Concassage et broyage de minerai de cuivre

Processus de concassage du minerai de cuivre

Concassage primaire

Définition et objectif :

Le concassage primaire est la première étape de la chaîne de traitement du minerai de cuivre, où les gros blocs ou morceaux de minerai sont décomposés en morceaux plus petits pour faciliter le traitement ultérieur. Il s'agit d'une étape cruciale car le minerai de cuivre, tel qu'il est extrait, contient généralement de grosses roches trop grosses pour un traitement direct. L'objectif principal du concassage primaire est de réduire la taille du minerai à un niveau gérable afin qu'il puisse être transporté, manipulé et concassé ou broyé davantage dans les étapes ultérieures.

Équipement utilisé :

Concasseurs giratoires :

Les concasseurs giratoires sont couramment utilisés dans le concassage primaire du minerai de cuivre. Ces machines ont une tête conique et une surface concave, et elles fonctionnent en pressant de gros morceaux de minerai entre les surfaces, réduisant ainsi la taille du matériau.

Concasseurs à mâchoires :

Les concasseurs à mâchoires sont un autre type d'équipement de concassage primaire. Ils utilisent une plaque fixe et une plaque mobile pour écraser le minerai entre elles. Le minerai est introduit dans la partie supérieure et broyé à mesure que les plaques se rapprochent.

Étapes du concassage :

Taille de l'alimentation :

Dans le concassage primaire, la taille de l'alimentation varie généralement entre les gros minerais (parfois plusieurs mètres de diamètre) extraits de la mine. Le but est de réduire ce gros matériau d'alimentation à une taille généralement comprise entre 100 mm et 300 mm.

Réduction : cette étape réduit la taille du minerai de 4 à 6 fois, le préparant pour les étapes suivantes de concassage ou de broyage.

Concassage secondaire

Objectif :

Après le concassage primaire, les particules de minerai de cuivre sont encore trop grosses pour être traitées plus efficacement. Le concassage secondaire réduit encore davantage la taille du minerai, le préparant pour le processus de broyage. L'objectif est de créer une granulométrie qui améliore l'efficacité des étapes ultérieures de broyage et de concentration, telles que la flottation ou la lixiviation.

Matériel utilisé :

Concasseurs à cône : Les concasseurs à cône sont couramment utilisés pour le concassage secondaire. Ces machines utilisent un manteau rotatif à l'intérieur d'un bol concave, qui écrase le minerai entre les deux surfaces. Les concasseurs à cône permettent une réduction granulométrique plus fine que les concasseurs giratoires ou à mâchoires.

Concasseurs à percussion : Dans certains cas, les concasseurs à percussion peuvent également être utilisés pour le concassage secondaire. Ils utilisent une force d'impact à grande vitesse pour briser le minerai et le réduire en plus petites tailles.

Sortie :

Le concassage secondaire produit généralement des particules de minerai dont la taille varie de 25 à 75 mm. Cette taille est optimale pour l'étape de broyage car elle est suffisamment petite pour être traitée efficacement, mais pas trop petite pour obstruer l'équipement. Un dimensionnement approprié à ce stade améliore l'efficacité du processus de broyage et améliore la récupération des minéraux pendant la concentration.

Grinding Process in Copper Ore Processing

The Purpose of Grinding

Grinding is a critical step in copper ore processing because it is essential for liberating copper-bearing minerals from the surrounding ore matrix. After the ore has been crushed into smaller particles, grinding reduces the size even further to enable the separation of valuable copper minerals from waste material (gangue).

Importance of Particle Size:

The relationship between particle size and mineral recovery is fundamental in copper processing. During flotation or leaching, finer particles offer more surface area for reagents to react, which improves copper recovery rates. However, overly fine particles can lead to processing issues, such as clogging, loss of valuable material in waste streams, or excessive energy consumption during grinding.

Types of Grinding Mills

Ball Mill:

A ball mill is a cylindrical device that rotates around a horizontal axis, filled with steel balls and the copper ore. As the mill rotates, the balls fall on the ore, crushing it into fine particles. Ball mills are often used in copper ore processing circuits to achieve a finely ground product suitable for flotation or leaching.

Use in Copper Ore Processing Circuit:

In copper mining, ball mills are typically employed after the secondary crushing stage. The ground ore leaving the ball mill is fine enough to undergo the concentration process. In many copper concentrators, ball mills are a key piece of equipment used to create the slurry needed for flotation.

Other Equipment:

Rod Mills:Similar to ball mills, rod mills use long steel rods to grind ore by tumbling them in a rotating drum. They are often used in open circuit grinding applications or where the ore is relatively soft.

Vertical Mills:These mills utilize vertical, rotating rollers to crush the ore against a stationary grinding table. They are more energy-efficient and are increasingly being used in copper processing operations.

Case Studies of Crushing and Grinding in Copper Mining

Case Study 1: Escondida Mine, Chile

The Escondida Mine in Chile, one of the world’s largest copper producers, employs a multi-stage crushing and grinding process. The ore extracted from the mine is initially crushed in large gyratory crushers before being conveyed to a secondary crushing plant. Secondary crushers further reduce the ore before it enters a massive grinding circuit, which includes ball mills and additional grinding mills. The finely ground ore is then sent to flotation for copper recovery.

Escondida has optimized its comminution (crushing and grinding) circuit to minimize energy consumption while maximizing copper recovery, achieving economies of scale by processing massive volumes of ore daily.

Case Study 2: Collahuasi Mine, Chile

The Collahuasi mine, another significant copper operation in Chile, also uses a multi-stage crushing process followed by grinding in ball mills. In the crushing stages, the mine uses jaw and cone crushers to reduce ore size, preparing it for transport to the grinding mills. The grinding mills, including ball mills and high-pressure grinding rolls (HPGR), play a crucial role in creating fine ore particles ready for flotation.