Suite à la publication du numéro d'octobre d'International Mining, et plus particulièrement du dossier annuel 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,alimentateurs à tablierElles jouent un rôle important pour garantir un fonctionnement optimal et accroître la disponibilité des équipements. Leurs applications dans les circuits de traitement des minéraux sont très diverses ; cependant, leurs capacités complètes sont encore méconnues du secteur, ce qui soulève de nombreuses questions.
Martin Yester, du service d'assistance produit mondial de Metso Bulk Products, répond à certaines des questions les plus importantes.
En termes simples, un alimentateur à tablier (également appelé alimentateur à auge) est un type d'alimentateur mécanique utilisé dans les opérations de manutention de matériaux pour transférer (alimenter) des matériaux vers d'autres équipements ou à partir d'un stock de stockage, d'une boîte ou d'une trémie pour extraire des matériaux (minerai/roche) à un débit contrôlé.
Ces alimentateurs peuvent être utilisés dans diverses applications, dans les opérations primaires, secondaires et tertiaires (récupération).
Les alimentateurs à tablier de chaîne pour tracteurs désignent les chaînes, rouleaux et roues arrière de train de roulement également utilisés sur les bulldozers et les excavatrices. Ce type d'alimentateur est prédominant dans les industries nécessitant un système capable d'extraire des matériaux aux propriétés variées. Les joints en polyuréthane intégrés à la chaîne empêchent les particules abrasives de pénétrer dans les axes 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 de chaîne pour tracteurs contribuent également à réduire la pollution sonore, pour un fonctionnement plus silencieux. Les maillons de la chaîne sont traités thermiquement afin d'en accroître la durée de vie.
Globalement, les avantages comprennent une fiabilité accrue, moins de pièces de rechange, une maintenance réduite et un meilleur contrôle de l'alimentation. En retour, ces avantages augmentent la productivité avec un minimum de goulots d'étranglement dans toute boucle de traitement des minéraux.
Une croyance répandue à propos dealimentateurs à tablierOn croit souvent qu'ils doivent être installés horizontalement. Or, contrairement à une idée répandue, ils peuvent être montés en pente ! Cela présente de nombreux avantages. L'installation d'un alimentateur à tablier en pente permet de gagner de la place : la pente réduit non seulement l'espace au sol, mais aussi la hauteur de la trémie de réception. Les alimentateurs à tablier inclinés tolèrent mieux les gros volumes de matériaux et, globalement, augmentent le volume de la trémie et réduisent les temps de cycle des camions de transport.
Lors de l'installation d'un alimentateur à auge sur une pente, il convient de tenir compte de plusieurs facteurs afin d'optimiser le processus. Une trémie correctement conçue, un angle d'inclinaison approprié, la conception de la structure de support et un système de passages et d'escaliers autour de l'alimentateur sont autant d'éléments clés.
Une idée reçue courante concernant l'utilisation de tout appareil est : « Le plus tôt sera le mieux. » Ce n'est pas le cas pour les alimentateurs à tablier. La vitesse optimale résulte d'un équilibre entre efficacité et rapidité d'expédition. Ils fonctionnent plus lentement que les alimentateurs à bande, mais pour une bonne raison.
En général, la vitesse optimale du convoyeur à tablier est de 0,05 à 0,40 m/s. Si le minerai est non abrasif, la vitesse peut être augmentée à plus de 0,30 m/s en raison d'une usure potentiellement réduite.
Des vitesses trop 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 l’augmentation de la demande en énergie.
Un autre point important à prendre en compte lors du fonctionnement d'un alimentateur à tablier à haute vitesse est le risque accru de production de fines particules. Des phénomènes d'abrasion peuvent se produire entre le matériau et la plaque. La présence possible de poussières fugitives dans l'air, en plus de générer davantage de problèmes, crée un environnement de travail plus dangereux pour les employés. Par conséquent, le choix de la vitesse optimale est primordial pour la productivité de l'usine et la sécurité des opérations.
Les alimentateurs à tablier présentent des limitations quant à la taille et au type de minerai. Les restrictions varient, mais il ne faut jamais déverser inutilement de matériau sur l'alimentateur. Il est important de prendre en compte non seulement l'application prévue, mais aussi l'emplacement de l'alimentateur dans le processus.
En règle générale, la norme industrielle pour le dimensionnement des alimentateurs à tablier stipule que la largeur du plateau (jupe intérieure) doit être le double de 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, 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 l'on utilise un alimentateur de 3 000 mm de large. Les matériaux de moins de 300 mm extraits des tas de minerai du concasseur ou des boîtes de stockage/mélange sont généralement extraits à l'aide d'un alimentateur à tablier pour alimenter le concasseur secondaire.
