Alors que le secteur minière fait face à une pression croissante pour extraire les minéraux critiques plus durablement, l’accent mis sur la commissation – toujours le stade le plus à forte intensité énergétique du traitement des minéraux – se développe.

Dans cette Q&R, Bjorn Dierx, directeur de HPGR et de l’ingénierie des processus chez Weir, décrit les principaux défis et comment les technologies de broyage, les outils basés sur l’IA et les conceptions révisées de feuille de floum peuvent collectivement aider à réduire la consommation d’énergie, la consommation de matériaux et les émissions de gaz à effet de serre (GES).

Ed Pearcey (EP): Quels sont les principaux défis auxquels l’industrie minière est confrontée en ce qui concerne l’écrasement et le broyage?

Bjorn Dierx (BD): Le monde a besoin de plus de métaux de transition pour atteindre un zéro net, mais l’industrie minière doit les extraire en utilisant beaucoup moins d’énergie et d’eau, ainsi que de générer moins de déchets.

Parce que la commissation est généralement le plus grand utilisateur d’énergie sur un site de mine – il utilise 1% de la consommation totale d’énergie finale à l’échelle mondiale – il est logique de cibler les opportunités d’économie d’énergie qui peuvent avoir le plus grand impact à court à moyen terme.

Si l’industrie minière va réduire ses émissions conformément aux objectifs décrits dans l’accord de Paris, il doit adopter de nouvelles technologies et passer à des méthodes alternatives pour commencer à réduire les effets que la commissaire a sur notre planète. [Meeting] Ce défi nécessitera une collaboration entre Mets [mining equipment, technology and services] entreprises et mineurs.

En réponse à ces défis, Weir a développé des solutions de floum par lesquelles les usines de tumbling traditionnelles sont remplacées par des technologies de broyage plus économes en énergie comme les rouleaux de broyage à haute pression (HPGR) et les moulins agités.

Dans la mesure du possible, une technologie de flottation à particules grossières (CPF) peut être utilisée pour récupérer le minerai à une fraction plus grossière, réduisant encore la consommation d’énergie et générant un flux de déchets plus sûr et plus gérable.

Alors que les HPGR ont été utilisés pour la première fois dans l’industrie du traitement des minéraux il y a plus de 30 ans, la plupart des concentrateurs utilisent encore des usines de tumbling pour les tâches de broyage. Cependant, sur cette même période, l’environnement de fonctionnement a considérablement changé.

Deux des changements opérationnels les plus notables sont la réduction des notes du minerai et l’augmentation de la dureté du minerai, et l’augmentation du coût des consommables de fraisage, telles que les milieux de broyage de puissance et d’acier.

En règle générale, les notes de minerai réduites entraînent une augmentation du volume de minerai traité pour la concentration, ce qui, à son tour, augmente l’apport d’énergie global. De plus, le traitement des minerais plus durs nécessite des énergies de broyage plus élevées qui, lorsqu’elles sont obtenues avec des usines de tumbling, consomme généralement plus de milieux en acier, entraînant des coûts de fraisage nettement plus élevés.

Par conséquent, pour réduire leurs coûts de broyage, les mineurs peuvent mettre en œuvre des technologies de broyage plus économes en énergie comme les HPGR et les moulins agités. Étant donné que la demande de puissance est inversement corrélée à la taille finale de la mouture, la capacité de récupérer les métaux cibles à une taille de mouture plus grossière peut également réduire considérablement les coûts d’exploitation.

EP: L’IA est-elle la meilleure façon d’améliorer l’efficacité de l’écrasement et du broyage dans l’industrie minière?

BD: L’IA est une façon d’améliorer l’efficacité de l’écrasement et du broyage. Alors que l’industrie minière embrasse ces technologies, les OEM – qui comprennent mieux l’équipement que quiconque et ont de grandes quantités de données de conception, de fabrication, d’exploitation et d’entretien à exploiter lors de la création de modèles d’IA – ont un rôle important à jouer.

Dans cet esprit, les prochaines solutions intelligentes de Weir exploitent la technologie axée sur l’IA pour optimiser le processus et maximiser l’efficacité. La plate-forme agit comme un assistant intelligent basé sur l’IA pour HPGRS – il offre des conseils et des recommandations automatisés.

