Types de concasseurs pour minerai d’or et traitement aurifère

1. Étapes de concassage dans le traitement du minerai d’or

Pourquoi le concassage est-il réalisé en plusieurs étapes

Le minerai d’or arrive généralement de la mine sous forme de grosses roches irrégulières, pouvant atteindre 1 à 1,5 mètre.

Des rapports de réduction élevés dans une seule machine entraînent :

• Une usure excessive des revêtements et composants du concasseur
• Une augmentation de la production de fines et de boues (ce qui peut réduire l’efficacité de récupération)
• Une diminution du débit et une consommation d’énergie plus élevée
• Un mauvais contrôle de la granulométrie

Pour répondre à ces défis, le concassage est divisé en plusieurs étapes, chacune conçue pour un rapport de réduction et une plage granulométrique spécifiques. Cette approche par étapes améliore l’efficacité, prolonge la durée de vie des équipements et garantit une alimentation homogène pour les procédés en aval.

Schéma typique de concassage

Un schéma classique de concassage du minerai d’or comprend généralement :

Concassage primaire :

Le minerai brut (ROM), souvent jusqu’à 1–1,5 m de diamètre après abattage ou excavation, est réduit à 100–300 mm. Cette étape traite les fragments les plus gros et les plus durs et fonctionne généralement en circuit ouvert avec des grilles de scalpage pour éliminer les fines avant concassage.

Concassage secondaire :

Le produit du concassage primaire est réduit davantage à 20–60 mm. Cette étape inclut souvent un criblage, les matériaux surdimensionnés étant renvoyés pour re-cassage.

Concassage tertiaire (et parfois quaternaire) :

Produit une alimentation plus fine de 5–20 mm ou moins, idéale pour les broyeurs à boulets, les broyeurs SAG, ou pour la lixiviation en tas (où des tailles aussi fines que 6–10 mm peuvent être visées pour améliorer la percolation et la récupération).

Pour les minerais d’or à haute dureté (fréquents dans les gisements de quartz ou sulfurés), une installation de concassage en trois étapes en circuit fermé est souvent utilisée. Ce système améliore la libération en assurant une granulométrie constante et recycle efficacement les matériaux surdimensionnés. Dans les installations modernes alimentant des broyeurs SAG, le concassage primaire peut alimenter directement le broyage semi-autogène avec concassage des galets (« pebble crushing ») pour les matériaux de taille critique. Les petites exploitations ou sites isolés peuvent utiliser des configurations à deux étapes, voire une seule étape pour des opérations de lixiviation en tas à faible tonnage.

Circuit ouvert vs circuit fermé :

Circuit ouvert :

Le matériau traverse le concasseur une seule fois ; système plus simple et moins coûteux en capital, adapté aux produits grossiers ou lorsque les étapes suivantes tolèrent des surdimensions. Des cribles de scalpage retirent les fines en amont.

Circuit fermé :

Le produit du concasseur est envoyé vers des cribles ; les matériaux surdimensionnés sont renvoyés au concasseur. Cela permet une distribution granulométrique plus serrée, limite le surconcassage et est privilégié pour la dernière étape avant le broyage ou lorsque une granulométrie précise est requise. Les charges circulantes (généralement 100–300 % ou plus) augmentent la capacité effective mais nécessitent un équilibrage rigoureux pour éviter la surcharge.

Le criblage (cribles vibrants) entre les étapes est essentiel pour l’efficacité. L’intégration avec le broyage suit : le minerai concassé (souvent <10–20 mm) alimente les broyeurs à boulets, SAG/AG, ou—dans les petites exploitations—les broyeurs à cuve humide. Dans les opérations de lixiviation en tas, le minerai concassé peut être directement envoyé vers l’agglomération et le stockage après les étapes tertiaires ou quaternaires.

Les considérations spécifiques à l’or incluent l’abrasivité du minerai (la forte teneur en silice use rapidement les concasseurs) et la nécessité d’une bonne libération sans production excessive de fines, ce qui peut compliquer la cyanuration ou la flottation. Le concassage à sec est courant, nécessitant des systèmes efficaces de suppression des poussières.

2. Principaux types de concasseurs utilisés dans le traitement du minerai d’or

Les concasseurs sont sélectionnés en fonction des caractéristiques du minerai, des capacités requises et de la taille de produit souhaitée.

Concasseurs primaires

Concasseurs à mâchoires

Les concasseurs à mâchoires sont les plus utilisés en concassage primaire dans les usines de traitement de l’or.

Avantages :

• Traitement de grandes tailles d’alimentation et de minerais très abrasifs
• Structure simple et maintenance facile
• Fonctionnement fiable en environnement minier difficile

Utilisation typique :

• Gisements d’or en roche dure
• Mines souterraines et à ciel ouvert

Exemple : un concasseur à mâchoires réduit un minerai de 1 mètre à environ 150 mm avant le concassage secondaire.

Concasseurs giratoires

Les concasseurs giratoires sont utilisés dans les opérations aurifères à grande échelle et à forte capacité.

