise

Meacutecanismes du broyage

(a) Choc (compression) (b) Eacutebregravechement (c) Abrasion

Le broyage est habituellement exeacutecuteacute humide bien que le broyage agrave sec soit parfois utiliseacute

Mouvement des mateacuteriaux La figure ci-dessous montre le mouvement du mateacuteriau agrave linteacuterieur du broyeur La gestion de la vitesse du broyeur est importante La vitesse deacutetermine le circuit de la charge Agrave vitesse reacuteduite la plupart de la charge cascade tandis quaux vitesses eacuteleveacutees la plupart de la charge cataracte agrave vitesse reacuteduite et par conseacutequent la charge cascadant a comme reacutesultat la production de fines et lusure accrue de la doublure de protection La charge Cataractant agrave comme conseacutequence un broyage grossier et une usure reacuteduite Cependant une vitesse trop eacuteleveacutee entrainera lrsquousure de la doublure

Comme le mateacuteriau tourne de plus en plus rapidement dans le broyeur il atteindra un point ougrave lacceacuteleacuteration centripegravete sur la charge de broyage provoqueacutee par la paroi du concasseur eacutegalera lacceacuteleacuteration de la graviteacute La vitesse critique se produit quand la charge du concasseur demeure contre la paroi lateacuterale du concasseur de maniegravere continue (lacceacuteleacuteration centripegravete et lacceacuteleacuteration de la graviteacute sont eacutegales au sommet)

La force centripegravete est donneacutee par

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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la force de la graviteacute (la NORMALE constitutive agrave la paroi du concasseur tirent une flegraveche de la paroi au centre du concasseur) est donneacutee par

Ainsi la vitesse critique se produit quand

Si D est le diamegravetre du concasseur et d le diamegravetre de la tige ainsi (D-d)2 est le rayon du circuit exteacuterieur

et finalement la vitesse critique est

1048774 Dans la pratique les concasseurs sont mis en marche de 50 agrave 90 de leur vitesse critique 1048774 La vitesse accrue augmente la capaciteacute 1048774 Cependant au-dessus de 40-50 Nc il y a peu de hausse de rendement 1048774 Les vitesses eacuteleveacutees sont utiliseacutees pour le broyage grossier

Construction 1048774 Coquille acier doux lamineacute bout soudeacute doit supporter le choc lourd 1048774 Tecirctes de tourillon (extreacutemiteacutes du concasseur) fer de moulage ou acier de moulage pour un diamegravetre de plus de 1 m 1048774 Tourillon fer ou acier de moulage Surface polie Anneau inteacuterieur du roulement de tourillon 1048774 Doublures boulonneacutees agrave linteacuterieur de la coquille remplaccedilable habituellement fait agrave partir de lacier de manganegravese ou de chrome-molybdegravene Les doublures sont un composant important du coucirct Certains types se composent de caoutchouc et magneacutetique

o Caoutchouc Lavantage du caoutchouc comprennent les niveaux agrave faible bruit installation facile et faibles forces de choc Cependant taux extrecircmement eacuteleveacute dusure dans le broyage primaire augmente la freacutequence des remonteacutees entraicircnant trop dinterruptions du concasseur Eacutepaisseur accrue requise pour les doublures en caoutchouc reacuteduit la capaciteacute Des doublures combineacutees sont employeacutees lagrave ougrave le caoutchouc entre la doublure et la coquille permet lamortissement tandis que la doublure elle-mecircme est en acier

o Magnetic Dans les doublures magneacutetiques aucun boulon nest utiliseacute Au lieu de cela les aimants sassurent que la doublure est fixeacutee agrave la coquille Une couche protectrice est formeacutee au-dessus des doublures par les minerais magneacutetiques Par conseacutequent lusure de doublure est reacuteduite au minimum En outre les doublures sont plus minces ayant pour reacutesultat un broyage plus eacuteleveacutee

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Les Broyeurs croulants sont de trois types

1048774 A barre 1048774 A boulet 1048774 Autogegravene

Broyeur agrave barre les broyeurs agrave barre sont consideacutereacutes comme concasseurs fins ou broyeurs grossiers Ils sont preacutefeacutereacutes aux machines de concassage fin quand le minerai est argileux ou humide Une fois utiliseacutes ils sont normalement la premiegravere phase dans le broyage apregraves le concassage Les broyeurs agrave barre utilisent des tiges presque de la mecircme longueur que le broyeur pour eacutecraser entre elles le minerai Les tiges doivent ecirctre presque de mecircme longueur que le broyeur tout en restant parallegraveles aux parois du broyeur Autrement elles pourraient se bloquer en tournant