Par exemple, [the platform supports] s’adapter aux changements dans les caractéristiques des aliments pour le minerai. Ces ajustements sont effectués en fonction des données de processus et de nos modèles d’IA, qui sont conçus pour maximiser le débit, tout en maintenant la taille cohérente du produit.

[The solution] peut régler l’équipement [autonomously] ou alerter l’opérateur lorsqu’il existe des dérives pertinentes des paramètres opérationnels attendus afin que des mesures correctives puissent être prises.

EP: Y a-t-il d’autres avancées techniques qui amélioreront l’efficacité de l’écrasement et du broyage?

BD: Historiquement, les opérateurs ont eu tendance à regarder des équipements isolés lors de l’évaluation de ses performances, souvent sans considérer ce qui se passe en amont et en aval.

En revanche, Weir adopte une approche plus holistique. Nous continuons à développer des feuilles de floum innovantes, et nos ingénieurs de processus travaillent avec des mineurs pour tester et développer des solutions adaptées à leurs défis et conditions de fonctionnement spécifiques.

Nous déployons également les technologies existantes de nouvelles façons. Par exemple, lorsque la minéralogie le permet, nous utilisons un classificateur d’air comme un «trieur de minerai». Étant donné que plusieurs flux de matériaux peuvent être générés, cela peut être combiné avec la préconcentration – comme la séparation magnétique ou le CPF – et le rejet de la gangue dans un seul système de classification.

Ou, alternativement, il peut créer un flux de sous-produits vendables aux côtés des principaux minéraux ciblés sans pré-concentration supplémentaire. Nous avons eu beaucoup de mineurs visiter nos installations de test et ces solutions ont suscité beaucoup d’attention, donc je ne pense pas que ce sera bien avant de les voir déployés sur le terrain.

EP: Y a-t-il d’autres façons de faire des techniques de concassage et de broyage peut être rendue plus efficace et moins à forte intensité énergétique?

BD: Quantifier le Avantages environnementaux des projets sont de plus en plus importants pour les parties prenantes, les actionnaires et les régulateurs, et les émissions de la portée 4 fournissent un cadre pour ce faire.

Les émissions de la portée 4, communément appelées «émissions évitées», sont définies comme les réductions des émissions de GES qui se produisent en dehors du cycle de vie ou de la chaîne de valeur d’un produit, mais comme le résultat direct de l’utilisation de ce produit.

En mars 2023, le World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) a publié des conseils sur les émissions évitées pour évaluer les processus miniers et aider à garantir la comptabilité crédible des émissions évitées, y compris une séparation claire des émissions de GES d’une entreprise.

En utilisant ces directives, en décembre 2023, Weir a publié une étude, assurée indépendamment par SLR Consulting, qui a mis en évidence l’occasion de réduire la consommation d’énergie et les émissions de la commintion en tirant parti de trois combinaisons de technologies alternatives.

Trois combinaisons de technologies ont été évaluées par rapport à une conception de circuit de commissation conventionnel pour une mine archétypale traitant 15 millions de tonnes de minerai de cuivre par an au Chili. Chaque circuit était basé sur une frontière du système «roche à récupération»; Autrement dit, réduire la roche directement de la mine à une taille qui permet de récupérer le minéral.

Les quatre configurations évaluées étaient: le circuit de commissation conventionnel basé sur un moulin à broyage semi-autogène (SAG) et un moulin à billes; Enduron de Weir^® HPGR remplaçant le moulin à aval au stade de broyage initial; Enduron^® HPGR, plus un moulin agité en remplacement du moulin à boulets; et l’ajout de l’unité Hydrofloat CPF d’Eriez.

L’étude a démontré que le remplacement de la technologie conventionnelle par de nouvelles solutions innovantes peut réduire la consommation d’énergie de 40%, tout en évitant 50% du CO₂ émissions.

Les avantages de la durabilité s’étendent également au-delà des émissions de la portée 4. Par exemple, des études ont indiqué que la même quantité d’acier requise pour construire la structure du circuit de fraisage est consommée par les milieux de broyage du circuit en seulement six semaines de fonctionnement. En revanche, les HPGR n’ont pas besoin de supports de broyage supplémentaires pour réduire la taille des roches.