P29

Le traitement des minerais a énormément évolué ces dernières années, permettant aux sociétés minières de s'attaquer à des minerais à plus faible teneur et plus difficiles. Mais une grande partie de cela a été réalisée en augmentant l'efficacité grâce à des conceptions plus raffinées de ce qui est fondamentalement les mêmes processus de base qui existent depuis de nombreuses décennies et dans certains cas depuis plus d'un siècle, qu'il s'agisse de concassage, de flottation, d'épaississement ou de filtration. Ce n'est pas souvent que vous voyez un véritable changement radical dans l'industrie du traitement des minerais en termes de solution complètement nouvelle.

Mais CiDRA Minerals semble l'avoir fait avec sa nouvelle plate-forme P29 Technology™, nommée d'après 29, le numéro atomique du cuivre, car c'est dans l'industrie minière du cuivre que se concentre une grande partie de son potentiel initial. La technologie a récemment été référencée dans un article de McKinsey intitulé "Combler le déficit d'approvisionnement en cuivre" qui déclarait : "Le système est basé sur le développement d'un nouveau matériau innovant qui agit comme une éponge de cuivre, attirant et retenant les particules minéralisées à base sur les mêmes propriétés hydrophobes qui les font flotter pendant la flottation.Contrairement aux systèmes qui agissent plus en aval, le dégrossissage du circuit de broyage offre la possibilité de réduire directement la charge de recirculation dans les broyeurs à boulets, augmentant ainsi le débit du broyeur jusqu'à 20 % à la fois. taille de mouture constante." Il ajoute "Les opérateurs devront décider comment tirer parti de l'efficacité accrue du broyeur à boulets, ce qui pourrait être considéré comme une opportunité soit d'augmenter le débit, soit de réduire la taille de broyage et d'augmenter les récupérations à un débit constant. Le choix optimal dépendra de la propriétés du corps minéralisé et la configuration existante de l'usine de traitement.Cependant, même en tenant compte d'un nettoyage supplémentaire du concentré extrait par P29 et de la prise en compte d'autres goulots d'étranglement du système commun, l'ébauche du circuit de broyage pourrait ajouter 1,2 million à 4,6 millions de tonnes métriques de production annuelle de cuivre d'ici 2032."

Utiliser un média comme substrat

Alors comment ça marche dans le détail ? La technologie, les méthodes et le potentiel sont détaillés dans un nouveau livre blanc que CiDRA vient de publier.JE SUISs'est également entretenu avec Bob Maron, directeur commercial de CiDRA, pour plus de détails sur la technologie et son potentiel : "Nous avons commencé par chercher une alternative à la flottation conventionnelle. Comment pourrions-nous capturer les particules mieux que la technologie actuelle de flottation à bulles, qui a existe depuis plus de 100 ans ? Cela implique l'utilisation d'un support comme substrat. Nous avons commencé avec des sphères et cela a évolué vers l'utilisation d'une mousse de polyuréthane à cellules ouvertes en cubes de 12,5 mm. Un revêtement hydrophobe technique est appliqué sur le substrat, ce qui lui permet de attirer les particules hydrophobes de la même manière qu'une bulle. Cependant, il le fait beaucoup plus fortement qu'une bulle ; il n'éclate pas comme une bulle ; et comme il s'agit d'une mousse à cellules ouvertes, la quantité de surface par unité de volume est beaucoup plus élevé. La mousse de substrat que nous utilisons se présente sous la forme de petits cubes qui sont mélangés avec la boue de minerai dans un tambour rotatif. La boue pénètre autour et à travers la mousse et entre en contact avec la surface de la mousse et le réactif chimique, similaire à celui utilisé dans flottation, attire les particules hydrophobes."

Maron dit qu'il est également très différent de la séparation des médias denses qui utilise toujours un mélange air-eau - P29 n'a pas d'entrée d'air (ou d'eau) séparée - juste le média en mousse enduit et la suspension. "En utilisant ce substrat média avec un revêtement technique, nous pouvons contrôler l'attraction et la rétention des particules séparément de leur transport et de leur libération. Cela contraste avec une bulle de flottation qui doit attirer la particule puis la transporter sans la perdre. , plus enfin relâchez-le. Tout cela est soumis à la fragilité de la bulle d'air. Les forces d'attraction ne sont pas si importantes et la bulle peut se briser. Les particules peuvent tomber et la flottabilité de la bulle est limitée si elle est surchargée de particules. . Le processus de flottation souffre également de l'entraînement hydraulique des particules de gangue libres qui peuvent avoir un impact significatif sur les exigences de traitement en aval. P29 élimine toutes ces limitations de flottation. En effet, la force d'attraction est extrêmement forte, ce qui signifie également que vous pouvez le transporter facilement sans perdre Ces particules.La séparation finale se fait via un tensioactif non ionique biodégradable, qui brise l'attraction hydrophobe.P29 offre la possibilité d'utiliser des leviers d'ingénierie pour contrôler et optimiser chaque étape du processus de séparation des minéraux de manière indépendante. Il peut également récupérer les particules fines et grossières, alors que dans la flottation, différents types de cellules sont utilisés pour ces tâches distinctes. »