Lors du dimensionnement d'un alimentateur à tablier et de son système d'entraînement (moteur), comme pour de nombreux équipements de l'industrie minière, l'expérience et la connaissance de l'ensemble du processus sont essentielles. Le dimensionnement d'un alimentateur à tablier nécessite une connaissance de base des données de l'usine afin de remplir avec précision les critères requis par la « fiche technique d'application » du fournisseur (ou les informations que le fournisseur reçoit).
Les critères de base à prendre en compte comprennent le débit d'alimentation (de pointe et normal), les propriétés du matériau (telles que l'humidité, la granulométrie et la forme), la taille maximale des blocs de minerai/roche, la densité apparente du minerai/roche (maximale et minimale) et les conditions d'alimentation et de sortie.
Cependant, il arrive que des variables supplémentaires, à prendre en compte lors du dimensionnement du convoyeur à tablier, soient ajoutées au processus. Parmi ces variables, la configuration de la trémie constitue un élément important que les fournisseurs doivent examiner. Plus précisément, l'ouverture de la trémie (L2) est située directement au-dessus du convoyeur à tablier. Le cas échéant, il s'agit d'un paramètre clé non seulement pour le dimensionnement correct du convoyeur, mais aussi pour le système d'entraînement.
Comme indiqué précédemment, la masse volumique apparente du minerai/de la roche est une exigence standard de base et doit être prise en compte pour dimensionner efficacement le convoyeur d'alimentation. La masse volumique correspond au poids d'un matériau dans un volume donné ; elle est généralement mesurée en tonnes par mètre cube (t/m³) ou en livres par pied cube (lb/ft³). Il est important de noter que la masse volumique apparente est utilisée pour les convoyeurs d'alimentation à tablier, et non la masse volumique des solides comme pour d'autres équipements de traitement des minéraux.
Pourquoi la masse volumique apparente est-elle si importante ? Les doseurs à tablier sont des doseurs volumétriques, ce qui signifie que la masse volumique apparente sert à déterminer la vitesse et la puissance nécessaires pour extraire un certain tonnage de matériau par heure. La masse volumique apparente minimale détermine la vitesse, et la masse volumique apparente maximale détermine la puissance (couple) requise par le doseur.
En résumé, 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 essentielle pour le choix et la sélection appropriés d'un alimentateur à tablier et de son système d'entraînement (moteur). Mais comment en être certain ? La longueur de cisaillement de la trémie correspond à la distance entre la plaque arrière de la trémie (à jupe) et la barre de cisaillement située à la sortie de la trémie. Cela paraît simple, mais il est important de ne pas la confondre avec la taille de la partie supérieure de la trémie qui contient le matériau.
La mesure de la longueur de cisaillement de la trémie permet de déterminer la ligne de cisaillement réelle du matériau et le point de séparation (cisaillement) entre le matériau de la jupe et celui (L2) de 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 peut entraîner une sous-puissance (perte de production) ou une surpuissance (augmentation des coûts d'exploitation).
L'espacement des équipements est essentiel pour toute installation. Comme mentionné précédemment, le convoyeur à tablier peut être installé sur des pentes afin de gagner de la place. Choisir la longueur appropriée du convoyeur à tablier permet non seulement de réduire les dépenses d'investissement (CAPEX), mais aussi la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation.
Mais comment détermine-t-on la longueur optimale ? La longueur optimale d’un alimentateur à tablier est celle qui permet de remplir la fonction requise sur une longueur minimale. Cependant, dans certains cas, pour une opération donnée, le choix d’un alimentateur plus court peut s’avérer plus long pour acheminer le matériau vers l’équipement en aval et éliminer les points de transfert (et les coûts inutiles).
Pour déterminer le plus court et le meilleur alimentateur 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 qu'on appelle « l'auto-nettoyage » à l'extrémité de décharge lorsque l'alimentateur est inactif.
Le choix du système d'entraînement adapté à votre alimentateur à tablier dépendra de son fonctionnement et des objectifs visés. Les alimentateurs à tablier sont conçus pour fonctionner à vitesse variable afin d'extraire le minerai du stockage et de l'acheminer en aval à un débit contrôlé pour une efficacité maximale. Les matériaux peuvent varier en fonction de facteurs tels que la saison, le gisement ou les modalités de dynamitage et de mélange.
Deux types d'entraînements adaptés à la variation de vitesse sont les entraînements mécaniques utilisant des réducteurs à engrenages, des moteurs à fréquence variable et des variateurs de fréquence (VFD), ou les moteurs hydrauliques et les groupes hydrauliques avec pompes à cylindrée variable. Aujourd'hui, les entraînements mécaniques à vitesse variable se sont avérés être le système d'entraînement de choix grâce aux progrès technologiques et aux avantages en termes d'investissement.
Les systèmes d'entraînement hydrauliques ont certes leur utilité, mais ne sont pas considérés comme la solution idéale entre les deux types de variateurs.
Date de publication : 14 juillet 2022
