1. Présentation de l'usine

1.1 Situation géographique
L'usine de traitement des minerais de Dagushan est située à 9 km au sud-est de la ville d'Anshan, dans la province du Liaoning, au pied du mont Qianshan. Elle est reliée au centre-ville et à l'usine Ansteel par voie ferrée et par autoroute. Elle produit principalement concentré de fer et constitue une source majeure de matières premières pour Ansteel.

1.2 Historique du développement
L'usine de traitement du minerai de Dagushan était à l'origine l'atelier de traitement du minerai de la mine de fer de Dagushan. Sa construction a débuté en 1954 et elle est entrée en service en octobre 1955. En 1978, le processus de criblage fin et de rebroyage a été modernisé. Le 11 décembre 1983, la mine de fer de Dagushan a été scindée en une usine et une mine, et l’usine de traitement du minerai de Dagushan a officiellement commencé à fonctionner de manière indépendante. Actuellement, l’usine se compose de huit unités au niveau des ateliers : une usine annexe, un atelier de concassage, un atelier de séparation magnétique, un atelier de séparation en trois étapes, un atelier de filtration, un atelier de traitement des résidus, un atelier électrique et un centre de coordination de la maintenance, ainsi que des départements tels que le département des technologies de production, le département des équipements et le département de gestion globale. L'usine s'étend sur une superficie totale de 3 425 600 m², dont 133 200 m² de surface bâtie. Le poids total des équipements s'élève à 21 900 tonnes, comprenant 11 concasseurs, 33 broyeurs à boulets et 14 filtres.

1.3 Source d'eau : L'eau douce et l'eau de circulation sont acheminées vers la station de pompage principale de l'usine de traitement du minerai depuis les stations de pompage n° 15 et n° 5 de l'usine d'approvisionnement en eau d'Ansteel, respectivement, à des débits de 250 m³/h et 450 m³/h. Le rejet d'eaux usées est réduit à zéro.

1.4 Alimentation électrique : Le système d'alimentation électrique est assuré par Ansteel via deux lignes de transport à haute tension de 4,44 kV reliées au poste de transformation principal n° 8 de l'usine, puis distribué vers les postes de transformation de chaque atelier de l'usine de traitement du minerai.

Actuellement, le minerai traité par l'usine de traitement provient des mines de Dagushan et de Qianyanshan, qui fournissent respectivement 671 TP3T et 331 TP3T. Le minerai traité par l'usine annexe provient de la mine de Dagushan et de ses entreprises affiliées, y compris celles de la mine de Qianyanshan.

2. Réforme et développement du processus de traitement L'usine de traitement du minerai de Dagushan a été l'un des premiers projets phares du premier plan quinquennal de mon pays et la première usine de traitement du minerai à grande échelle construite après la fondation de la République populaire de mon pays. La conception préliminaire a été réalisée par l’Union soviétique à partir de 1952 ; de 1953 à 1954, l’Institut de conception minière et métallurgique des métaux ferreux d’Anshan a achevé la conception de la construction des installations de concassage, de criblage et de la première phase de séparation magnétique ; la section de concassage et de criblage a été achevée et mise en service en juillet 1955. La deuxième phase et la flottation ont été conçues par l’Institut d’État soviétique de recherche et de conception. La construction de la première phase de la séparation magnétique a débuté durant l’hiver 1954, et dix séries de broyeurs à boulets ont été mises en service en novembre 1956 ; quatre autres séries de broyeurs à boulets ont été achevées et mises en service en février 1958. La construction de l’atelier de flottation a débuté durant l’hiver 1956 et s’est achevée avec la mise en service de l’installation en février 1958. La capacité nominale initiale de l’usine de traitement du minerai de Dagushan était de 5 millions de tonnes de minerai brut par an. Elle se compose principalement d’un atelier de concassage, d’ateliers de séparation primaire et secondaire (ci-après dénommés collectivement « atelier de séparation magnétique ») et d’un atelier de séparation tertiaire. L’atelier de séparation magnétique avait été initialement conçu pour accueillir 15 séries de broyeurs à boulets, traitant 3,6 millions de tonnes de minerai brut par an. L’atelier de séparation tertiaire avait été initialement conçu pour accueillir 4 séries de broyeurs à boulets, traitant 1,4 million de tonnes de minerai brut par an.