Récupérer une mouture plus grossière

Compte tenu de la demande mondiale de cuivre et de la poussée vers des «minéraux plus verts», la proposition de valeur la plus élevée actuellement pour le P29 est de récupérer des particules très grossières - beaucoup plus grossières que celles qui peuvent être actuellement récupérées par flottation, jusqu'à 3 mm. Ainsi, alors que la technologie a le potentiel de remplacer la flottation en théorie, CiDRA Minerals commence par s'attaquer à l'application la plus immédiate qui peut apporter la plus grande valeur à ses clients et a donc développé une nouvelle solution de séparation des minéraux appelée Grind Circuit Rougher™ (GCR) qui exploite la plate-forme P29 Technology™ (P29).

Cela peut prendre un flux important de particules grossières de la sousverse de l'hydrocyclone qui retournerait normalement au broyeur à boulets et récupérerait les particules qui ont une teneur minérale précieuse, jusqu'à des teneurs en cuivre très faibles. Le reste de cette gangue peut ensuite être rejeté, et ces particules contenant du cuivre peuvent passer par un broyage léger puis sur le concentré final. Vous économisez du volume de matériau passant par le broyeur et réalisez ainsi d'importantes économies d'énergie. Les 10 à 20 % de matière que vous retirez de l'alimentation de l'usine peuvent ensuite être remplacés par de l'alimentation fraîche. Cela signifie également que le flux qui va à la flottation est un peu plus fin, de sorte que l'usine de flottation devient plus efficace avec une récupération plus élevée.

OZ Minerals et CiDRA ont récemment commandé une étude d'ingénierie et de conception préliminaires (FEED) pour une mise en œuvre à grande échelle de la technologie Grind Circuit Rougher de CiDRA à la mine Carrapateena afin d'éliminer les matériaux grossiers de la charge de circulation du circuit de broyage, permettant une augmentation du débit de l'usine. Worley, un fournisseur mondial de livraison de projets et de services d'actifs, fournira des services de conception technique frontale (FEED) pour le projet. OZ Minerals est un client principal idéal pour GCR, car la société minière est connue depuis longtemps pour son ouverture à l'innovation. Un accord supplémentaire couvre une usine de démonstration à OZ Minerals que d'autres mineurs pourront visiter et examiner. CiDRA travaille également avec quelques majors du cuivre qui souhaitent voir comment le P29 peut aider leurs mines à augmenter leur débit et à maximiser leur récupération.

Maron ajoute : « Depuis plusieurs années, nous effectuons des campagnes de tests en laboratoire pour un certain nombre d'exploitants miniers - dont beaucoup au Chili compte tenu de la taille de l'industrie du cuivre là-bas. Le GCR a fait ses preuves sur le terrain à la fois à l'échelle du laboratoire et à une échelle pilote, bien que le pilote de terrain réussi se soit trouvé dans une application de récupération où P29 fonctionne également bien, c'est juste que la plus grande proposition de valeur réside dans son utilisation avec GCR."

JE SUIS a également parlé à Mark Holdsworth, maintenant vice-président du développement d'applications de CiDRA, mais ayant auparavant occupé de nombreux postes d'excellence et d'innovation dans le traitement des minéraux chez Rio Tinto au cours d'une carrière de 22 ans avec le mineur mondial. Il a commenté le P29 : "Le P29 peut remplacer la flottation, il n'est donc pas exagéré de dire qu'il représente une nouvelle branche de la séparation des minéraux. Il est également conçu pour que nous puissions optimiser la collecte, le transport et la récupération de manière indépendante. L'application de lancement GCR a la capacité de réduire l'énergie de broyage jusqu'à 50 % car il peut récupérer de si grosses particules grossières. Le processus P29 a un temps de rétention très court, un faible rendement massique et un taux de mise à niveau élevé. En ce qui concerne la voie future, il est actuellement adapté à tout ce que vous peut récupérer via la flottation des sulfures, mais comme il s'agit en fait d'une interface solide à solide, nous avons le potentiel de faire de la chimie de R&D pour permettre la récupération de minéraux qui ne peuvent actuellement pas être récupérés par flottation aujourd'hui et donc déverrouiller des corps minéralisés auparavant non rentables La flottation est limitée par des réactifs qui ont être soluble dans l'eau et cela limite vraiment votre champ d'application chimique.P29 a le potentiel de récupérer sélectivement ou de réduire considérablement l'entraînement de minéraux délétères associés au cuivre dans de nombreux gisements majeurs. Ce n'est pas un saut de dire que le P29 sera une partie importante du concentrateur du futur - moins d'énergie, moins d'eau, une meilleure récupération de l'eau et des mécanismes de récupération d'ingénierie sur les métaux liés aux minéraux qui ne sont pas économiques aujourd'hui."

