NOUVELLE TECHNOLOGIE D’IMAGERIE QUI AMÉLIORE L’EFFICACITÉ DU PROCESSUS DE FLOTTATION DES USINES DE CONCENTRATION
Il est désormais possible, à l’aide d’instruments de mesure faisant appel à la tomographie d’impédance, de générer en temps réel des images en 3D de l’intérieur des tuyaux et des réservoirs des industries de transformation. Les usines de concentration de l’industrie minière constituent un domaine majeur d’application de cette technologie, à la pointe de laquelle se trouve la société finlandaise Numcore Oy.
Cette technologie offre de toutes nouvelles possibilités pour la maîtrise du processus de flottation, qui joue un rôle déterminant dans le processus d’enrichissement des minerais. En simplifiant, la flottation consiste à insuffler dans un mélange constitué du minerai à enrichir, d’eau et de produits chimiques, des bulles d’air auxquelles adhèrent les minéraux. Lorsque les bulles remontent à la surface, une mousse contenant des minéraux se forme et est ensuite récupérée.
« Des problèmes surviennent si la mousse n’est pas en mesure de supporter la charge de particules de minerai qui se sont fixées sur elle ou si des perturbations apparaissent par ailleurs dans l’exploitation. Dans ce cas, le matelas de mousse disparaît et le redémarrage du processus consomme un temps précieux », explique le directeur commercial de Numcore Jukka Hakola.
Grâce aux appareils de mesure de l’entreprise, il est possible d’examiner la taille et le nombre des bulles d’air ainsi que la quantité de matières solides sur le matelas de mousse, à l’aide des variations de la conductivité électrique.
« Si la teneur en matières solides de la mousse ou la taille des bulles varie et que des matières solides commencent à s’accumuler sous la mousse, cela risque d’entraîner sa solidification ou son effondrement. S’il est possible de prévoir cette situation, on pourra y remédier en modifiant les paramètres d’exploitation.
Le fait que cette technologie soit en temps réel est primordial : le système communique en permanence à l’opérateur des données factuelles actualisées sur ce qui se passe dans les cellules de flottation, par exemple à quel endroit les minéraux se déplacent et où se trouve le rebord inférieur du matelas de mousse. »
« Comme il n’était pas possible auparavant de voir à l’intérieur des réservoirs, le réglage du processus de concentration reposait essentiellement sur des compétences empiriques. L’opérateur pouvant désormais observer le processus à l’intérieur, il est à même de maintenir la composition du mélange en permanence à un niveau optimal », dit Hakola.
En collaboration avec l’industrie
Selon Hakola, le simple fait de mesurer n’apporte pas en soi de valeur ajoutée, il faut que les résultats pilotent l’exploitation. C’est pourquoi l’entreprise a mis au point, en collaborant étroitement avec quelques clients clés, une technologie de mesure se montrant la plus utile possible dans les tâches quotidiennes.
Outotec, qui fournit des usines de concentration des minéraux et des installations métallurgiques dans le monde entier, est un des partenaires privilégiés de Numcore, de même que le laboratoire des technologies minérales du centre de recherche géologique à Outokumpu, en particulier dans la phase initiale des travaux de développement.
« On utilise à l’heure actuelle des capteurs dans deux usines de concentration dans lesquelles nous avons pu voir en pratique les facteurs qu’il fallait piloter et la façon dont nous pouvons mettre en évidence les avantages pour le client en les quantifiant. Notre objectif est de parvenir à traiter les problèmes à venir à un stade suffisamment précoce pour que le processus se poursuive sans perturbation. »
La technologie de mesure de Numcore s’utilise à titre expérimental notamment à la mine de cuivre et de zinc de la société Inmet Pyhäsalmi Mine Oy à Pyhäsalmi. Selon le responsable de l’usine de concentration de la mine, Seppo Lähteenmäki, le système a fourni des données précises sur le statut du matelas de mousse et il a fonctionné de façon fiable.
« Nous avons eu l’appareil à l’essai pendant quelques mois et il a été incontestablement utile pour les utilisateurs qui avaient reçu une formation à l’utilisation du système et ont suivi activement les données produites par celui–ci. Il semble apporter suffisamment d’avantages pour que nous considérions sérieusement l’acquérir après la phase d’essai », dit-il.