En 1978, le séparation magnétique L'atelier a mis en place un procédé de criblage fin et de rebroyage, portant ainsi la capacité annuelle de traitement du minerai brut à plus de 4 millions de tonnes. En 1988, les broyeurs à boulets des lignes 7 à 10 ont été modifiés pour atteindre des dimensions de 62 700 mm × 3 600 mm. L'atelier de séparation tertiaire a supprimé la flottation au début de l'année 1975, la remplaçant par un procédé de séparation magnétique, et a ajouté un processus de criblage fin et de rebroyage en 1979. En 1981, les trois concasseurs à cône à tête courte de Ø1 650 mm de l’atelier de concassage fin secondaire ont été remplacés par un concasseur à cône à tête courte de 62 100 mm et deux concasseurs à cône à tête courte de 92 200 mm, et une unité de criblage a été ajoutée pour former un système de concassage en circuit fermé. En 1989, le concasseur à cône à tête courte de Ø2100 mm a été remplacé par un concasseur à cône à tête courte de 62200 mm. Lors de la modernisation technique “ 66 ” de 2001 du système de traitement tertiaire du minerai, le crible a été modernisé, passant du crible vibrant à centrage automatique d’origine de 1 500 mm × 3 000 mm à un crible vibrant circulaire de type 2YA1530. Cela a permis de réduire la granulométrie du minerai brut acheminé vers l’atelier de traitement tertiaire de 851 TP3T -12 mm à plus de 901 TP3T -12 mm, portant ainsi la capacité annuelle de traitement du minerai brut de cet atelier à plus de 2 millions de tonnes. De 1987 à 1990, un programme de modernisation technologique dit “ démolition de cinq et construction de quatre ” a été mis en œuvre, faisant passer la capacité annuelle de traitement du minerai brut de 5,4 millions de tonnes en 1987 à 6 millions de tonnes en 1990 ; la production de concentré de fer est passée de 1,9 million de tonnes en 1987 à 2,26 millions de tonnes en 1990. En 1995 et 1997, un système de commande automatique a été mis en place respectivement dans les broyeurs à boulets des circuits de séparation magnétique 7-10 et 2-6, portant la capacité de traitement horaire à 49,5 tonnes. En 2002, la commande automatique des broyeurs à boulets a été étendue aux trois circuits de séparation. En 1996, une nouvelle installation de retraitement des résidus a été construite, produisant annuellement 20 000 tonnes de concentré de fer d’une teneur de 63,31 TP3T. En 2000, le retraitement des résidus a été encore amélioré grâce à l’adoption d’une nouvelle machine de récupération à haut rendement permettant de ramener la teneur finale des résidus en dessous de 9%.

Afin d'améliorer la qualité et l'efficacité, le processus d'enrichissement en trois étapes a été partiellement modifié en 1985, ce qui a permis d'augmenter la teneur du concentré de fer de 62,51 TP3T à 631 TP3T. En 1987, un nouveau type de crible fin vibrant à haute fréquence et à haut rendement a été développé en interne pour remplacer les hydrocyclones, ce qui a permis d’améliorer l’efficacité de la classification et la teneur du concentré de fer séparé par voie magnétique. Cette technologie a fait l’objet d’un brevet national en 1988. À partir de 2000, l’usine d’enrichissement de Dagushan a accéléré sa transformation technologique, en mettant en œuvre un projet par mois et en réalisant des progrès significatifs chaque année, créant ainsi un “ modèle de modernisation majeure ”. En 2000, le projet de modernisation “ 65 ” du processus d’enrichissement en trois étapes a été mis en œuvre, faisant passer la teneur du concentré de fer de 64% à 65%. En 2001, la modernisation “ 66 ” a été mise en œuvre, adoptant un procédé en deux étapes comprenant un broyage continu, une séparation magnétique unique, un criblage fin et un rebroyage, ce qui a permis d’augmenter la teneur du concentré de fer de 65% à 66%, apportant ainsi des avantages économiques considérables à l’usine d’enrichissement de Dagushan et à la société minière.

Depuis le neuvième plan quinquennal, parallèlement à l’approfondissement de la réforme et de l’ouverture ainsi qu’au développement de l’économie de marché, afin de bâtir un nouveau groupe minier d’Anshan moderne, la société a défini une stratégie commerciale visant à étendre l’exploitation des gisements de minerai de fer et à développer l’usine de traitement du minerai, et s’est fixé comme troisième objectif de développement la mise en place d’une base de matières premières de haute qualité et la création d’une entreprise minière de classe mondiale. L’accélération de la transformation de l’usine de traitement du minerai et de la construction de nouvelles mines permettra à Anshan Mining de devenir la première entreprise minière en Chine à traiter 10 millions de tonnes de minerai par an. Pour atteindre cet objectif, l’entreprise a procédé à une refonte complète de ses processus de production d’origine. En 2004, l’usine de traitement du minerai a fait l’objet de mises à niveau concernant l’extraction du minerai de fer et la réduction du silicium, et des modifications importantes ont été apportées aux processus de concassage et de séparation magnétique, ce qui a permis d’atteindre une capacité de traitement du minerai brut de 9 millions de tonnes pour le concassage, 7 millions de tonnes pour la séparation magnétique et 2 millions de tonnes pour l’enrichissement en trois étapes. Outre le conservateur du concasseur primaire d’origine, l’atelier de concassage comprend une installation de concassage secondaire et fin nouvellement construite, une installation de criblage, 14 couloirs de convoyeurs à bande et 10 stations de transfert. Elle sera équipée de six concasseurs H8800 importés de Suède, de onze cribles vibrants circulaires 2YA2460, ainsi que des convoyeurs à bande, des équipements de levage, etc. correspondants. Ce projet transformera le processus de concassage d’origine, qui comprenait trois étapes de concassage, trois étapes de criblage et une opération en circuit fermé (soit un total de six étapes), en une opération en circuit fermé en trois étapes avec pré-criblage avant le concassage secondaire. La capacité de concassage initiale passera de 6,6 millions de tonnes par an à 9 millions de tonnes par an. La granulométrie des matières premières sera comprise entre 1 000 et 0 mm, et celle des produits passera de -12 mm (70%) à -12 mm (95%).