Cette nouvelle technologie a été spécialement conçue pour aider à relever de nombreux défis critiques auxquels est confrontée l'industrie minière et est couverte par un large portefeuille de brevets sur la technologie de base P29 et son espace d'application. Des teneurs d'alimentation inférieures, un minerai plus dur, des coûts énergétiques croissants, la rareté de l'eau, les déficits prévus d'approvisionnement en métaux de base et la volonté d'une exploitation minière plus verte obligent l'industrie à s'adapter. Le P29 a le potentiel de libérer le cuivre dont le monde a besoin, en particulier pour alimenter l'électrification via la batterie.

Le substrat en mousse peut être conçu avec différentes tailles de pores et le support peut être adapté à la distribution granulométrique de l'application spécifique. La taille des pores dans le milieu définit la surface disponible pour la fixation des minéraux et est analogue à la surface des bulles dans la flottation par mousse. L'avantage du support en mousse technique en tant que mécanisme de collecte des minéraux est qu'il peut être optimisé pour la durabilité, l'énergie de surface, la conformité et la flexibilité, ainsi que la forme et la taille du support. La mousse réticulée industrielle est enduite et durcie par des processus standard de l'industrie ; les feuilles de mousse durcies sont ensuite coupées en cubes et emballées sous vide pour l'expédition.

Le contacteur est un simple dispositif de mélange conçu pour mettre en contact la suspension minérale avec le média de collecte. Des modes de réalisation du contacteur sont un puisard/pompe et un tuyau ou un tambour rotatif horizontal. La configuration du circuit sera fonction de la minéralogie, de la rhéologie et de l'espace d'application de la boue d'alimentation. Le milieu chargé est séparé de la boue via un tamis, soit fixé à l'extrémité d'un contacteur à tambour horizontal, soit sous forme de tamis vibrant autonome. Un rinçage à l'eau recyclée est utilisé pour éliminer la gangue entraînée du milieu, ce qui entraîne des taux de valorisation élevés et de faibles récupérations de masse. Le milieu est essoré avant l'étape d'élimination des minéraux avec un tamis vibrant ou une centrifugeuse à panier « low g ». Le minéral est retiré du média en faisant passer le média chargé et l'agent de démoulage à travers une série de pompes à disque. L'agent de démoulage utilisé dans l'étape de déminéralisation est récupéré à l'aide d'une centrifugeuse ou d'une étape de nanofiltration. L'agent de démoulage récupéré est renvoyé dans le processus.

Organigramme simple du processus de la technologie CiDRA P29 où chacune des opérations unitaires est effectuée avec un équipement standard de l'industrie

Son espace d'application potentiel est également impressionnant. Le P29 peut être appliqué à n'importe quelle application de flottation par mousse actuelle et fonctionne surtout avec une fenêtre de fonctionnement plus large que les technologies basées sur la flottation par mousse, le plus remarquable à une taille de particules très grossière sans exigences de préparation de l'alimentation. Cette polyvalence d'opérabilité permet une plate-forme technologique conviviale ESG avec un large espace d'application, comme dans les opérations existantes avec GCR, mais aussi dans le cadre des extensions de friches industrielles, du nettoyage par flottation grossière, du nettoyage des résidus de flottation, du nettoyage plus propre et du retraitement des résidus. Il peut gérer une large gamme de tailles de particules à un pourcentage élevé de solides avec une préparation d'alimentation minimale. Dans les nouvelles mines, cela peut réduire radicalement l'empreinte, la consommation d'eau et les besoins en électricité avec une queue grossière et des dépôts marginaux deviennent rentables.

En fin de compte, P29 a le potentiel de fournir 3 Mt/an supplémentaires de cuivre avec les actifs de circuit de broyage existants actuellement installés dans l'industrie minière, soit environ 50 % du déficit d'approvisionnement prévu pour 2030. Ceci est rendu possible par la capacité du P29 à récupérer les particules grossières de la charge de circulation du circuit de broyage lors des récupérations par flottation traditionnelles, libérant ainsi de l'énergie dans le circuit de broyage qui peut être utilisée pour un débit accru et/ou une taille de broyage réduite, réduisant ainsi l'énergie et le carbone spécifiques au broyage. empreinte d'une tonne de métal produite. La récupération des particules grossières avec un flux de résidus de particules grossières jetables permet une récupération accrue de l'eau à partir des résidus de l'usine, réduisant considérablement les besoins en eau de la mine. Un résidu plus grossier permet également de nouvelles conceptions plus sûres dans les bassins de retenue des résidus et, dans une application vierge, les résidus pourraient être empilés à sec, éliminant ainsi le besoin d'un barrage de résidus. La réduction des besoins en énergie et en eau par tonne de métal produit se traduit par une empreinte carbone potentiellement réduite, et dans une application entièrement nouvelle, les besoins énergétiques indicatifs pour le circuit de broyage peuvent être jusqu'à 50 % inférieurs aux conceptions actuelles.