1. Présentation générale de l'usine d'enrichissement
   1.1. Situation géographique
   La mine de fer de Hujiamiaozi est située à 15 km à l'est du centre-ville d'Anshan, dans la province du Liaoning. Elle se trouve à 6 km au nord de la mine de fer de Qidashan et à 5,5 km au sud-ouest de celle de Yanqianshan. Sur le plan administratif, le district minier relève de la compétence de la commune de Qidashan, dans le district de Qianshan, et couvre une superficie totale de 6 km².
   L'usine de traitement de la société Anqian Mining Co., Ltd. est située à l'ouest de la partie centrale du gisement de minerai de fer de Hujiamiaozi, sur le versant ouest du village de Jinhuxincun. Elle se trouve à 1 500 mètres de la zone minière de Xudonggou (phase I) et à 1 500 mètres de la zone minière de Yabashan (phase II). Une route communale reliant Qidashan à Qilingzi traverse le site de l'usine, garantissant ainsi un transport pratique qui facilite à la fois l'approvisionnement de l'usine de traitement en matières premières et l'expédition des produits finis.
   1.2. Bref historique de son évolution
   La société Anqian Mining Co., Ltd. a été créée en mars 2005 grâce à un investissement conjoint du groupe Ansteel et du groupe Liaoning Hengye. Il s’agit d’une grande entreprise intégrée d’exploitation minière et d’enrichissement, dont la conception et la conception technique ont été réalisées de manière indépendante par le groupe Ansteel. L’investissement total s’est élevé à 1 047,72 millions de RMB. Le gisement de Hujiamiaozi est un gisement de minerai de fer de très grande envergure dont les réserves géologiques prouvées atteignent 1 milliard de tonnes, ce qui en fait une ressource stratégique d’une grande valeur pour notre pays. Avant la création d’Anqian Mining Co., Ltd., des facteurs historiques et objectifs avaient conduit à une situation caractérisée par “ plusieurs permis pour une seule mine ” et “ plusieurs opérations minières au sein d’un même district ”. De 1985 à fin 2003, 24 entreprises minières distinctes ont extrait au total environ 10 millions de tonnes de minerai ; toutefois, l’absence de planification unifiée et d’opérations minières à grande échelle a entraîné une exploitation inefficace, irrationnelle et peu rentable des ressources minérales de la région.
   Afin de répondre aux besoins de production et de développement du groupe Ansteel — notamment à la nécessité de mettre en exploitation de nouvelles mines et de construire de nouvelles usines d'enrichissement —, il est devenu impératif de procéder à une planification globale, à un développement rationnel et à une exploitation efficace du gisement de Hujiamiaozi. L’objectif principal était de maximiser à la fois le taux d’utilisation et le niveau global d’exploitation des ressources de la mine de fer de Hujiamiaozi. La coentreprise et le développement coopératif du gisement de Hujiamiaozi entre le groupe Ansteel et des entreprises locales illustrent une diversification des entités d’investissement, favorisant ainsi le développement commun tant du groupe Ansteel que de l’économie locale. L’usine d’enrichissement d’Anqian Mining Co., Ltd. traite principalement du minerai d’hématite à faible teneur provenant du gisement de Hujiamiaozi. Tout au long des phases de recherche, de conception et de construction, le projet a pleinement tiré parti de la vaste expérience accumulée par Ansteel ces dernières années en matière de recherche, de conception, de modification des procédés et de pratiques de production liées à l’enrichissement de l’hématite. Conformément au principe directeur “ point de départ élevé, faible investissement, rendement rapide et haute efficacité ”, le choix de la technologie de traitement a suivi les critères de “ maturité, avancée et fiabilité ”. De même, le choix des équipements a respecté les principes de “ grande capacité, haute efficacité, faible consommation et durabilité ”. En conséquence, la configuration globale des équipements de l’installation a atteint un niveau avancé au regard des normes nationales, garantissant ainsi la maximisation des taux d’utilisation des ressources minérales et des niveaux d’efficacité. Le procédé d’enrichissement utilise un schéma de traitement combiné comprenant un concassage en circuit fermé en trois étapes, un broyage par paliers, une classification grossière et fine, ainsi qu’un système combiné de séparation par gravité, de séparation magnétique et de flottation inverse anionique. En conséquence, l’usine est organisée en trois zones opérationnelles distinctes : concassage ; broyage, séparation et filtration ; et résidus et services auxiliaires. L’installation intègre des équipements et des matériaux répondant aux normes nationales de pointe, notamment des séparateurs magnétiques pulsants à anneau vertical, des machines de flottation à grande échelle de type BF-20 et JJF-20, des filtres à vide à disques de 72 m² et le nouveau réactif d’enrichissement RA715. L’usine a officiellement démarré ses activités en mars 2006. Grâce aux efforts conjoints d’Anqian Mining Co. et de l’Institut de recherche minière, l’installation a atteint sa pleine capacité de production et respecté toutes les normes d’exploitation en l’espace d’un mois seulement, établissant ainsi un tout nouveau record en matière de mise en service et de montée en puissance des opérations d’enrichissement de l’hématite.
   1.3 État des ressources en eau, état de l'approvisionnement en électricité, ainsi que les niveaux actuels de conception et de production
   L'approvisionnement en eau de l'usine d'enrichissement provient d'eau clarifiée industrielle — également appelée “ eau de circulation propre ” — qui a été traitée à la station d'épuration de Beidagou, rattachée à l'usine d'approvisionnement en eau d'Ansteel. Cette eau est acheminée via la station de pompage sous pression de Goukou, située à l’usine d’enrichissement de Qidashan, par une canalisation DN500 nouvellement posée, longue de 8,5 kilomètres. L’eau à usage domestique destinée à la zone minière est prélevée dans deux puits profonds forés près de la rivière Hujiamiao et est fournie aux zones résidentielles après avoir subi un traitement de purification. Les deux autres composantes de l’approvisionnement en eau de process de l’usine sont les suivantes : ① l’eau clarifiée traitée et recyclée au sein même du site de l’usine ; et ② les eaux de débordement récupérées du bassin de résidus après sédimentation naturelle et épaississement des résidus. En maximisant le taux de recyclage de l’eau, l’installation atteint avec succès l’objectif d’une utilisation rationnelle et durable des ressources en eau. L’alimentation électrique externe est assurée par un poste de 220 kV, issu de la conversion du poste de commutation de Cherry Orchard de 220 kV. L’alimentation électrique présente une configuration à double circuit avec un niveau de tension de 66 kV, et la ligne de transport s’étend sur environ 10 km.
   Actuellement, l’usine d’enrichissement emploie 1 018 personnes chargées du traitement du minerai brut, de la production de concentré de fer et des opérations de transport. Le processus de production suit un schéma technique comprenant “ un broyage par étapes, une classification grossière et fine, une séparation par gravité, une séparation magnétique et une flottation inverse anionique ”. Les principaux équipements comprennent deux concasseurs giratoires PXZ-1216, deux concasseurs intermédiaires H8800, trois concasseurs fins H8800, six broyeurs à boulets de 65 030 mm × 6 400 mm et un bassin de résidus d’une capacité de 228 millions de m³. L’usine a été initialement conçue pour traiter 8 millions de tonnes de minerai d’hématite par an, produisant 2,5 millions de tonnes de concentré. Les spécifications de conception prévoyaient une teneur du minerai brut de 28,41 TP3T, une teneur du concentré de 67,51 TP3T, une teneur des résidus de 10,61 TP3T, un taux de récupération du fer de 74,351 TP3T, un rapport d’enrichissement de 3,2 t/t, une teneur en humidité du concentré inférieure à 101 TP3T et une teneur en SiO₂ inférieure à 41 TP3T. Depuis le début de l’exploitation il y a plus d’un an, la production est restée globalement stable ; l’usine a désormais atteint avec succès ses objectifs de conception, en traitant 8 millions de tonnes de minerai brut par an et en produisant un concentré d’une teneur de 67,51 TP3T.

