Suite à la publication du numéro d'octobre d'International Mining, et plus particulièrement de la rubrique annuelle sur le concassage et le transport en fosse, nous avons examiné de plus près l'un des éléments essentiels qui composent ces systèmes, l'alimentateur à tablier.
Dans le secteur minier,mangeoires à tablierjouent un rôle important dans le bon fonctionnement et l'augmentation de la disponibilité. Leurs applications dans les circuits de traitement des minéraux sont très diverses ; cependant, leurs capacités sont mal connues au sein de l'industrie, ce qui soulève de nombreuses questions.
Martin Yester, Global Product Support, Metso Bulk Products, répond à certaines des questions les plus importantes.
En termes simples, un alimentateur à tablier (également connu sous le nom d'alimentateur à bac) est un type d'alimentateur mécanique utilisé dans les opérations de manutention de matériaux pour transférer (alimenter) du matériau vers d'autres équipements ou depuis un inventaire de stockage, une boîte ou une trémie pour extraire du matériau (minerai/roche) à un débit contrôlé.
Ces alimentateurs peuvent être utilisés dans une variété d’applications dans les opérations primaires, secondaires et tertiaires (récupération).
Les alimentateurs à tablier à chaîne de tracteur font référence aux chaînes de train de roulement, aux rouleaux et aux roues arrière qui sont également utilisés sur les bulldozers et les excavatrices. Ce type d'alimentateur domine les industries où les utilisateurs ont besoin d'un alimentateur capable d'extraire des matériaux aux propriétés différentes. Les joints en polyuréthane de la chaîne empêchent les matériaux abrasifs de pénétrer dans les broches et les bagues internes, réduisant ainsi l'usure et prolongeant la durée de vie de l'équipement par rapport aux chaînes sèches. Les alimentateurs à tablier à chaîne de tracteur réduisent également la pollution sonore pour un fonctionnement plus silencieux. Les maillons de la chaîne sont traités thermiquement pour une durée de vie prolongée.
Dans l’ensemble, les avantages comprennent une fiabilité accrue, moins de pièces de rechange, moins d’entretien et un meilleur contrôle de l’alimentation. En retour, ces avantages augmentent la productivité avec un minimum de goulots d’étranglement dans n’importe quelle boucle de traitement des minéraux.
Une croyance commune à propos demangeoires à tablierest qu'ils doivent être installés horizontalement. Eh bien, contrairement à la croyance populaire, ils peuvent être montés sur des pentes ! Cela apporte de nombreux avantages et fonctionnalités supplémentaires. Lors de l'installation d'un alimentateur à tablier sur une pente, moins d'espace est requis dans l'ensemble - non seulement la pente limite l'espace au sol, mais elle réduit également la hauteur de la trémie de réception. Les alimentateurs à tablier incliné sont plus indulgents lorsqu'il s'agit de gros morceaux de matériau et, dans l'ensemble, augmenteront le volume dans la trémie et réduiront les temps de cycle des camions de transport.
Gardez à l’esprit qu’il y a certains facteurs à prendre en compte lors de l’installation d’un alimentateur à bac sur une pente pour optimiser le processus. Une trémie correctement conçue, un angle d’inclinaison, la conception de la structure de support et un système de passages et d’escaliers autour de l’alimentateur sont tous des facteurs clés.
Une idée fausse courante concernant l'utilisation de tout appareil est : « Le plus tôt sera le mieux. » En ce qui concerne les alimentateurs à tablier, ce n'est pas le cas. La vitesse optimale résulte de la recherche d'un équilibre entre l'efficacité et la vitesse d'expédition. Ils fonctionnent plus lentement que les alimentateurs à bande, mais pour une bonne raison.
Habituellement, la vitesse optimale de l'alimentateur à tablier est de 0,05 à 0,40 m/s. Si le minerai n'est pas abrasif, la vitesse peut être augmentée à plus de 0,30 m/s en raison d'une possible réduction de l'usure.
Des vitesses plus élevées nuisent au fonctionnement : si vos vitesses sont trop élevées, vous risquez une usure accélérée des composants. L'efficacité énergétique diminue également en raison de la demande énergétique accrue.
Un autre problème à garder à l'esprit lors de l'utilisation d'un alimentateur à tablier à grande vitesse est la probabilité accrue de fines. Il peut y avoir des effets abrasifs entre le matériau et la plaque. En raison de la présence possible de poussières fugitives dans l'air, la création de fines crée non seulement plus de problèmes, mais crée également un environnement de travail plus dangereux pour les employés dans leur ensemble. Par conséquent, trouver la vitesse optimale est encore plus important pour la productivité de l'usine et la sécurité opérationnelle.
Les alimentateurs à tablier ont des limites en ce qui concerne la taille et le type de minerai. Les restrictions varient, mais le matériau ne doit jamais être déversé inutilement sur l'alimentateur. Vous devez tenir compte non seulement de l'application dans laquelle vous utiliserez l'alimentateur, mais également de l'endroit où cet alimentateur sera placé dans le processus.
En général, la règle de l'industrie concernant les tailles des alimentateurs à tablier est que la largeur du plateau (jupe intérieure) doit être deux fois supérieure à la taille du plus gros morceau de matériau. D'autres facteurs, tels qu'une trémie ouverte correctement conçue combinée à l'utilisation d'une « plaque de retournement de roche », peuvent affecter la taille du plateau, mais cela n'est pertinent que dans certaines situations.
Il n'est pas rare de pouvoir extraire 1 500 mm de matériau si un alimentateur de 3 000 mm de large est utilisé. Le matériau négatif de 300 mm extrait des piles de minerai du concasseur ou des boîtes de stockage/mélange est généralement extrait à l'aide d'un alimentateur à tablier pour alimenter le concasseur secondaire.
