La rareté de l’eau pousse l’industrie minière à revoir ses pratiques de traitement des minerais. Au-delà de la réduction de la consommation d’eau, le recyclage de l’eau devient une technique prépondérante. Cette tendance n’est pas sans conséquence sur les performances d’une usine. La modélisation des procédés permet d’évaluer différentes stratégies de gestion de l’eau sans avoir à procéder à des essais coûteux en usine. Découvrez dans cet article une approche de modélisation de l’impact de la qualité de l’eau sur les performances d’une usine de flottation Cu-Ni. Des possibilités d’amélioration sont également proposées. Un article présenté à l’IMPC Asia Pacific 2022, Melbourne (Australie).

Modélisation des procédés d’une usine de flottation Cu-Ni

La gestion de l’eau est un élément stratégique des usines de traitement de minerais. Son importance ne cesse de croître parallèlement aux préoccupations économiques et environnementales mondiales, d’où la nécessité de réutiliser les eaux de procédés dans les usines. Pour répondre à cette question, dans le cadre du projet européen ITERAMS, un modèle d’usine de flottation a été développé comme outil pour simuler des scénarios de recyclage. Ce modèle prend en compte de l’impact de la qualité de l’eau sur la performance d’un procédé. Il rassemble les tâches de modélisation pour fournir un aperçu des opérations impactées/impliquées par l’eau : opérations de flottation et de traitement de l’eau.

Les technologies choisies pour le traitement de l’eau sont la flottation à air dissous pour l’élimination des particules fines et les résines échangeuses d’ions pour l’élimination des sulfates. L’influence de la qualité de l’eau sur la flottation est évaluée via la détermination de lois empiriques de variation de la cinétique en fonction de la composition de l’eau, en utilisant le modèle cinétique du premier ordre avec récupération ultime. Ces modèles d’opérations unitaires ont d’abord été développés séparément avec une attention particulière. Ils ont ensuite été adaptés et intégrés dans le modèle global de l’usine, calibré à l’aide des données auditées dans l’usine et des données expérimentales de laboratoire. Le modèle obtenu simule une usine industrielle de flottation de Cu-Ni. Il donne les tendances du comportement d’une usine en fonction de la mise en œuvre du traitement de l’eau.

Impact de la qualité de l’eau et potentiel d’amélioration

Le cas présenté illustre l’importance de ne pas limiter l’étude à l’impact de l’eau sur la performance d’un procédé à l’échelle du laboratoire ou du pilote, mais d’intégrer leurs résultats dans un modèle à l’échelle de l’usine pour prédire le comportement qui ne peut pas être facilement déduit du travail expérimental uniquement. La construction de ce prototype a également permis de mettre en évidence les principales faiblesses de l’approche de modélisation et de suggérer des possibilités d’amélioration pour renforcer la fiabilité des résultats du simulateur. Le document décrit la structure du modèle et la méthode de réconciliation utilisant un mélange de données d’usine et de laboratoire. Il présente les principaux résultats des simulations effectuées.

Contenu

• Campagnes d’échantillonnage
• Approche de modélisation
  –Traitement de l’eau (flottation à air dissous, résines échangeuses d’ions)
  – Flottation
• Mise en œuvre du modèle global avec le simulateur de procédés USIM PAC
  – Réconciliation des données
  – Détermination de la relation entre la cinétique de flottation et la qualité de l’eau
• Résultats des simulations
• Perspectives

Auteurs

• Etienne Braak, PhD. – CASPEO
• Philippe Wavrer, PhD. – CASPEO
• Marie-Amélie de Ville d’Avray
• Ounayda Mdere