L'atelier de séparation magnétique a modernisé ses 10 broyeurs à boulets de type à grille d'origine (Ø 2 700 mm × 2 100 mm) et ses 4 broyeurs à boulets de type à grille (φ 2 700 mm × 3 600 mm) de la phase primaire, en les remplaçant par 6 broyeurs à boulets de type à débordement (63 600 mm × 6 000 mm). Au niveau de l’étape secondaire, les 10 broyeurs à billes de type grille de Ø2700 mm × 2100 mm et les 4 broyeurs à billes de type débordement de 92700 mm × 3600 mm ont été remplacés par 4 broyeurs à billes de type débordement de 63600 mm × 6000 mm. Les équipements de classification ont été uniformément remplacés par des hydrocyclones à alimentation par pression dynamique de φ500 mm × 8. Le procédé adopté comprenait un broyage par étapes, une séparation magnétique unique, un criblage fin et un rebroyage. L’investissement total prévu pour le projet s’élevait à 196 millions de yuans. La construction a débuté le 3 janvier 2004, le nouveau système de séparation secondaire n° 6 est officiellement entré en service le 31 août et l’ensemble du projet a été achevé le 20 décembre. L’investissement total réel du projet s’est élevé à 170,2601 millions de yuans.

Ce projet a permis de réaliser un exploit remarquable : moderniser l'installation tout en poursuivant la production, sans réduire le rendement, mais au contraire en l'augmentant. Après la mise en service, la production de concentré de fer de l'atelier de séparation magnétique est passée de 1,8 million de tonnes par an à 2,53 millions de tonnes par an, et la qualité du concentré s'est améliorée, passant de 66,61 TP3T à 67,21 TP3T. Cette modernisation technologique a permis d’améliorer la qualité des produits minéraux et de généraliser l’utilisation automatisée des équipements, plaçant ainsi cette usine de traitement à grande échelle parmi les meilleurs concentrateurs au monde.

En octobre 2006, une nouvelle unité de retraitement des résidus miniers et une nouvelle station de pompage des résidus ont été mises en service. L'unité de retraitement des résidus miniers a adopté un nouveau type de machine de récupération, ce qui a permis d'améliorer le rendement de récupération. Les deux stations de pompage des résidus ont été regroupées en une seule.

De décembre 2006 à mars 2007, le système de filtration a été modernisé : sept nouveaux filtres en céramique de 60 m² ont été installés ; huit filtres sous vide internes de 25 m² ont été retirés de l'unité de séparation de troisième étape, et quatre filtres sous vide à disques de 72 m² ont été mis en place.

Actuellement, le concentré de fer est acheminé vers l’usine de sidérurgie d’Ansteel et l’usine de granulation d’Ansteel Mining Company. Les résidus issus de chaque étape d’enrichissement sont concentrés dans des épaississeurs à haut rendement. Le trop-plein est épuré par un système de traitement des eaux récemment mis en service, puis réutilisé comme eau de circulation. Le fond est récupéré par un système de resélection, puis pompé vers la station de pompage des résidus, d’où il est acheminé vers le barrage de résidus. Les résidus sont évacués par un système à conduites multiples et retenus par un remblai rocheux. Actuellement, le point de rejet se situe au niveau du barrage d’expansion externe. Après l’enrichissement à l’usine d’enrichissement, le concentré est pompé en série vers l’opération d’épaississement par préfiltration. Les résidus sont épaissis dans un épaississeur distinct d’une capacité de 653 m³, le trop-plein étant réutilisé comme eau de circulation. Les résidus sont ensuite directement pompés vers le barrage de résidus par une pompe de fond.

3. Étude minéralogique du minerai au cours de son traitement
   Le minerai de fer de Dagushan est un minerai de magnétite typique, caractérisé par une faible teneur, une granulométrie fine et une composition complexe, ce qui en fait un minerai de magnétite relativement difficile à traiter.