2 Propriétés des minéraux et des minerais
2.1 Type de dépôt
Le Hujiamiaozi Minerai de fer Ce gisement est classé parmi les gisements de minerai de fer à faible teneur de type “ Anshan ”, d'origine sédimentaire et métamorphique.
2.2 Type génétique
Le gisement de Hujiamiaozi est situé dans les strates de l'Archéen du groupe d'Anshan de mon pays et constitue un élément essentiel de la vaste province sédimentaire-métamorphique de minerai de fer de “ type Anshan ”. Avec des réserves géologiques prouvées atteignant 1 milliard de tonnes, il est classé parmi les gisements de minerai de fer de très grande envergure. 2.3 Caractéristiques du minerai
Ce minerai est classé parmi les minerais de type simple, caractérisés par une faible teneur en fer, une teneur élevée en silice et de faibles teneurs en soufre et en phosphore. La teneur moyenne des différents composants sur l'ensemble du gisement est la suivante : TFe 28,68%, SiO₂ 53,33%, S 0,075%, P 0,033% et Mn 0,087%. Aucun autre minéral présentant un intérêt industriel n'est présent.
Selon la classification naturelle, le minerai de la mine de fer de Hujiamiaozi est classé en quartzite à hématite, quartzite à magnétite et quartzite à hématite pseudomorphe. Les parties superficielles du gisement sont constituées principalement de minerai oxydé, tandis que les parties plus profondes sont constituées principalement de minerai non oxydé ; une zone intermédiaire composée de minerai pseudomorphe représente 5% du volume total. Les roches encaissantes qui bordent le gisement sont principalement constituées de phyllite et de schiste à séricite et à quartz. À mesure que les opérations minières s’étendent progressivement en profondeur, les caractéristiques du minerai subissent des modifications correspondantes. Les variations du type de minerai, de la teneur en FeO, de la granulométrie des minéraux et d’autres propriétés ont un impact direct sur les indicateurs de production de l’usine d’enrichissement.
La texture du minerai et les conditions de gisement dans la région de Hujiamiao sont relativement simples ; elles se caractérisent principalement par des textures granoblastiques, tabulaires, cataclastiques, poïkilitiques et métasomatiques résiduelles. La difficulté d'exploitation est faible, ce qui rend ce gisement adapté à une exploitation à ciel ouvert à grande échelle.
La structure du minerai est principalement en bandes, accompagnée de structures massives, parsemées, cataclastiques, froissées et filoniennes. La texture du minerai est également relativement simple ; les formes cristallines des minéraux sont bien développées, et la proportion de minerai présentant des textures qui entravent l'enrichissement — telles que les textures poïkilitiques ou à inclusions — est minime.
La composition minéralogique du minerai dans ce district minier est relativement simple. Les principaux minéraux ferrifères comprennent l'hématite, l'hématite pseudomorphe, la goethite et la magnétite, ainsi que des quantités mineures de limonite, de sidérite, de dolomite ferrifère et d'autres minéraux. Les principaux minéraux de gangue sont le quartz, la trémolite, l'actinolite, la chlorite et des quantités mineures de minéraux argileux. Dans la région de Hujiamiao, la granulométrie des minéraux ferreux présents dans le minerai varie entre 70,13 et 79,22 μm, tandis que celle des minéraux de gangue varie entre 111,25 et 139,95 μm. Les minéraux ferreux dont la granulométrie dépasse 74 μm représentent 60% du total ; à l’inverse, la teneur en minéraux ferreux d’une granulométrie inférieure à 10 μm est faible, restant systématiquement inférieure à 12%. Par rapport aux minerais provenant d’autres mines de la région d’Anshan, les minéraux ferreux et la gangue du minerai de la zone de Hujiamiao présentent une granulométrie plus grossière ; cette caractéristique résulte probablement d’une recristallisation intensive en phase tardive. Ces caractéristiques se traduisent par une teneur relativement faible en « middlings pauvres » (particules entremêlées) générés lors du broyage du minerai. Les caractéristiques du minerai du gisement de fer de Hujiamiaozi sont similaires à celles du gisement de fer de Qidashan ; cependant, la granulométrie de ses minéraux ferreux est plus grossière que celle de Qidashan, et sa broyabilité est supérieure (c’est-à-dire qu’il est plus facile à broyer). De plus, la capacité d’enrichissement du minerai est pratiquement identique à celle de Qidashan.
En 2005, l’Institut de recherche de la société minière du groupe Angang a procédé à un échantillonnage représentatif du minerai extrait entre 2004 et 2005 dans la zone d’exploitation de phase I du gisement de fer de Hujiamiaozi. Les échantillons ont été prélevés à 12 emplacements distincts ; plus précisément, l'échantillonnage comprenait 9 échantillons de quartzite à hématite, 2 échantillons de quartzite à magnétite et 1 échantillon de quartzite à trémolite-magnétite. Ces échantillons ont ensuite fait l'objet d'une analyse chimique multi-éléments et d'une analyse des phases minérales.
Pour plus de détails, veuillez vous reporter aux tableaux 1 et 2.