Avantages :

• Capacité supérieure aux concasseurs à mâchoires
• Fonctionnement continu (sans course à vide)
• Adaptés aux très grandes tailles d’alimentation

Utilisation typique :

Mines d’or à ciel ouvert à fort débit

Concasseurs secondaires et tertiaires

Concasseurs à cône

Les concasseurs à cône constituent l’équipement principal du concassage secondaire et tertiaire dans le traitement de l’or.

Types :

Concasseurs à cône standard (étape secondaire)

Concasseurs à tête courte (étape tertiaire pour un produit plus fin)

Avantages :

• Excellents pour les minerais durs et abrasifs à base de quartz aurifère
• Contrôle précis de la granulométrie
• Haute efficacité en circuit fermé

Les concasseurs à cône sont particulièrement efficaces pour produire une alimentation homogène destinée aux circuits de broyage.

Concasseurs à percussion

Les concasseurs à percussion utilisent un impact à grande vitesse plutôt que la compression.

Avantages :

• Adaptés aux minerais plus tendres ou moins abrasifs
• Produisent des particules bien formées
• Utiles dans certaines applications alluviales ou de placers aurifères

Concasseurs à marteaux / broyeurs à marteaux

Les concasseurs à marteaux utilisent des marteaux rotatifs pour briser le matériau par impact et attrition.

Avantages :

• Capables de produire un matériau fin en une seule étape
• Adaptés aux minerais de dureté moyenne
• Conception simple et coût d’investissement réduit

Applications :

Installations de traitement de l’or à petite échelle

Opérations artisanales et semi-industrielles

Cependant, ils peuvent générer trop de fines et s’user rapidement avec des minerais très durs.

Autres concasseurs et équipements spécialisés

Installations mobiles et portables de concassage

Les installations mobiles de concassage sont de plus en plus utilisées dans l’exploitation aurifère, notamment dans les sites isolés ou à petite échelle.

Avantages :

• Flexibilité et déploiement rapide
• Réduction des infrastructures permanentes
• Diminution des coûts de transport du minerai

Applications :

• Projets d’exploration
• Mines à durée de vie courte
• Gisements aurifères isolés

Ces systèmes combinent souvent des unités à mâchoires, à cône et de criblage sur une plateforme mobile unique.

Intégration dans le schéma de traitement de l’or

Le concassage constitue la première étape de tout schéma de traitement. Dans les circuits de broyage de roches dures, les concasseurs primaires (mâchoires/giratoires) alimentent les concasseurs secondaires/tertiaires à cône, produisant une alimentation pour broyeur généralement <10–20 mm. Celle-ci alimente les broyeurs SAG (souvent avec recyclage des galets) ou les broyeurs à boulets après classification (hydrocyclones ou cribles). Un concassage plus fin réduit la consommation d’énergie du broyage—l’étape la plus énergivore—et améliore la libération pour la cyanuration, la flottation ou la récupération gravitaire.

Dans les circuits alluviaux/placers, le concassage est minimal ou absent ; le lavage et le criblage dominent, avec des unités à percussion ou à marteaux pour les matériaux consolidés.

Pour la lixiviation en tas (courante pour les minerais disséminés à faible teneur), le concassage prépare le minerai pour améliorer la perméabilité et l’exposition de l’or. Une agglomération suit souvent le concassage fin. Les tailles cibles varient : grossières (par ex. 50 mm) pour la lixiviation ROM, jusqu’à <10 mm pour les tas concassés afin d’améliorer la cinétique de récupération. Le concassage multi-étapes en circuit fermé permet d’obtenir une granulométrie uniforme sans excès de fines qui nuiraient au drainage.

Les équipements auxiliaires sont essentiels :

• Alimentateurs vibrants et grizzlys : contrôlent le débit et éliminent les surdimensions.
• Cribles vibrants : classification multi-deck entre les étapes.
• Convoyeurs : transport efficace du matériau dans l’usine.
• Suppression des poussières : les systèmes de pulvérisation d’eau, enceintes ou filtres à manches sont essentiels en concassage à sec pour respecter les normes environnementales et protéger la santé des opérateurs, surtout avec des minerais riches en silice.

Dans les petites exploitations ou les opérations artisanales (courantes dans certaines régions), des concasseurs à mâchoires simples suivis de broyeurs à marteaux ou de méthodes manuelles alimentent des broyeurs à cuve humide ou des concentrateurs gravimétriques.

FAQ : Types de concasseurs pour le minerai d’or et le traitement de l’or

1. Quel est le concasseur le plus utilisé dans l’exploitation aurifère ?

Les concasseurs à mâchoires sont les plus utilisés en concassage primaire en raison de leur robustesse et de leur capacité à traiter de grosses roches dures.

2. Quelle est la différence entre un concasseur à mâchoires et un concasseur à cône ?

Concasseur à mâchoires : utilisé pour le concassage primaire, traite de grosses roches

Concasseur à cône : utilisé pour le concassage secondaire/tertiaire, produit un matériau plus fin et plus homogène

3. Quel type de concasseur est le mieux adapté aux minerais d’or durs ?

Les concasseurs à mâchoires et les concasseurs giratoires sont les plus adaptés aux minerais durs en phase de concassage primaire.

4. Qu’est-ce qu’un circuit de concassage dans le traitement de l’or ?

C’est un ensemble de concasseurs disposés en plusieurs étapes pour réduire progressivement la taille du minerai avant le broyage et l’extraction.