3.1 Types de minerais et répartition La mine de fer de Dagushan se divise en deux parties principales : la zone minière de Bindong et celle de Binxi. Les types de minerai naturels comprennent le quartzite à magnétite, le quartzite à magnétite et amphibole (chlorite), le quartzite à hématite pseudomorphe et le quartzite à hématite et magnétite pseudomorphe. La zone minière de Bindong contient du minerai non oxydé, composé de quartzite à magnétite et de quartzite à magnétite et amphibole (chlorite) ; la zone minière de Binxi contient du minerai partiellement oxydé et semi-oxydé, principalement du quartzite à magnétite. Dans la pratique de production de l’usine d’enrichissement de Dagushan, la teneur en silicate de fer a un impact significatif sur la production et constitue l’un des indicateurs importants pour évaluer la qualité du minerai de fer de Dagushan. Par conséquent, lors du classement du minerai de fer de Dagushan, l’usine d’enrichissement de Dagushan désigne le minerai dont la teneur en silicate de fer est ≥ 3% comme minerai de fer de type amphibole et celui dont la teneur en silicate de fer est < 3% comme minerai de fer de type quartz. Le minerai de fer de type amphibole comprend principalement deux types : d’une part, le quartzite à magnétite, chlorite et amphibole ; d’autre part, le quartzite à magnétite, chlorite et amphibole. Le minerai de fer de type quartz se compose principalement de quatre variétés : le quartzite à magnétite chloritique, le quartzite à magnétite, le quartzite à hématite pseudomorphe et le quartzite à hématite semi-pseudomorphe. Il convient de noter deux caractéristiques importantes de la mine de fer de Dagushan : premièrement, la teneur en silicate de fer dans la zone minière de Binxi est relativement faible, et le minerai de fer est principalement de type quartzifère ; deuxièmement, à mesure que la profondeur d’exploitation augmente, la diminution du minerai oxydé est significative, mais l’augmentation du minerai semi-oxydé est encore plus marquée, et la diminution du minerai oxydé peut être pratiquement compensée par l’augmentation du minerai semi-oxydé.

3.2 Composition chimique et analyse des phases du minerai

3.2.1 Composition chimique du minerai
Afin de déterminer la composition en différents types de minéraux, sept échantillons de minerai représentatifs et un échantillon composite ont été prélevés dans les zones minières de Bindong et de Binxi en vue d'une analyse chimique complète. Les résultats sont présentés respectivement dans les tableaux 1 et 2.

Tableau 1. Résultats de l'analyse chimique complète de divers minerais provenant de Bindong. (%)

Tableau 2. Résultats de l'analyse chimique complète de divers minerais provenant de Binxi. (%)

Comme le montrent les tableaux 1 et 2, tous ces minerais sont des minerais de fer phosphatés à forte teneur en silicium, à faible teneur en fer et à faible teneur en soufre. Il convient toutefois de noter que la teneur moyenne en soufre dans le bassin minier de Binxi est de 0,344%, proche de la valeur admissible de 0,5% pour le minerai de fer, certaines zones atteignant même 0,689%. Par ailleurs, la teneur en FeO de la mine de Bindong varie entre 16,791 TP3T et 19,701 TP3T, avec une moyenne de 18,391 TP3T ; cette valeur est élevée et relativement stable, ce qui indique que la mine de Bindong produit un minerai primaire. En revanche, la teneur en FeO de la mine de Binxi varie entre 9,651 TP3T et 19,251 TP3T, avec une moyenne de 13,651 TP3T ; cette valeur est faible et présente d’importantes fluctuations, ce qui indique que la mine de Binxi a subi un processus d’oxydation.

3.2.2 Analyse des phases du minerai
En fonction de l'état de présence des minéraux ferreux dans les zones minières de Bindong et de Binxi, une analyse des phases a été réalisée sur six échantillons de minerai représentatifs et un échantillon composite provenant de la zone minière de Bindong, ainsi que sur neuf échantillons de minerai représentatifs et un échantillon composite provenant de la zone minière de Binxi. Les résultats sont présentés respectivement dans les tableaux 3 et 4.

Tableau 3. Résultats de l'analyse des phases de différents minerais provenant de Bindong (%)

Tableau 4. Résultats de l'analyse des phases de divers minerais provenant de Binxi.                               (%)

Comme le montrent les tableaux 3 et 4, la teneur en fer magnétique Dans la mine de Bindong, la teneur varie entre 76,951 TP3T et 87,981 TP3T, avec une moyenne de 84,671 TP3T ; tandis que dans la mine de Binxi, la teneur varie entre 67,401 TP3T et 86,131 TP3T, avec une moyenne de 79,711 TP3T. Il apparaît clairement que la teneur en fer magnétique de la mine de Bindong est supérieure d’environ 51 TP3T à celle de la mine de Binxi. La teneur en FeSiO₃ dans la mine de Bindong varie de 2,40% à 6,20%, avec une moyenne de 3,22% ; tandis que dans la mine de Binxi, la teneur en FeSiO₃ varie de 0,70% à 6,03%, avec une moyenne de 1,25%. Il apparaît clairement que la teneur en FeSiO₃ de la mine de Bindong est nettement supérieure à celle de la mine de Binxi. La teneur en fer des pseudomorphes, des semi-pseudomorphes et de l’hématite de la mine de Bindong varie de 0,12% à 1,21%, avec une moyenne de 0,61% ; la teneur en fer des pseudomorphes, des semi-pseudomorphes et de l’hématite de la mine de Binxi varie de 0,20% à 7,61%, avec une moyenne de 3,15%. Cela indique que la mine de Binxi a subi un processus d’oxydation.