1048774 Broyage normalement humide Le broyage agrave sec devrait ecirctre eacuteviteacute 1048774 Alimentation 50 millimegravetres Produit 300 micromegravetres 1048774 15-201 rapport de reacuteduction 1048774 La longueur de coquille est 15-25 fois son diamegravetre Longueur est limiteacutee agrave 64 m car les tiges plus longues fleacutechiraient

From JKMRC ldquoComminution and Classification Lecturerdquo

1048774 Diamegravetres de barre 25mm agrave 150 millimegravetres 1048774 Marche agrave 50 - 65 Nc pour les tiges cascade Peut aller agrave 80 de Nc 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation assure la taille de produit presque uniforme (le broyage se focalise sur les grosses

particules) Par conseacutequent ce broyeur est utiliseacute dans le circuit ouvert Deacutecharge peacuteripheacuterique centrale Le circuit court et escarpeacute du mateacuteriau avant deacutecharge a comme conseacutequence le

morcellement grossier Rapport de reacuteduction limiteacute Utiliseacute dans lindustrie du sable Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Particules modeacutereacutement grosses Deacutecharge tourillon Plus commun Principalement utiliseacute pour preacuteparer le produit de broyage pour lalimentation du

broyeur agrave boulets

Deacutecharge tourillon Deacutecharge peacuteripheacuterique de fin Deacutecharge peacuteripheacuterique central

Broyeurs agrave boulets Les broyeurs agrave boulets sont le choix pour le finissage fin Ils ont un rapport longueur sur diamegravetre de 15 agrave moins de 1 Certains broyeurs ont ce rapport variant de 3 agrave 5 Mais sont consideacutereacutes comme des laquo broyeurs tube raquo

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1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

1048774 Fonctionnant agrave 70-80 de Nc 1048774 Calibreacute par la puissance plutocirct que la capaciteacute 4MW-15MW 1048774 Utiliseacute pour le boyage fin (alimentation ~80 passant 6 mm) Utiliseacute dans le circuit fermeacute

1048774 Grinding efficiency controlled by o Contact between ball and ore particle Random event Ensuring sufficient grind may increase chances of overgrind Therefore operated in closed circuit whereby there is no need to increase residence time of ore o Pulp density Should be high so that the balls have a layer of ore (to reduce ball wear) solids by weight should range between 65-80 For very fine grinding viscosity should not be too high as to hurt flow lower pulp densities preferred o Surface area of medium (balls) Smaller the better However medium should be a good mix of large (for larger particles) and small balls Correct ball mix is usually arrived at after experimentation in the plant 1048774 Ball charge is about 40-50 of mill by vol 40-50 of this is voids Most efficient (power consumption wise) at 50 ball charge Higher ball charge results in higher required optimum speed (cataracting reduces with increased ball charge as mill gets heavier) 1048774 Media can be different in shape from spherical Cylpebs are cylindral media with DH = 1 Produced slightly coarser product than balls

Broyeurs autogegravenes

1048774 Peut reacutealiser des reacuteductions de la taille de 25 cm agrave 75 microns en une seule eacutetape 1048774 Bas coucirct drsquoinvestissement 1048774 Manipule bien les mateacuteriaux mouilleacutes et collants1048774 Utilise une combinaison du minerai lui-mecircme et une charge reacuteduite de billes en acier Quand des billes sont utiliseacutees ils sappellent les broyeurs Semi-Autogegravene (SAG) La charge de boulet est habituellement 4-15 du volume du broyeur Plus effectif quand la charge de boulet en acier occupe 6-10 du volume du broyeur 1048774 Lrsquoallongement (Diamegravetre Longueur) va de bas 13 (Afrique du Sud Scandinavie) agrave haut de 31 (USA Australie) Les broyeurs de forme basse demandent plus de puissance agrave la tonne 1048774 Le meacutecanisme de fragmentation est principalement lrsquoabrasion et le choc La fragmentation se produit autour des grainesfrontiegraveres des cristaux 1048774 LAG donne des particules plus douces Puisqulsquoelles ne sont pas contamineacutees avec du fer des billes en acier elles flottent mieux (plus rapide et plus seacutelective) quavec le non-AG 1048774 AGSAG sont plus sensibles agrave la dureteacute dalimentation et la taille que les broyeurs bouletbarre Lrsquoattraction de puissance est par conseacutequent plus variable avec le broyeur AGSAG quavec les broyeurs bouletbarre AG travail mieux avec lalimentation grossiegravere puisque les grandes roches aident la fragmentation Les broyeurs SAG fonctionnent mieux avec les fines (que AG) puisque la fragmentation se fait la plus part du temps par les boulets La taille croissante naide pas beaucoup 1048774 Difficile destimer le broyage AGSAG par des essais en laboratoire