Tableau 1. Résultats de l'analyse multi-éléments de différents types d'échantillons de minerai de fer provenant de la région de Hujiamiao.                           (%)

Les résultats d'analyse présentés dans le tableau 1 montrent que la teneur en quartzite hématitique du minerai de fer de la première phase du site de Hujiamiao est généralement faible, de l'ordre de 23%. 10%~, avec des variations comprises entre 27,89% et une moyenne de 25,42%. La teneur en FeO varie considérablement, allant de 1,98% à 6,91%. La teneur en SiO₂ de la majorité des échantillons minéraux variait entre 87% et 4,13%, avec une moyenne globale de 3,50%. La teneur en SiO₂ était élevée, avec une moyenne supérieure à 60%. Le quartzite à hématite pseudomorphe présentait une teneur relativement élevée. Oscillant entre 30,67% et 36,05%, avec une moyenne de 33,36%, la teneur en SiO₂ est d’environ 50%, la teneur en FeO est d’environ 8% ; le quartzite à trémolite et magnétite présente une teneur en SiO₂ relativement élevée, d’environ 34%, tandis que la teneur en FeO est d’environ 45%. La teneur en FeO est d’environ 11,58%. Des minéraux de gangue sont visibles dans divers types de minerais de fer. Sa composition est relativement simple, avec une teneur élevée en SiO₂ comprise entre 45% et 60%, et une faible teneur en autres composants indésirables tels que le S et le P, ce qui n’affectera pas le processus de séparation.

Tableau 2. Résultats de l'analyse des phases de différents types d'échantillons de minerai de fer provenant de la région de Hujiamiao (%)

Les résultats d'analyse présentés dans le tableau 2 indiquent que, parmi les échantillons de minerai prélevés, la teneur en composants indésirables FeCO₃ et FeSiO₃ est relativement faible tant dans le quartzite à hématite que dans le quartzite à hématite pseudomorphe ; la teneur moyenne combinée de ces deux substances est inférieure à 1,6%. Cependant, la teneur en FeSiO₃ est nettement plus élevée dans le quartzite à trémolite-magnétite, où elle s’élève à 3,10% ; lors du processus d’enrichissement, une proportion élevée de ce type de minerai spécifique peut avoir un impact négatif sur l’efficacité de la séparation. À mesure que le degré d’oxydation du minerai s’intensifie, la teneur en fer magnétique du minerai diminue, tandis que les teneurs en hématite pseudomorphe, en hématite semi-pseudomorphe et en limonite augmentent. Globalement, le taux théorique de récupération du fer pour tous les types de minerai dépasse 90%.
3 Exploitations minières
3.1 Aperçu des méthodes d'extraction minière
Compte tenu des caractéristiques réelles du gisement ainsi que de la topographie et de la géomorphologie de la zone d'exploitation, la mine de fer de Hujiamiao recourt principalement à l'exploitation à ciel ouvert. Le système interne d'exploitation et de transport utilise un mode combiné camions-convoyeurs à bande, tandis que le transport externe est assuré par un système de concassage et de convoyeurs à bande, associé à une méthode de transbordement des camions vers le rail.
Le gisement et la roche environnante sont divisés en couches horizontales d’une épaisseur spécifique, qui sont ensuite exploitées à l’aide d’équipements d’excavation et de transport indépendants. Au cours du processus d’exploitation, une relation spécifique d’avance-retard est maintenue entre les couches adjacentes, formant ainsi un profil en gradins où chaque gradin constitue un “ palier ”. La hauteur standard d’un banc est de 12 m (elle est portée à 24 m lorsque l’exploitation s’effectue contre la paroi de la fosse). Les angles de la face des bancs sont fixés à 55° pour la paroi supérieure et à 65° pour la paroi inférieure.
3.2 Équipements miniers lourds
Les principaux équipements miniers comprennent : des foreuses rotatives pour trous de mine de ø310 mm, des pelles électriques WD400, des camions de transport 3307 (classe 45 tonnes), des concasseurs giratoires de ø1200 mm et des systèmes de convoyeurs à bande de B=1200 mm. 4 Traitement du minerai
4.1 Aperçu de la production minière et des essais de traitement du minerai
4.1.1 Aperçu de la production liée au traitement des minerais
La société Anqian Mining Co., Ltd. constitue l'une des principales bases d'approvisionnement en matières premières du groupe Angang. Créée en mars 2005, l'installation utilise un procédé de traitement du minerai comprenant un concassage en circuit fermé en trois étapes, un broyage par paliers, une classification grossière et fine, ainsi qu'un schéma de traitement combiné comprenant la séparation par gravité, la séparation magnétique et la flottation inverse anionique. En conséquence, le site est organisé en trois zones opérationnelles distinctes : concassage, broyage-enrichissement-filtration et traitement des résidus.
Le minerai extrait de la fosse est acheminé par camion vers la station de concassage, où il subit un concassage primaire à l'aide d'un concasseur giratoire de Ø 1 200 mm. Le minerai broyé au premier stade est ensuite acheminé vers l’usine de concassage pour subir un concassage secondaire et tertiaire, ce qui permet d’obtenir un produit fin dont la granulométrie est comprise entre 0 et 10 mm ; celui-ci est ensuite envoyé vers la zone de broyage, d’enrichissement et de filtration pour y être traité. Le processus d’enrichissement fait appel à un broyage par étapes, à une classification grossière et fine, ainsi qu’à un schéma de traitement combinant flottation inverse par gravité, magnétisme et anionique. Le concentré obtenu est épaissi puis transféré vers l’usine de filtration pour être déshydraté ; le concentré filtré est ensuite transporté par camion vers le groupe Angang. Les résidus sont épaissis à l’aide d’épaississeurs ; le flux inférieur est pompé via la station de pompage des résidus vers l’installation de stockage des résidus de Fengshuigou, ce qui permet le transport de résidus à haute densité. Le flux supérieur de chaque épaississeur passe par un réservoir de distribution d’eau et est acheminé vers un bassin de clarification pour y être purifié, ce qui permet de recycler l’eau clarifiée en vue de sa réutilisation. Le schéma complet du traitement du minerai est illustré à la figure 1.
4.1.2 Essais de traitabilité du minerai
En 2005, l’Institut de recherche de la société minière du groupe Angang a procédé à un échantillonnage représentatif du minerai produit dans la fosse d’exploitation de la phase I de la mine de fer de Hujiamiaozi. Cet échantillonnage a servi de base à des études détaillées sur la minéralogie de traitement du minerai ainsi qu’à des recherches expérimentales avancées sur le processus de traitement du minerai. Étant donné que le quartzite à trémolite-magnétite et le quartzite à hématite pseudomorphe ne représentaient qu’une proportion négligeable du minerai extrait lors des récentes opérations minières, les expériences se sont concentrées sur un échantillon composite. Ce mélange a été créé en combinant des échantillons de quartzite à l’hématite prélevés sur neuf sites distincts, dosés de manière à correspondre à la teneur moyenne du minerai brut spécifiée dans le plan de production ; des essais complets portant sur les conditions d’enrichissement et l’enrichissement en flux continu ont ensuite été menés sur cet échantillon composite. Les essais de traitement en continu ont été menés à l’aide d’un flux de traitement comprenant un broyage par étapes, une classification grossier-fin, ainsi qu’une séquence de séparation par gravité – séparation magnétique à haute intensité – flottation inverse anionique. Dans des conditions où la teneur du minerai brut était de 24,52%, des indices d’enrichissement élevés ont été obtenus, permettant d’obtenir une teneur du concentré de 67,22%, une teneur des résidus de 8,87% et un taux de récupération du métal de 73,52%.
Le schéma de bilan massique correspondant aux essais d'enrichissement en continu est présenté à la figure 2.