3.3 Composition minérale et état de présence des principaux minéraux dans le minerai Le principal minéral ferreux exploitable dans le minerai de fer de Dagushan est la magnétite, suivie de l’hématite pseudomorphe ; la gangue est principalement constituée de quartz, suivi de l'actinolite, de l'amphibole, de l'amphibole magnésio-ferreux, de la hornblende, de la chlorite, de la chlorophyllite, du pyrochlore, de la calcite, de la calcite ferrifère et de la sidérite.

La magnétite du Dagushanminerai de fer Elle est principalement anédrique à subédrique, avec quelques inclusions de magnétite euédrique. La magnétite constitue souvent le composant principal des bandes ferrugineuses sous forme agglomérée en bandes, entremêlées d’une faible quantité de minéraux de gangue irréguliers. La plupart de la magnétite est d’une grande pureté et contient peu d’impuretés ; la magnétite contenant des impuretés renferme principalement quelques minéraux silicatés. Dans l’ensemble, la taille des grains de magnétite varie considérablement, même entre des groupes de magnétite très similaires. La pseudo-hématite apparaît principalement dans le bassin minier de Binxi, le plus souvent à l’état couplé ou mélangé avec la magnétite, se présentant sous forme de remplacement sur le bord extérieur de la magnétite ou le long de ses faces cristallines internes. La répartition de la pseudo-hématite dans le bassin minier de Binxi est également inégale ; l’oxydation est à peine visible dans la partie orientale du bassin minier de Binxi ; la teneur en pseudo-hématite est généralement plus élevée dans la partie centrale du bassin minier de Binxi, et dans certaines zones, les minéraux ferreux sont même dominés par la pseudo-hématite ; la teneur en pseudo-hématite est plus faible dans la partie ouest de la zone minière de Binxi, mais sa répartition y est plus étendue. Le quartz présent dans le minerai de fer de Dagushan est principalement anédrique, généralement à grain moyen à fin. La taille des grains de quartz varie. Le quartz à gros grains présente une surface plus pure, formée par recristallisation ; le quartz à grains fins présente une pureté de surface moindre et contient souvent des inclusions de minéraux ferreux ainsi que des inclusions gaz-liquide.

3.4 Structure et texture du minerai

3.4.1 Structure minéralisée
La structure du minerai est principalement de type métamorphique granulaire, accompagnée d'une texture de remplacement, d'une texture métamorphique d'inclusion et d'une texture de concassage. La texture métamorphique granulaire est largement répandue dans toutes les zones de la mine de fer de Dagushan et peut être divisée en texture métamorphique à gros grains, texture métamorphique à grains fins et texture métamorphique inégigranulaire. Dans la texture métamorphique à gros grains, la magnétite présente dans les bandes de minéraux ferreux est principalement constituée de grains subédriques ou anédriques étroitement imbriqués formant des agglomérats ; dans la texture métamorphique à grains fins, la magnétite est principalement constituée de grains subédriques étroitement imbriqués avec du quartz, formant une texture métamorphique granitique ; dans la texture métamorphique inégigranulaire, la magnétite présente généralement une répartition inégale de grains grossiers et fins au sein d’une même bande. Les structures métasomatiques présentent principalement un métasomatisme incomplet de la magnétite par de l’hématite pseudomorphe, certaines formant des structures métasomatiques pseudomorphes dues à un métasomatisme global. Les minéraux ferreux présents dans les structures métamorphiques sont à grains très fins, principalement enrobés de quartz hétéromorphe, et partiellement enrobés de chlorite et de minéraux amphiboliques. Les structures de concassage se forment principalement lorsque le minerai de fer est broyé en brèche sous l’effet de contraintes tectoniques, ou lors d’un processus de mylonitisation, ce qui provoque la fragmentation des minéraux ferreux en une poudre fine. Dans ces structures, les minéraux ferreux sont souvent cimentés par des minéraux carbonatés.