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Broyage finultra fin (100 microns et moins) Les broyeurs SAGBoulet ne sont pas tregraves bons pour le broyage fin et ultra fin Pourtant beaucoup de fois le broyage est neacutecessaire agrave ce niveau de broyage (exemple minerai disseacutemineacute granuleux ultra-fine) Quelques solutions de rechange pour ces derniers sontTourVertimill Charge (minerai + petites billescailloux) est remueacutee par un agitateur agrave vis Les fines srsquoeacutevacuent par le haut Vitesse de pointe dagitateur lt 3 ms pour preacutevenir le deacutebordement de charge Ceci limite eacutegalement la taille de charge Exemple de capaciteacute 100 th Produit 1-100 microns

TowerVertimill Charge (ore + small ballspebbles) is stirred by a screw type stirrer Fines leave from the top Stirrer tip speed lt 3ms to prevent media overflow This also limits media size Example capacity 100 th Product 1-100 microns

Svedala VertiMill Vertimill from metsominerals Stirrer types Weller and Gao

Les broyeurs remueacutes horizontalement sont eacutegalement disponibles Ils absorbent beaucoup plus le puissance (300-1000 kWm3 vs 20-40 kWm3) La charge et le produit sont seacutepareacutes par des cribles Par conseacutequent la vitesse de pointe dagitateur peut ecirctre plus eacuteleveacutee ayant pour reacutesultat un morcellement plus fin Cependant il est difficile de concevoir cela pour des volumes plus eacuteleveacutes

Circuit de broyageBroyage agrave sec Leau change la structure chimique Par conseacutequent le broyage humide non favorable agrave certains types minerai Moins

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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dusure Plus de fines Broyage humide Consommation de puissance faible Rendement plus eacuteleveacute Favorable pour mouiller le proceacutedeacute descendant (incl addition des possibiliteacutes humides de criblagecyclone) Enlegraveve les problegravemes de poussiegravere Un transport et une manipulation plus faciles (utilisation de pompes carters de vidange etc)

Fonctionnement de circuit ouvert de broyeurs

Le produit de broyage effectue agrave la prochaine eacutetape comme il est Le seul controcircle sur la taille de produit est le broyage soigneux Par conseacutequent susceptible de surbroyage Bas rendement (lorsque le broyage est fait de maniegravere tregraves attentive et preacutecise) Habituellement quand lrsquoalimentation au stade suivant nrsquoest pas sensible agrave la taille comme un autre broyeur

Fonctionnement des broyeurs (cc) agrave circuit fermeacute Le produit de broyage est classifieacute (cribles pour les parties grossiegraveres et cyclones pour les fractions fines) Le temps de seacutejour est moindre et par conseacutequent aucun surbroyage Le refus (appeleacute charge de circulation ou circulating load CL) retourne au broyeur En mecircme temps lalimentation augmente avec CL Cependant lrsquoaugmentation en CL reacuteduit la dimension particulaire geacuteneacuterale dans le broyeur ce qui est bon puisquil ameacuteliore le broyage (car plus de particules tombent sous les nombreux chocs) En outre de plus petites billes peuvent ecirctre utiliseacutees pour la finesse accrue Habituellement le CL est 100-350 de lalimentation neuve

La classification suivant le broyage peut ecirctre meacutecanique (cribles) ou hydraulique (cyclone) La classification meacutecanique est limiteacutee par la taille et le rendement (puisque passer deacutepend seulement de la densiteacute) particuliegraverement pour le mateacuteriau plus fin Les cyclones manipulent mieux les plus petites particules plus compact La classification rapide reacuteduit le temps doxydation pour la CL Cependant les cyclones deacutependent de la densiteacute comme de la taille Par conseacutequent les fines pour les minerais lourds peuvent ecirctre rapporteacutees aux refus (le courant de fond) Dans ce cas le refus du cyclone est tamiseacute (en deacutepit des inefficaciteacutes) avant decirctre renvoyeacute de nouveau au broyeur

Les problegravemes surgissent eacutegalement avec le minerai tel que le minerai dor Lor est dense et malleacuteable Quand il est libeacutereacute il apparaicirct comme refus ducirc agrave sa densiteacute Le broyage reacutepeacuteteacute naide pas puisque srsquoest simplement sa formetaille qui change en raison de la malleacuteabiliteacute plutocirct que dobtenir la prise de masse Il peut donc sans fin se remettre en circulation Les concentrateurs de densiteacute peuvent aider dans une telle situation

