La modélisation et la simulation des procédés de séparation solide-liquide et de traitement des eaux jouent un rôle crucial dans les domaines minier, minéralurgique et métallurgique, compte tenu des préoccupations croissantes concernant l’eau. De la conception à l’optimisation des procédés, les ingénieurs s’appuient sur ces outils pour garantir une utilisation efficace des ressources, la durabilité environnementale et la qualité des produits. Cet article explore différents modèles d’opérations unitaires et scénarios liés à la séparation solide-liquide et au traitement des eaux. Un article présenté lors du congrès Procemin Geomet 2023 au Chili.

Comprendre le défi de la gestion de l’eau dans l’industrie minière

De nos jours, avec la pression croissante pour préserver les ressources en eau continentale et la rareté de l’eau due à la sécheresse dans certaines régions, l’utilisation d’eau dessalée et le recyclage de l’eau de procédé gagnent en importance dans l’industrie minière.

Ces scénarios nécessitent un ensemble différent de technologies, axées sur l’élimination des composés délétères présents dans le flux d’eau, afin d’améliorer la qualité de l’eau pour prévenir un impact négatif sur la récupération des métaux ou sur la teneur du concentré.

Modèles mathématiques avancés pour la séparation solide-liquide et le traitement des eaux recyclées

L’augmentation de la récupération et de la réutilisation de l’eau de procédé affecte négativement la qualité de l’eau et les performances du procédé. Les ingénieurs doivent gérer l’ensemble du cycle de vie de l’eau.

À cette fin, la modélisation et la simulation sont des outils indispensables pour comprendre les interactions entre le minerai et l’eau et les variations des performances du procédé. Elles sont cruciales pour sélectionner le scénario le plus approprié afin d’améliorer la qualité optimale de l’eau et, en même temps, d’assurer un impact positif sur la récupération des métaux et la teneur du concentré.

Cet article passe en revue différents modèles de séparation :

• pour la séparation solide-liquide : épaississement, filtration,
• pour le traitement de l’eau : flottation à air dissous (FAD), osmose inverse, filtration membranaire ou résines échangeuses d’ions.

Les principales équations sous-jacentes à chaque modèle sont présentées, leur utilisation prévue et leur application pour concevoir ou optimiser différents procédés de séparation solide-liquide sont discutées.

Simulation d’une usine de résidus secs et d’un circuit de traitement des eaux avant recyclage dans le procédé

Deux études de cas différentes sont présentées dans cet article :

• la première est consacrée à la conception d’un circuit de récupération d’eau pour une élimination plus sûre des résidus,
• la seconde est axée sur l’amélioration de la qualité de l’eau d’un circuit de traitement avant sa réutilisation dans un circuit de flottation.

Les études s’appuient sur le logiciel de simulation de procédés USIM PAC.

Auteurs

• Manuel González Fernández – CASPEO
• Etienne Braak, PhD. – CASPEO
• Philippe Wavrer, PhD. – CASPEO