3.4.2 Structure minéralisée
La structure du minerai est principalement en bandes et cryptobandée, accompagnée de structures en frottement, bréchiques et massives. En général, les structures en bandes et cryptobandées ont tendance à diminuer avec la profondeur, tandis que les structures en frottement et bréchiques ont tendance à augmenter. Cette tendance est plus marquée dans la zone minière de Binxi que dans celle de Bindong. Dans le minerai de fer en bandes et cryptobandes du gisement de Dagushan, les largeurs moyennes des minéraux ferreux et des minéraux de gangue sont similaires. Dans les bandes minérales ferreuses typiques, la teneur en minéraux ferreux atteint 70%–90%, ces minéraux étant soit intercalés sous forme d’agrégats, soit partiellement intercalés, soit présents sous forme de grains isolés associés au quartz. Les bandes de gangue sont principalement composées de quartz, tandis que les minerais de type amphibole contiennent davantage d’amphibole et de chlorite, et que les minerais carbonatés présentent des distributions disséminées ou filoniennes de minéraux carbonatés. On trouve couramment des minerais plissés et bréchiques à proximité des lignes de faille dans la zone minière. Les minerais plissés se caractérisent par une courbure régulière des bandes de minéraux ferreux et de gangue ; les minerais bréchiques présentent des signes de fragmentation. Dans les minerais massifs, les grains de minéraux ferreux et de gangue sont relativement fins, avec moins d’agglomérats de minéraux ferreux mais un haut degré d’euédrisme.

3.5 Distribution granulométrique du minerai Quatre échantillons représentatifs de minerai provenant du bassin minier de Bindong et trois échantillons représentatifs provenant du bassin minier de Binxi ont été prélevés afin de déterminer la distribution granulométrique des minéraux ferreux. Les résultats sont présentés dans le tableau 5.

Comme le montre le tableau 5, la granulométrie moyenne des minéraux ferreux dans le bassin minier de Binxi est de 38,54 μm, avec une valeur de 36,59 μm pour l’échantillon 2 à l’ouest, 41,04 μm pour l’échantillon 3” à l’est, et 52,93 μm pour l’échantillon 1* au sud. Il apparaît clairement que les minéraux ferreux de la partie orientale du bassin minier de Binxi sont plus grossiers que ceux de la partie occidentale, la taille des grains diminuant progressivement du sud vers le nord. La granulométrie moyenne des minéraux ferreux dans la zone minière de Bindong est de 40,06 μm, et la variation de la granulométrie moyenne entre les différentes zones n’est pas aussi marquée que dans la zone minière de Binxi. La granulométrie moyenne de la gangue dans la zone minière de Binxi est de 56,24 μm, tandis que celle de la zone minière de Bindong est de 51,68 μm. Cela indique que la granulométrie des minéraux ferreux dans la zone minière de Binxi est plus fine que celle de la zone minière de Bindong, mais que la granulométrie de la gangue dans la zone minière de Binxi est plus grossière que celle de la zone minière de Bindong.

Tableau 5. Distribution granulométrique du minerai de fer de Dagushan.                               (%)

Flux de traitement des minerais : L'usine de traitement des minerais de Dagushan comprend un atelier de concassage et trois ateliers d'enrichissement. Les ateliers 1 et 2 (appelés « ateliers de séparation magnétique ») utilisent un procédé comprenant un broyage par étapes, un criblage fin, un rebroyage et une séparation magnétique unique ; l'atelier 3 utilise un procédé comprenant un broyage en continu, un criblage fin, un rebroyage et une séparation magnétique unique.

4.1 Atelier de concassage
Cette installation adopte un procédé de concassage en circuit fermé en trois étapes. Un pré-criblage est effectué avant le concasseur intermédiaire. Les produits issus des concasseurs intermédiaire et fin sont regroupés puis acheminés vers l’unité de criblage (ce criblage est également appelé « criblage de pré-inspection », remplissant une double fonction de pré-criblage et de criblage de contrôle). Plus de 931 TP3T de produit sous-dimensionné (inférieur à 12 mm) sont ensuite acheminés vers le séparateur magnétique et le broyeur à trois étages. Le produit surdimensionné est renvoyé vers le concasseur fin pour un concassage supplémentaire. Le schéma du procédé est présenté à la figure 1.

Les principaux équipements de l'atelier de concassage comprennent : un concasseur giratoire B1200 ; deux concasseurs intermédiaires H8800MC ; quatre concasseurs fins H8800EFX ; deux cribles à barres fixes de 2 600 mm × 4 200 mm ; onze cribles vibrants circulaires 2YA2460 (2 400 mm × 6 000 mm) ; 24 convoyeurs à bande principaux ; deux silos à minerai pulvérulent nouvellement construits d’une capacité de stockage de 15 000 t (pour 18 heures de fonctionnement à pleine charge de la séparation magnétique) ; les trémies de stockage de minerai à ciel ouvert ont une capacité de stockage maximale comprise entre 70 000 et 100 000 t ; et le silo circulaire de la mine ouest a une capacité de stockage nominale de 12 000 t. Les modèles et les indicateurs de rendement des équipements de concassage et de criblage sont présentés dans le tableau 6.

Figure 1 : Processus de concassage de l'usine de traitement du minerai de Dagushan

Tableau 6 : Équipements de concassage et de criblage

4.2 Atelier de séparation magnétique Le procédé suit un flux de traitement par étapes comprenant le broyage, une seule étape de séparation magnétique, le criblage fin et le rebroyage. Il comprend : trois étapes de broyage, six étapes de séparation magnétique (dont trois étapes de déshydratation) et deux étapes de criblage fin. Voir la figure 2 pour plus de détails.