Apport de la modélisation mathématique
Selon le diamètre du tuyau ou du réservoir, l’instrument de mesure mis au point par Numcore prendra la forme d’un capteur de débit ou d’un capteur tige à installer séparément dans les réservoirs et tuyaux de gros gabarit.
En alimentant les électrodes du capteur en courant alternatif basse intensité, il est possible de mesurer les différences de conductivité électrique des phases, par exemple pour les liquides, à l’intérieur des réservoirs, car la conductivité varie selon les substances. Il faudra toutefois un calcul d’inversion, domaine constituant le cœur de métier de Numcore, pour obtenir l’image proprement dite.
« Le capteur de débit CoreApus est adapté à l’analyse des matières se déplaçant à l’intérieur de tuyaux de moins d’un mètre de diamètre. Comme les réservoirs des usines de concentration ont généralement une taille supérieure, nous avons mis au point le capteur tige CoreHydra. À l’aide de plusieurs capteurs, il est possible de réaliser des analyses dans un réservoir ou une cellule de très grosse taille », explique Hakola.
Les deux techniques permettent de mesurer de façon précise les interfaces des liquides et des matières solides, mais CoreApus est aussi adapté à l’imagerie des liquides s’écoulant à grande vitesse, par exemple dans les installations de l’industrie papetière.
« La différence la plus importante par rapport à la situation précédente est qu’il est maintenant possible d’analyser la cause et les modalités de ce qui se produit dans le processus et la façon dont on pourra prévenir les événements le cas échéant. Nous avons privilégié la convivialité de l’équipement, permettant ainsi de procéder aux mesures correctrices sur place et en temps réel, et non par exemple sur la base d’échantillons analysés en laboratoire.
Numcore en bref
Numcore Oy met au point des appareils de mesure de nouvelle génération produisant des images tridimensionnelles en faisant appel à la tomographie d’impédance ainsi que les calculs et la présentation des résultats indispensables pour l’utilisation de ces appareils. Les produits de l’entreprise sont adaptés à la résolution des problèmes et à l’amélioration de l’efficacité des processus des industries papetière, minière, chimique et alimentaire.
On peut mentionner aussi comme applications l’analyse de différents mélanges et la mise en évidence des variations. Grâce aux données produites par les capteurs, il est possible d’établir et de s’assurer en temps réel que le mélange est optimal. Cela contribue à raccourcir le temps nécessaire pour obtenir le mélange et ainsi abaisser la consommation d’énergie et de produits chimiques.
L’entreprise a bouclé avec succès le deuxième tour de table du financement du programme de croissance et d’internationalisation de l’Agence nationale pour le développement technologique (Tekes) ; son objectif est un développement rapide de ses activités commerciales et son expansion sur les marchés internationaux. On lui a récemment décerné le Trophée de l’innovation français ATIP 2010 en tant qu’entreprise la plus innovante dans le domaine des technologies papetières. /ins
Légende 1:
Le capteur CoreHydra de Numcore et son unité d’alimentation fonctionnent dans les conditions les plus rudes. L’équipement sur la photo analyse les interfaces du bassin d’épaississement.
© Numcore Ltd
Légende 2:
Grâce à la courbe d’indice de conductivité produite par le système faisant appel à la tomographie d’impédance de Numcore, il est possible de suivre en temps réel l’état du matelas de mousse de l’usine de concentration. De fortes fluctuations de la courbe prédisent l’effondrement du matelas de mousse. Les couleurs permettent également d’examiner les résultats avec une approche multidimensionnelle. Sur la photo, la couleur bleue indique l’état du matelas de mousse et la couleur rouge l’endroit où se trouvent les matières solides.
© Numcore Ltd
Légende 3:
Le capteur de Numcore permet d’analyser l’épaisseur du matelas de mousse dans la cellule de préflottation du zinc et d’en prédire les effondrements ou rigidifications.
© Numcore Ltd
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Numcore Ltd
Jukka Hakola
Directeur commercial et marketing
Microkatu 1
70211 Kuopio
Finlande
Tél. +358 40 500 1123
Télécopie : +358 17 441 2051
Courriel: jukka.hakola@numcore.com
www.numcore.com
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