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

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Fonctionnement Le broyage peut ecirctre en parallegravele ou en seacuteries En parallegravele il y a de la flexibiliteacute Certaines uniteacutes peuvent ecirctre arrecircteacutees pour le deacutepannage Le produit dur au controcircle puisque tous les ensembles doivent ecirctre reacutegleacutes En seacuterie le broyage peut ecirctre fait par eacutetapes Une alternative est de broyer par eacutetape unique Cependant chaque fois que ceci est fait il augmente la taille de bille et par conseacutequent reacuteduit le rendement du broyage des fines

Broyeurs AGSAG Deux eacutetages AGSAG + circuit de broyage agrave boulets sont maintenant le principal soutien AGSAG peut ecirctre actionneacute dans le circuit fermeacute ou ouvert Noter que en circuit ouvert OC un crible trommel (un tambour perforeacute tournant) est employeacute pour remettre en circulation la roche grossiegravere refuseacute Noter que le circuit fermeacute CC a un mauvais effet secondaire Le CC reacuteduit la taille de la roche dans le broyeur conduisant agrave la hausse de la roche de la taille critique (25-50 mm size) Ces tailles de roches sont trop petites pour conduire agrave un bon milieu de broyage mais sont trop grandes pour ecirctre fragmenteacutees

Par conseacutequent les grilles de broyeur AGSAG peuvent avoir de plus grands trous pour laisser des roches lt100 millimegravetre passer (les billes partent aussi bien posant des problegravemes) Ce problegraveme nest pas reacutesolu mecircme en utilisant un cyclone et ne reacuteutilise pas le broyeur Puisque le broyeur de reacuteutilisation enlegraveve toutes les particules dans cette classe de grandeur (cette classe de grandeur est de bons meacutedias de broyage pour des particules plus fines) le broyage dun mateacuteriau plus fin est laisseacute dans le broyeur AGSAG ayant pour reacutesultat leur accumulation Controcircle du broyeur

Objectif de controcircle typique i) Rendement maximum avec une taille continue de produit ii) taux dentreacutee continue dans une classe de grandeur eacutetroite de produit et iii) rendement efficace sans affecter des proceacutedeacutes en aval Typiquement le taux dentreacutee et laddition deau nouvelle sont reacuteellement les seuls paramegravetres controcirclant indeacutependants Dimension et taux dalimentation influent sur la taille du produit Alimentation grossiegravere ou taux dentreacutee plus eacuteleveacute 1048774 un produit plus grossier 1048774 CL accru 1048774 un eacutecoulement volumeacutetrique plus eacuteleveacute 1048774 affecte la performance de cyclone 1048774 affecte le CL et des produits finis Leau affecte la densiteacute de boue deacutemoulage (dans le broyeur et cyclone) Dans le broyeur une viscositeacute plus eacuteleveacutee aide agrave proteacuteger les boulets Dans un cyclone les changements de densiteacute affectent la performance Le bruit sest eacutegalement aveacutereacute utile pour deacuteterminer la viscositeacute agrave linteacuterieur dun broyeur

Mill Control Typical control objective(s) i) Max throughput with a constant product size ii) constant feed rate in a narrow product size range and iii) efficient throughput without hurting downstream processes Typically new feed rate and addition of water are really the only independent controlling parameters Feed size and rate impacts product size Coarse feed or higher feed rate 1048774 coarser product 1048774 increased CL 1048774 higher volumetric flow 1048774 hurts cyclone performance 1048774 affects both CL and final product Water impacts slurry density (in mill and cyclone) In the mill higher viscosity helps protect the balls In a cyclone density changes affect performance MW readings indicate mill loading as does the noise (in dry grinding) and viscosity Noise has also been found to be useful in determining viscosity inside a millControl involves monitoring the mill (MW noise pulp density charge volume) flow (recycle tons) and classifier If you need to change the PSD fast then control with the classifier water However PSD is also controlled by the feed rate but not as quickly as the classifier water In a closed loop system control can be complex since sometimes a factor that reduces product size will tend to also increase product size (due to its impact on other parameters)

Institut Algeacuterien des Mines ndash Tayeb SERRADJBoumerdes du 5 au 7 Janvier 2013

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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Techniques et meacutethodes drsquoexploitation des mines agrave ciel ouvertTraitement des minerais

See a plot (data 1 min intervals) from Ft Knox mine plant The SAG mill product oversize is returned as ldquorecyclerdquo Note how the recycle and new feed seem related

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