Équipements principaux : 10 broyeurs à débordement (93 600 mm × 6 000 mm, 6 dans la première étape et 4 dans la deuxième étape) ; 5 broyeurs à débordement (92 700 mm × 3 600 mm, 3 dans la troisième étape) ; 10 groupes d'hydrocyclones (6 au premier étage et 4 au deuxième étage) ; 24 séparateurs magnétiques (61 200 mm × 3 200 mm, à un seul étage) ; 26 séparateurs magnétiques (BX ø 1 050 mm × 2 400 mm, à deux et trois étages) ; 7 séparateurs magnétiques (ø 1 050 mm × 3 000 mm, de déshydratation) ; 34 auges de déshydratation (16 dans la première étape, 10 dans la deuxième étape et 8 dans la troisième étape) ; 40 cribles vibrants électromagnétiques MVS (20 dans la première étape et 20 dans la deuxième étape) ; Équipements de retraitement des résidus : un broyeur à débordement de 92 700 mm × 3 600 mm ; huit récupérateurs à disques JLCW150-90-14 ; cinq cuves de déshydratation de Ø 3 000 mm (deux pour la déshydratation primaire et trois pour la déshydratation secondaire) ; trois séparateurs magnétiques BX Ø 1 050 mm × 2 400 mm (dont un pour la séparation magnétique primaire) ; quatre cribles vibrants électromagnétiques MVS ; deux séparateurs magnétiques de Ø 1 050 mm × 3 000 mm (pour la déshydratation et la séparation magnétique). Équipements d’épaississement des résidus : six épaississeurs de 653 m (dont un pour la reconcentration des résidus). Les modèles des équipements et les indicateurs de rendement sont présentés dans les tableaux 7 et 8.

4.3 Atelier de traitement en trois étapes : il repose sur un procédé continu comprenant un broyage, une séparation magnétique unique, un criblage fin et un rebroyage. Ce procédé comprend : trois étapes de broyage, huit étapes de séparation magnétique (dont quatre étapes de déshydratation) et deux étapes de criblage fin. Le schéma du procédé de traitement est présenté à la figure 3.

Équipements principaux : 4 broyeurs à grille de 93 200 mm × 3 100 mm (à un étage) ; 4 broyeurs à débordement de φ3 200 mm × 3 100 mm (à deux étages) ; 2 broyeurs à débordement de Ø 2 700 mm × 3 600 mm (triple étage) ; 4 classificateurs à double spirale de 0 2000 mm (classification primaire) ; 4 groupes d’hydrocyclones de Ø 500 mm × 5 (classification secondaire) ; 8 séparateurs magnétiques de 61 200 mm × 3 200 mm (séparateur magnétique simple) ; 14 séparateurs magnétiques BX de 1 050 mm × 2 400 mm (6 à deux séparateurs magnétiques, 3 à trois séparateurs magnétiques et 5 à quatre séparateurs magnétiques) ; 3 séparateurs magnétiques de φ1 050 mm × 2 400 mm (séparation magnétique de déshydratation) ; 17 cuves de déshydratation de 93 000 mm (dont 6 cuves de déshydratation simples) ; 3 unités pour la déshydratation secondaire, 3 unités pour la déshydratation tertiaire et 5 unités pour la déshydratation quaternaire ; 20 cribles vibrants électromagnétiques MVS (10 unités pour l’étape primaire et 10 unités pour l’étape secondaire). Les modèles d’équipements et les indicateurs de rendement sont présentés dans les tableaux 7 et 8.

4.4 Atelier sur la filtration
Le processus de déshydratation et de filtration est illustré aux figures 2, 3 et 4.

Équipements principaux : 7 filtres à disques ZPG-72 (3 séparateurs magnétiques et 4 séparateurs tertiaires) ; 7 filtres céramiques P60/15C ;

11 séparateurs magnétiques de déshydratation BX de 1 200 mm × 3 000 mm (7 séparateurs magnétiques et 4 séparateurs tertiaires). Les modèles des équipements et les indicateurs de rendement sont présentés dans les tableaux 7 et 8.

Tableau 7 : Équipements de broyage, de classification et de filtration

Tableau 8 : Choix des équipements de réaffûtage

4.5 Installation de traitement des minerais Le processus de concassage repose sur un circuit fermé en trois étapes. Les produits issus des concasseurs intermédiaires et fins sont regroupés puis acheminés vers l’unité de criblage (également appelée « pré-criblage », qui remplit une double fonction de pré-criblage et de contrôle). Plus de 90% de produit sous-dimensionné (-12 mm) sont acheminés vers la trémie de broyage, tandis que le produit surdimensionné est renvoyé vers le concasseur fin. Le minerai brut dans l’usine de traitement des minéraux peut subir un concassage grossier, et une partie du minerai fin peut être acheminée directement vers le concasseur intermédiaire sans passer par le concassage grossier (lors de la maintenance du concasseur intermédiaire, elle peut être acheminée directement vers le concasseur fin via une goulotte transversale). Le processus d’enrichissement utilise un procédé par étapes comprenant un broyage, une séparation magnétique unique, un criblage fin et un rebroyage. Cela comprend : trois étapes de broyage, six étapes de séparation magnétique (dont trois étapes de déshydratation) et deux étapes de criblage fin. Le schéma du processus est présenté à la figure 4.