4.1.3 Modification technique du flux de processus : procédure et caractéristiques
Le procédé d'enrichissement repose sur un schéma de traitement combiné comprenant un concassage en circuit fermé en trois étapes, un broyage par étapes, une classification grossière et fine, ainsi qu'une séquence de flottation inverse gravimétrique-magnétique-anionique. Cette configuration définit trois zones opérationnelles distinctes : le concassage, le broyage-séparation-filtration et la gestion des résidus. Ce procédé se caractérise par les éléments suivants :
L'approche de broyage par étapes permet de s'adapter efficacement à la granulométrie cristalline relativement grossière caractéristique du minerai de fer présent dans la région de Hujiamiao. En permettant l’enrichissement à un degré de broyage plus grossier, cette méthode permet d’économiser l’énergie de broyage, minimise le sur-broyage des minéraux ferreux et réduit les pertes de minerai. Grâce à une classification grossière et fine, le matériau d’alimentation est séparé en fractions grossières et fines. La fraction grossière subit une séparation par gravité — une méthode dont les coûts d’exploitation sont moindres — afin de produire un concentré grossier commercialisable tout en rejetant les résidus grossiers ; cela réduit la charge en circulation et allège la charge de traitement sur la section à grains fins du schéma de traitement, contribuant ainsi à réduire les coûts globaux d’enrichissement. Avant l’enrichissement par flottation, le matériau à grains fins est soumis à un débourbage et à un rejet des résidus à l’aide d’un séparateur magnétique puissant à gradient élevé, à anneau vertical et à pulsation, créant ainsi des conditions d’exploitation optimales pour l’étape de flottation suivante. L’adoption d’un procédé de flottation inverse anionique, associée à l’utilisation de réactifs d’enrichissement hautement efficaces, améliore efficacement la qualité du concentré au sein de la section à grains fins du schéma de traitement. Enfin, le schéma de traitement intégré combinant gravité, séparation magnétique et flottation permet un processus d’enrichissement rationnel adapté à des fractions granulométriques spécifiques ; en permettant aux différentes méthodes de séparation de se compléter mutuellement et de tirer parti de leurs atouts respectifs, le procédé garantit une efficacité globale élevée de l’enrichissement. Son application pratique a démontré que ce schéma de traitement est à la fois technologiquement avancé et économiquement viable.

Le procédé utilise des goulottes hélicoïdales de ø1 500 mm comme équipement de séparation par gravité ; ces goulottes se caractérisent par leur grande capacité de traitement et leur efficacité de séparation supérieure. Pour les étapes de classification primaire, secondaire et grossière/fine, un ensemble d’hydrocyclones de 6 660 mm a été sélectionné, réputé pour sa grande efficacité de classification et ses excellents résultats de séparation. De plus, des équipements d’enrichissement à haut rendement — notamment des séparateurs magnétiques à gradient élevé, à anneau vertical et à pulsation, d’intensité moyenne à forte (représentant un standard technologique de pointe au niveau national) — ont été utilisés comme mesure de sécurité essentielle avant l’élimination finale des résidus, tant pour les matériaux à grains grossiers que pour ceux à grains fins. Cette mesure garantit un taux de récupération des métaux élevé et minimise les pertes de métaux. Le circuit de flottation se caractérise par une configuration combinée d’équipements utilisant à la fois des machines de flottation à grande échelle de type BF et de type JJF, tirant ainsi pleinement parti des avantages distincts inhérents à chaque type. La machine de type BF fonctionne efficacement comme cellule de séparation tout en possédant la capacité d’auto-aspiration de la boue ; à l’inverse, la machine de type JJF excelle en tant que cellule de séparation, offrant des performances de séparation supérieures et empêchant la boue de se déposer au fond de la cuve. Cette unité combinée est capable d’aspirer à la fois la boue et l’air, ce qui permet une disposition horizontale des machines de flottation sans nécessiter d’alimentation en air externe ni de pompes à mousse pour la recirculation du procédé. Cette méthode de configuration spécifique a été mise en œuvre avec succès lors de la modernisation complète de l’usine d’enrichissement de Qidashan. Pour la filtration, un filtre sous vide à disques de 72 m² a été adopté ; cela garantit que la teneur en humidité du gâteau de filtration respecte les normes requises tout en maintenant un coefficient d’utilisation élevé. Enfin, le nouveau réactif d’enrichissement RA715 a été sélectionné comme collecteur anionique afin de garantir que la teneur du concentré de flottation respecte les normes de qualité spécifiées. L’utilisation de ces équipements d’enrichissement de pointe et de ces réactifs chimiques offre une garantie solide pour un fonctionnement efficace et hautement performant de l’ensemble du procédé.