Lors du dimensionnement d'un alimentateur à tablier et du système d'entraînement correspondant (moteur), comme pour de nombreux équipements de l'industrie minière, l'expérience et la connaissance de l'ensemble du processus sont inestimables. Le dimensionnement d'un alimentateur à tablier nécessite une connaissance de base des données d'usine pour remplir avec précision les critères requis par la « fiche de données d'application » du fournisseur (ou le fournisseur reçoit ses informations).
Les critères de base à prendre en compte comprennent le débit d'alimentation (maximum et normal), les propriétés du matériau (telles que l'humidité, la granulométrie et la forme), la taille maximale du bloc de minerai/roche, la densité apparente du minerai/roche (maximale et minimale) et les conditions d'alimentation et de sortie.
Cependant, des variables peuvent parfois être ajoutées au processus de dimensionnement de l'alimentateur à tablier qui doivent être incluses. Une variable supplémentaire majeure sur laquelle les fournisseurs doivent se renseigner est la configuration de la trémie. Plus précisément, l'ouverture de la longueur de coupe de la trémie (L2) est située directement au-dessus de l'alimentateur à tablier. Le cas échéant, il s'agit d'un paramètre clé non seulement pour dimensionner correctement un alimentateur à tablier, mais également pour le système d'entraînement.
Comme mentionné ci-dessus, la densité apparente du minerai/de la roche est l'une des exigences standard de base et doit inclure la taille efficace de l'alimentateur de stockage. La densité est le poids d'un matériau dans un volume donné, généralement la densité apparente est mesurée en tonnes par mètre cube (t/m³) ou en livres par pied cube (lb/ft³). Une note spéciale à garder à l'esprit est que la densité apparente est utilisée pour les alimentateurs à tablier, et non la densité des solides comme dans d'autres équipements de traitement des minéraux.
Alors pourquoi la densité apparente est-elle si importante ? Les alimentateurs à tablier sont des alimentateurs volumétriques, ce qui signifie que la densité apparente est utilisée pour déterminer la vitesse et la puissance nécessaires pour extraire un certain tonnage de matériau par heure. La densité apparente minimale est utilisée pour déterminer la vitesse, et la densité apparente maximale détermine la puissance (couple) requise par l'alimentateur.
Dans l’ensemble, il est important d’utiliser la densité « en vrac » correcte plutôt que la densité « solide » pour dimensionner votre alimentateur à tablier. Si ces calculs sont incorrects, le débit d’alimentation final du processus en aval peut être compromis.
La détermination de la longueur de cisaillement de la trémie est un élément essentiel dans la détermination et la sélection correctes d'un alimentateur à tablier et d'un système d'entraînement (moteur). Mais comment est-ce certain ? La longueur de cisaillement de la trémie est la dimension allant de la plaque arrière de la trémie à jupe à la barre de cisaillement à l'extrémité de sortie de la trémie. Cela semble simple, mais il est essentiel de noter que cela ne doit pas être confondu avec la taille du haut de la trémie qui contient le matériau.
Le but de la recherche de cette mesure de longueur de cisaillement de trémie est de déterminer la ligne de plan de cisaillement réelle du matériau et l'endroit où le matériau dans la jupe se sépare (cisaille) du matériau (L2) dans la trémie. La résistance au cisaillement du matériau est généralement estimée entre 50 et 70 % de la force/puissance totale. Ce calcul de longueur de cisaillement entraînera soit une sous-puissance (perte de production), soit une surpuissance (augmentation des dépenses d'exploitation (opex)).
L'espacement des équipements est essentiel pour toute usine. Comme mentionné précédemment, le chargeur à tablier peut être monté sur des pentes pour économiser de l'espace. Le choix de la bonne longueur du chargeur à tablier peut non seulement réduire les dépenses d'investissement (capex), mais également réduire la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation.
Mais comment la longueur optimale est-elle déterminée ? La longueur optimale d'un alimentateur à tablier est celle qui peut répondre à la tâche requise dans la longueur la plus courte possible. Cependant, dans certains cas, pour une opération, le choix de l'alimentateur peut prendre plus de temps pour « transférer » le matériau vers l'équipement en aval et éliminer les points de transfert (et les coûts inutiles).
Pour déterminer l'alimentateur le plus court et le meilleur possible, l'alimentateur à tablier doit être positionné de manière flexible sous la trémie (L2). Après avoir déterminé la longueur de cisaillement et la profondeur du lit, la longueur totale peut être minimisée pour éviter ce que l'on appelle « l'auto-rinçage » à l'extrémité de décharge lorsque l'alimentateur est inactif.
Le choix du système d'entraînement adapté à votre alimentateur à tablier dépendra du fonctionnement et des objectifs de l'alimentateur. Les alimentateurs à tablier sont conçus pour fonctionner à des vitesses variables afin d'extraire le stockage et d'alimenter en aval à un débit contrôlé pour une efficacité maximale. Les matériaux peuvent varier en raison de facteurs tels que la saison de l'année, le corps minéralisé ou les modèles de dynamitage et de mélange.
Deux types d'entraînements adaptés à la vitesse variable sont les entraînements mécaniques utilisant des réducteurs à engrenages, les moteurs à fréquence variable et les variateurs de fréquence (VFD), ou les moteurs hydrauliques et les groupes motopropulseurs avec pompes à cylindrée variable. Aujourd'hui, les entraînements mécaniques à vitesse variable se sont avérés être le système d'entraînement de choix en raison des progrès technologiques et des avantages en termes de dépenses d'investissement.
Les systèmes d'entraînement hydrauliques ont leur place, mais ne sont pas considérés comme idéaux entre les deux entraînements variables.
Date de publication : 14 juillet 2022