La branche d'enrichissement de l'usine de traitement du minerai de Dagushan est conçue pour traiter 1,3 million de tonnes de minerai brut par an. Elle se compose principalement de systèmes de concassage, d'enrichissement et de traitement des résidus. Elle a été officiellement achevée et mise en service en juillet 2006. Le système de concassage utilise un procédé en circuit fermé à trois étapes ; la granulométrie d’alimentation est comprise entre 750 et 0 mm, et celle du produit entre 15 et 0 mm. Le système d’enrichissement utilise un procédé en plusieurs étapes comprenant un broyage, une séparation magnétique unique, un criblage fin et un rebroyage, avec une teneur finale du concentré de 67,201 TP3T. Le concentré est acheminé par des pompes à deux étages vers l’atelier de filtration de l’usine de traitement du minerai de Dagushan pour y être déshydraté et filtré, devenant ainsi le concentré final. Les résidus de chaque étape d’enrichissement sont concentrés par un épaississeur ; le trop-plein est réutilisé comme eau de circulation, tandis que le fond est acheminé vers le bassin de résidus de l’usine de traitement du minerai de Dagushan par une pompe primaire.

Équipements principaux : concasseur à mâchoires à pendule PE 900 mm × 1 200 mm (une unité) ; alimentateur vibrant à barres GZT1560 (une unité) ; alimentateur vibrant à ressorts en caoutchouc XJG-110 (une unité) ; concasseur à cône standard S240B (une unité) ; concasseur à cône à tête courte S155D (une unité) ; crible vibrant circulaire 2YA de 1 800 mm × 4 800 mm (4 unités) ; broyeur à débordement de 2 700 mm × 3 600 mm (6 unités, dont 3 pour le broyage primaire et 3 pour le broyage secondaire) ; broyeur à débordement ZM 2 400 mm × 3 600 mm (1 unité, pour le broyage tertiaire) ; broyeur à débordement GZM 1 830 × 4 000 (1 unité, pour le broyage tertiaire) ; groupe de 9 350 mm × 6 hydrocyclones (3 groupes, pour la classification primaire) ; trois groupes d’hydrocyclones de 9 350 mm × 5 (classification secondaire) ; douze séparateurs magnétiques BXg de 1 050 mm × 2 400 mm (six à un étage, quatre à deux étages et deux à trois étages) ; deux séparateurs magnétiques CTB-1024 (séparation magnétique avec déshydratation) ; huit auges de déshydratation de 93 000 mm (quatre à un étage, deux à deux étages et deux à trois étages) ; dix cribles vibrants électromagnétiques MVS (quatre à un étage et six à deux étages) ; un épaississeur de 953 m. Les modèles d’équipements et les indicateurs de rendement sont présentés dans les tableaux 6, 7 et 8.

4.6 Atelier sur les résidus miniers : le Dagushan usine de traitement du minerai utilise un seul procédé de séparation magnétique, traitant environ 9 millions de tonnes de minerai brut par an. Elle rejette environ 2,5 millions de tonnes de résidus par an, d'une teneur de 11,71 TP3T. Ces résidus contiennent des minéraux ferreux libérés et des intercroissements. C'est dans l'atelier de traitement des résidus que s'effectue le retraitement de ces derniers.

Le concentrateur de Dagushan dispose de deux points de récupération des résidus en ligne : l'un se trouve dans l'atelier de concentration de la société industrielle intégrée Daxuan, et l'autre au point de récupération des résidus du troisième atelier de concentration de la société industrielle Daxuan. Le processus de récupération est illustré à la figure 5.

Équipements principaux : récupérateur à disques de 61 600 mm × 8 mm ; déshydrateur à aimants permanents de 6 750 mm × 1 800 mm ; broyeur à boulets de 61 500 mm × 3 000 mm ; deux cuves de déshydratation de 2,0 m ; un séparateur magnétique vibrant à faible intensité de champ de 6 750 mm × 1 800 mm ; un tamis fin vibrant à haute fréquence de 0,15 mm ; une cuve de déshydratation de 3,0 m ; et un filtre de 8 m².

4.7 Principaux indicateurs techniques et économiques

Le tableau 9 présente les principaux indicateurs techniques et économiques de l'atelier de séparation magnétique, du troisième atelier de séparation et de la branche de traitement des minerais pour la période allant de 2000 à 2007.