L'usine d'enrichissement de la société minière d'Anqian a officiellement entamé son exploitation en mode mono-système en mars 2006. Grâce aux efforts conjoints de la société minière d’Anqian et de l’Institut de recherche de la société minière d’Angang, l’usine a atteint ses objectifs de production prévus en à peine un mois, établissant ainsi un nouveau record en matière de mise en service et de montée en puissance des installations d’enrichissement de l’hématite. Parallèlement à l’exploitation du premier système, la construction d’un deuxième système s’est poursuivie. Ce nouveau circuit a été achevé et mis en service en septembre 2006, date à laquelle l’usine de traitement de la société minière d’Anqian a atteint son plein régime de fonctionnement à l’échelle de l’ensemble de l’installation, ses indicateurs de production atteignant rapidement les objectifs de performance prévus. La conception initiale de la section de séparation par gravité comprenait un circuit de goulottes hélicoïdales à deux étages (un étage de dégrossissage et un étage de nettoyage), suivi d’un tri magnétique faible et d’un tri magnétique moyen, les intermédiaires étant soumis à un rebroyage. Cependant, après la mise en service, le minerai alimentant l’usine provenait principalement des zones peu profondes du gisement ; par conséquent, il était relativement pauvre et de faible teneur. Cela a entraîné le rejet d’un volume important de résidus lors des étapes de traitement des fractions grossières. Afin d’alléger la charge liée à l’élimination des résidus lors de la séparation magnétique de la fraction grossière — et de garantir le taux de récupération du métal pour cette fraction —, une modification technique a été mise en œuvre en 2007 sur la base de recherches expérimentales antérieures. Plus précisément, une opération de récupération par spirale a été ajoutée immédiatement après l’étape de dégrossissage par gravité. La mise en œuvre ultérieure de cette pratique de production a démontré que l’ajout de cette étape de récupération par spirale au circuit de séparation par gravité a donné des résultats très efficaces.
4.2 Concassage et criblage
4.2.1 Déroulement du processus
Le processus de concassage et de criblage repose sur un circuit de concassage en trois étapes, dont une en circuit fermé. Le système de concassage et de criblage de l’usine comprend trois opérations principales : le concassage intermédiaire, le concassage fin et le criblage préliminaire. Le minerai brut (ROM), dont la taille varie de 0 à 1 000 mm, est transporté par camion jusqu’à la station de concassage du site minier, puis déversé dans le concasseur primaire pour y subir un concassage grossier. Le produit issu du concasseur primaire est acheminé par un convoyeur à bande vers une trémie cylindrique de φ24 m. De là, il est acheminé par deux bandes d'alimentation vers le concasseur intermédiaire pour le concassage intermédiaire. Le produit du concasseur intermédiaire est ensuite acheminé vers un crible vibrant circulaire pour le criblage ; les matériaux surdimensionnés (rejets du crible) sont dirigés vers le silo de minerai destiné au concassage fin. Depuis ce silo, il est acheminé par un convoyeur d’alimentation de concassage fin vers le concasseur fin pour y subir un concassage fin. Le produit issu du concasseur fin est mélangé au produit issu du concasseur intermédiaire, puis réintroduit dans le circuit de criblage. Les matériaux surdimensionnés issus de cette étape de criblage sont renvoyés vers la trémie de minerai de concassage fin, tandis que les matériaux sous-dimensionnés (0–10 mm) — qui constituent plus de 90% du flux — sont acheminés par convoyeur vers la trémie de minerai en forme de U située au sein de l’usine de broyage et d’enrichissement. Le schéma de procédé du circuit de concassage et de criblage est présenté à la figure 3.

4.2.2  Équipements de concassage grossier, moyen et fin, et caractéristiques techniques (voir tableau 3)

Tableau 3. Équipements de concassage grossier, moyen et fin, et caractéristiques techniques

4.2.3 Modification technique du flux de processus : processus et caractéristiques
La structure du procédé est simple, et la capacité des équipements sélectionnés est suffisante pour répondre aux exigences de production. Les étapes de concassage intermédiaire et fin utilisent toutes deux des concasseurs à cône hydrauliques H8800. Les deux concasseurs intermédiaires atteignent un débit horaire nominal de 1 400 t/h, tandis que les trois concasseurs fins atteignent un débit horaire nominal de 830 t/h ; de plus, le produit en sortie contient plus de 90% de matière d'une granulométrie inférieure à 10 mm.
4.3 Broyage et classification
4.3.1 Déroulement du processus
Le système utilise un processus de broyage en plusieurs étapes. Le produit de 0 à 10 mm issu de l'installation de concassage est acheminé vers un système de broyage primaire en circuit fermé, composé de broyeurs à boulets et d'hydrocyclones. Le broyage secondaire traite principalement les produits intermédiaires générés lors de la séparation par gravité ; ces produits intermédiaires subissent d’abord une étape de classification de contrôle à l’aide d’hydrocyclones. Le fond (sables) issu de ces hydrocyclones est acheminé vers des broyeurs secondaires pour un broyage en circuit ouvert. Le surcoulant des hydrocyclones de classification de contrôle des intermédiaires est mélangé au produit de décharge des broyeurs secondaires ; ce mélange est ensuite combiné au produit de broyage primaire et acheminé vers un ensemble d’hydrocyclones de classification grossière/fine, qui séparent ensuite le matériau en deux flux : une fraction grossière et une fraction fine. Le schéma du processus de broyage et de classification est illustré à la figure 4.

4.3.2  Équipements principaux et caractéristiques techniques

Les paramètres techniques de l'équipement de broyage sont présentés dans le tableau 4, ceux de l'équipement de classification dans le tableau 5, et les exigences techniques relatives aux opérations de broyage et de classification dans le tableau 6. Tableau 4 : Paramètres techniques des équipements de broyage

Tableau 5 : Paramètres techniques des équipements de tri

Tableau 6 : Exigences techniques relatives aux opérations de broyage et de classification                    (%)

4.3.3 Processus et caractéristiques de la modification technique apportée au système de broyage et de classification
Les équipements de broyage et de classification constituent les machines essentielles d’une usine d’enrichissement ; ils représentent une part importante tant de l’investissement initial que des coûts d’exploitation de l’usine, tout en ayant un impact direct sur la capacité de traitement des minerais de l’usine et sur la réalisation des indicateurs clés de performance en matière d’enrichissement. Conformément à des principes de conception privilégiant un rendement élevé et des coûts réduits, une analyse comparative technico-économique a été menée entre deux schémas alternatifs : “ grand broyeur à boulets — classification par cyclone ” et “ petit broyeur à boulets — classificateur mécanique ”. Cette analyse s’est appuyée sur les expériences expérimentales et opérationnelles de l’usine d’enrichissement de Qidashan. Plus précisément, il a été observé que, par rapport aux classificateurs à spirale, les hydrocyclones offrent une meilleure efficacité de classification tout en augmentant le débit horaire du broyeur à boulets et sa disponibilité opérationnelle. Par conséquent, le remplacement des classificateurs à spirale par des hydrocyclones présente des avantages indéniables : des performances opérationnelles stables, une grande adaptabilité, une facilité de réglage et une charge de travail réduite pour le personnel de maintenance. Finalement, le schéma “ grand broyeur à boulets – classification par cyclone ” a été retenu pour être mis en œuvre, et l’expérience opérationnelle qui a suivi a démontré d’excellents résultats en termes d’efficacité de broyage et de classification.
4.4 Traitement des minéraux Schéma de procédé
4.4.1 Déroulement du processus
Dans le schéma de traitement, les produits de broyage sont d’abord classés en deux flux distincts — grossier et fin — à l’aide d’un ensemble d’hydrocyclones de classification grossier/fin. Le flux inférieur (sables) issu de ces hydrocyclones est acheminé vers un circuit de séparation en trois étapes comprenant des chutes de dégrossissage, de nettoyage, et de récupération, ainsi que des séparateurs magnétiques permanents (pour la récupération des minéraux faiblement magnétiques) et des séparateurs magnétiques à gradient élevé, à anneau vertical et à pulsation, destinés aux minéraux moyennement magnétiques (pour la récupération de ces derniers). Ce circuit sert à récupérer les concentrés à grains grossiers tout en rejetant les résidus à grains grossiers. Les résidus provenant des goulottes en spirale de nettoyage, les concentrés provenant des goulottes en spirale de récupération, les concentrés faiblement magnétiques et les concentrés moyennement magnétiques sont combinés pour former un flux d’intermédiaires. Ce flux d’intermédiaires est ensuite acheminé vers un circuit d’hydrocyclones de classification secondaire. Le fond de ces hydrocyclones de classification secondaires est acheminé vers un broyeur à boulets secondaire pour un broyage supplémentaire. Cette étape de broyage secondaire fonctionne en circuit ouvert ; le produit de décharge du broyeur à boulets secondaire est mélangé au trop-plein des hydrocyclones de classification secondaires, puis renvoyé vers l’étape initiale de classification grossière/fine. Le surcoulant du cyclone de classification est acheminé vers le circuit de séparation par aimants permanents, tandis que les résidus de la séparation par aimants permanents sont dirigés vers un épaississeur pour être concentrés. Le sous-écoulement de l’épaississeur passe à travers un tamis de déslimage cylindrique avant d’être acheminé vers un séparateur magnétique à gradient élevé, à anneau vertical et à pulsation. Le concentré magnétique à aimants permanents et le concentré magnétique à gradient élevé sont combinés pour former un concentré magnétique mixte, qui est ensuite acheminé vers un épaississeur pour une concentration supplémentaire. Le sous-écoulement de cet épaississeur est acheminé vers le circuit de flottation, où — après un étage de flottation de dégrossissage, un étage de flottation de nettoyage et trois étages de flottation de purification — un concentré conforme est récupéré et les résidus sont rejetés ; le concentré issu du premier étage de purification est recyclé vers l’étage de flottation de dégrossissage. Le concentré de gravité et le concentré de flottation sont combinés pour constituer le concentré final, tandis que les résidus de gravité, les résidus de flottation et les résidus magnétiques à haut gradient forment ensemble les résidus finaux. Le schéma de traitement minéral est illustré à la figure 5.

4.4.2   Équipements principaux et caractéristiques techniques

Les principaux équipements et indicateurs techniques du circuit de traitement des minerais sont présentés dans les tableaux 7 à 13. 

Tableau 7  Caractéristiques techniques de la goulotte hélicoïdale de resélection

Tableau 8 : Paramètres techniques des équipements à aimants permanents

Tableau 9 : Paramètres techniques des équipements de concentration

Tableau 10 Paramètres de fonctionnement du séparateur magnétique à anneau vertical pulsant SLon

Tableau 11 : Paramètres techniques des équipements de flottation

4.4.3 Déroulement du processus : processus de modification technique et caractéristiques
L'usine d'enrichissement de la filiale minière d'Anqian utilise un schéma de traitement conçu autour d'un “ broyage par étapes, d'une classification grossière-fine et d'une flottation inverse gravimétrique-magnétique-anionique ”. Cette conception s'adapte efficacement aux caractéristiques granulométriques spécifiques liées à la cristallisation des minéraux du minerai de fer présent dans la région de Hujiamiao. En permettant au minerai d’entrer dans le circuit d’enrichissement avec une granulométrie de broyage relativement grossière, le procédé permet d’économiser l’énergie de broyage, de minimiser le sur-broyage des minéraux ferreux et de réduire les pertes de minerai. Le matériau d’alimentation subit une classification grossière-fine, qui le sépare en fractions grossières et fines. La fraction grossière est soumise à une séparation par gravité — une méthode caractérisée par des coûts de traitement réduits — afin de produire un concentré grossier commercialisable tout en éliminant les résidus grossiers ; cette approche réduit la charge en circulation au sein du circuit, allégeant ainsi la charge de traitement pesant sur la fraction à grains fins et contribuant à une réduction globale des coûts. Avant l’enrichissement par flottation, la matière à grains fins est traitée à l’aide d’un séparateur magnétique puissant à gradient élevé, à anneau vertical et à pulsations, afin d’éliminer les boues et d’écarter les résidus, établissant ainsi des conditions de fonctionnement optimales pour l’étape de flottation suivante. L’intégration de la flottation inverse anionique et de réactifs d’enrichissement à haut rendement améliore efficacement la qualité du concentré au sein de la fraction à grains fins du procédé. De plus, la distribution granulométrique du concentré final est améliorée, ce qui se traduit par une meilleure efficacité de filtration. L’adoption de ce flux de traitement combinant gravité, magnétisme et flottation permet de tirer pleinement parti des avantages complémentaires de ces différentes méthodes d’enrichissement ; son application pratique a démontré que ce flux de traitement est à la fois technologiquement avancé et économiquement viable. L’installation utilise des séparateurs magnétiques à anneau vertical pulsant, d’intensité moyenne et forte — représentant une norme de pointe au niveau national — comme équipement de “ filtrage ” essentiel avant l’étape de rejet des résidus, tant pour les matériaux à grains grossiers que fins. Grâce à une structure unique de leur milieu magnétique, ces séparateurs sont hautement résistants au colmatage. De plus, en utilisant une pulsation efficace pour maintenir un état de dispersion constant entre les particules pendant la séparation, ils éliminent efficacement l’entraînement mécanique des particules non magnétiques. Ces capacités, combinées à des commandes opérationnelles très flexibles — permettant un réglage précis des niveaux de liquide, des longueurs de course, des fréquences de pulsation et des courants d’excitation — garantissent des taux de récupération élevés des métaux tout en minimisant les pertes de métaux. Le circuit de flottation présente une configuration combinée de machines de flottation BF et JJF à grande échelle, tirant pleinement parti de la capacité supérieure d’aspiration de la boue de la machine BF et des capacités d’agitation robustes de la machine JJF. Pour la séparation par gravité, des concentrateurs à spirale de grande capacité (Ø 1 500 mm) sont utilisés, garantissant la stabilité tant des opérations de séparation que des indicateurs de performance. La filtration est assurée par un filtre à vide à disques de 72 m², qui garantit non seulement que la teneur en humidité du gâteau de filtration respecte les spécifications, mais offre également un rendement d’utilisation élevé. Enfin, le choix du RA715 — un nouveau collecteur anionique — comme réactif principal d’enrichissement garantit que la teneur du concentré de flottation respecte systématiquement les normes de qualité. L’usine d’enrichissement de la société minière d’Anqian a officiellement commencé ses opérations en mars 2006. Au départ, un seul système (le “ système Sud ”) a été mis en service ; cependant, grâce aux efforts conjoints de l’usine minière d’Anqian et de son institut de recherche associé, l’installation a atteint ses objectifs de performance prévus en à peine un mois, établissant ainsi un nouveau record en matière de mise en service et de montée en puissance des opérations d’enrichissement de l’hématite. Alors que le système Sud fonctionnait à plein régime, la construction du deuxième système (le “ système Nord ”) s’est poursuivie en parallèle. Le système Nord a été achevé et mis en service en septembre 2006, date à laquelle l’ensemble de l’usine d’enrichissement d’Anqian est devenu pleinement opérationnel, ses indicateurs de production atteignant rapidement les niveaux de performance prévus.
La conception initiale de la section de séparation par gravité prévoyait un processus en deux étapes (une étape de dégrossissage et une étape de nettoyage) utilisant des concentrateurs à spirale, suivies d’étapes de purification recourant à une séparation magnétique de faible et moyenne intensité pour traiter les intermédiaires. Cependant, après le démarrage de l’exploitation, il est apparu que le minerai entrant — provenant principalement des zones les moins profondes du gisement — était relativement pauvre et de moindre teneur. Par conséquent, la section à grains grossiers du procédé a généré un volume de résidus nettement plus important que prévu. Afin d’alléger la charge pesant sur le circuit de séparation magnétique en aval et de garantir une récupération adéquate des métaux au sein de la fraction à grains grossiers, une étape supplémentaire de “ spirale de récupération ” a été introduite dans le flux de traitement. La pratique de production qui a suivi a démontré de manière concluante que l’ajout de cette étape de récupération par gravité a donné des résultats très efficaces.

4.5.1 Déroulement du processus
Le concentré combiné issu du processus d'enrichissement est épaissi, puis acheminé vers l'installation de filtration pour y être filtré. Le gâteau de filtration est acheminé par un convoyeur à bande vers un silo de stockage de concentré, puis transporté par camion vers l'usine de fabrication de fer d'Ansteel New Steel. Le filtrat est renvoyé vers l'épaississeur de concentré, et le trop-plein de l'épaississeur est utilisé comme eau de process.
Le schéma du procédé d'épaississement et de filtration est présenté à la figure 6.
Le système de purification de l'eau comprend quatre décanteurs à plaques inclinées à accélération mécanique de Ø29 m. Le trop-plein de chaque épaississeur est acheminé vers les décanteurs de purification via un réservoir de distribution ; après traitement avec un agent purifiant, le fond est dirigé vers la station de pompage des résidus, tandis que le trop-plein est recyclé pour servir d'eau de process.
Les résidus combinés rejetés au cours du processus d'enrichissement sont épaissis dans quatre épaississeurs de 53 m ; dès que la concentration du flux de fond atteint environ 45%, celui-ci est acheminé vers la station de pompage des résidus, puis pompé sous pression vers le barrage de résidus.

4.5.2  Équipements principaux et caractéristiques techniques

Les paramètres techniques de l'équipement de concentration sont présentés dans le tableau 14, ceux de l'équipement de filtration dans le tableau 15, et les exigences techniques relatives aux opérations de concentration et de filtration dans le tableau 16. Concentration et purification… Paramètres techniques de l’équipement (Ø 29 m) : décanteur à plaques inclinées à accélération mécanique (voir tableau 17), exigences relatives aux indicateurs techniques de purification de l’eau (voir tableau 18), paramètres techniques de l’équipement d’épaississement des résidus. Voir le tableau 19. Les indicateurs techniques relatifs aux opérations d’épaississement des résidus sont présentés dans le tableau 20.

Tableau 14 : Paramètres techniques des équipements de concentration

Tableau 15 : Paramètres techniques des équipements de filtration

Tableau 16 : Exigences techniques relatives aux opérations de concentration et de filtration

Tableau 17 : Paramètres techniques des équipements de concentration et de purification (décanteur mécanique à plaques inclinées de φ29 m)

Tableau 18 : Exigences techniques relatives à la purification de l'eau

Tableau 19 : Paramètres techniques des équipements de concentration des résidus miniers

Tableau 20 : Indicateurs techniques relatifs aux opérations d'épaississement des résidus miniers (%)

4.5.3 Modification technique du flux de processus : processus et caractéristiques
À l'usine de traitement de la société minière d'Anqian, après l'épaississement et la filtration du concentré, la teneur en humidité du concentré obtenu est ramenée à moins de 10%. De même, après épaississement des résidus, leur concentration atteint un niveau compris entre 35% et 45%, voire plus, ce qui permet un transport à haute densité. De plus, l’eau récupérée est purifiée puis recyclée, ce qui se traduit par un taux de récupération interne de l’eau supérieur à 90%.

4.6 Transport des concentrés et des résidus

image 7 Procédé de transport des résidus miniers

4.6.1 processus

(1) Transport du concentré. Une fois que le concentré brut issu du concentrateur a été filtré dans l'atelier de filtration, le gâteau de filtration est directement… Les marchandises ont été chargées sur des camions et acheminées par la route vers l'usine sidérurgique Ansteel de Xinyu.

(2) Processus de transport des résidus. Les résidus provenant de la zone de broyage et de filtration sont concentrés dans le bassin de résidus. Ensuite, le flux de fond est pompé vers la station de pompage des résidus, où il est mis sous pression, puis acheminé vers le barrage de résidus de Fengshuigou pour y être stocké. L'eau du bassin de résidus est renvoyée vers l'usine d'enrichissement en vue de son recyclage.

(3) Voir le schéma de principe du processus de transport des résidus. Figure 7.

4.6.2  Équipements principaux et caractéristiques techniques

Les paramètres techniques de la pompe de surpression de la station de pompage des résidus sont présentés dans le tableau 21, tandis que ceux du barrage de résidus de Fengshuigou figurent dans le tableau 22.

Tableau 21 : Paramètres techniques des pompes de surpression destinées aux stations de pompage des résidus miniers

Tableau 22 : Paramètres du barrage de résidus miniers de Fengshuigou

4.6.3 Modification technique du flux de processus : processus et caractéristiques
Depuis sa création, la société Anqian Mining Co., Ltd. assure le transport de ses concentrés par camion, tandis que les résidus sont acheminés à haute densité, c'est-à-dire pompés directement vers le bassin de stockage des résidus.
4.7 Valorisation globale des résidus miniers et protection de l'environnement
4.7.1 Utilisation rationnelle des ressources en eau et amélioration du rendement de l'utilisation de l'eau recyclée à l'échelle de l'usine
Afin de garantir une utilisation rationnelle des ressources en eau et d'améliorer le taux d'utilisation de l'eau recyclée à l'échelle de l'usine, les mesures suivantes ont été mises en œuvre :
Les eaux usées générées sur l'ensemble du site sont collectées de manière centralisée, traitées, puis recyclées en vue de leur réutilisation, ce qui permet d'atteindre un statut de “ zéro rejet ” pour tous les effluents de l'usine. Les eaux de débordement provenant des différentes étapes d'épaississement sont collectées et acheminées vers un réservoir de distribution d'eau nouvellement construit ; après dosage de produits chimiques dans ce réservoir, elles sont distribuées vers des décanteurs à accélération mécanique. Les eaux usées domestiques provenant du site de l’usine sont acheminées vers un réservoir de collecte dédié situé à la station de pompage d’interception des eaux usées ; après un traitement biologique, ces eaux usées domestiques sont mélangées aux eaux de drainage de la production et acheminées vers un clarificateur à accélération mécanique de φ29 m. Une fois que la concentration en matières en suspension dans les eaux de débordement est inférieure à 100 mg/L, celles-ci sont acheminées vers la station de pompage principale. Après mise sous pression, ces eaux sont réintroduites dans le circuit de production du traitement des minéraux à des fins de recyclage.
Une nouvelle canalisation de retour d’eau de diamètre DN400 (d’une longueur de 5,5 km) a été posée à partir du bassin de stockage des résidus miniers. Cette eau s'écoule par gravité vers la station de pompage centrale de l'usine de traitement des minerais, où elle est mise sous pression et acheminée pour servir d'eau de scellement à diverses pompes à boues dans l'ensemble de l'usine, permettant ainsi une utilisation efficace des eaux de retour provenant du bassin de stockage des résidus.
4.7.2 Lutte contre la poussière
Les poussières générées aux différentes étapes de l'usine de traitement des minerais sont contrôlées à l'aide de dépoussiéreurs Venturi à basse pression (méthode par voie humide) ; cette méthode permet d'éviter efficacement la pollution secondaire par les poussières. Des filtres d'échappement ont été installés sur tous les véhicules transportant du minerai et des matériaux rocheux afin de réduire le volume total d'émissions de polluants provenant des gaz d'échappement des véhicules.
4.7.3 Lutte contre la pollution sonore
Les principales sources de bruit sont les concasseurs, les cribles vibrants, les broyeurs à boulets, les ventilateurs et les véhicules lourds. Des fondations amortissant les vibrations ont été mises en place pour tous les équipements de grande taille générant un niveau sonore élevé. Les ventilateurs à tirage induit sont équipés de silencieux, tandis que les ventilateurs d'extraction sont montés sur des socles amortissant les vibrations. Ces mesures garantissent que les niveaux sonores aux limites de l'usine ne dépassent pas 65 dB(A) pendant la journée et 55 dB(A) la nuit, respectant ainsi les exigences des normes nationales. 4.8 Automatisation et contrôle de l'usine d'enrichissement
À l'heure actuelle, les sections de l'usine d'enrichissement de la société minière d'Anqian qui ont mis en place un système de commande automatisé comprennent principalement : le système de concassage du minerai et de convoyage, qui utilise une commande par automate programmable (PLC) ; les opérations de broyage et de classification, qui recourent à une commande automatisée ; et les opérations de flottation, qui intègrent des dispositifs de détection et de régulation du niveau des liquides.

4.9 Principaux indicateurs techniques et économiques relatifs à la production de produits de valorisation en 2006
Les principaux indicateurs techniques et économiques de la société Anqian Mining Co., Ltd. pour l'année 2006 sont présentés dans le tableau 23.

Tableau 23 Principaux indicateurs techniques et économiques de la société Anqian Mining Co., Ltd.