comminution

La comminution est la réduction progressive d'un matériau solide en particules de plus en plus petites. Dans l'exploitation minière et le traitement des minéraux, c'est l'étape essentielle qui suit l'extraction du minerai et précède la concentration ou le traitement chimique. Le processus réduit les morceaux de minerai brisé provenant du front de taille, qui peuvent mesurer 300 mm ou plus, jusqu'à la taille de particule requise pour les opérations en aval, typiquement de 10 à 200 micromètres selon le minéral et la méthode de récupération.

L'équipement de comminution se divise en deux grandes catégories basées sur la taille des particules. Les opérations de concassage primaire et secondaire utilisent des concasseurs à mâchoires, des concasseurs à cône ou des concasseurs giratoires pour réduire le minerai de 300 mm à 10 ou 50 mm. Le broyage fin utilise des broyeurs à barres, des broyeurs à boulets ou des broyeurs agités pour réduire le matériau en dessous de 100 micromètres. La plupart des opérations emploient plusieurs étapes en série, car la réduction en une seule étape est inefficace et génère des fines excessives, qui sont des particules indésirables trop petites pour être traitées économiquement.

Intensité énergétique et limites pratiques

La comminution représente 50 à 60 % de la consommation totale d'énergie dans une mine de roche dure typique. Cette forte demande d'énergie reflète la physique du processus : briser les liaisons entre les atomes dans la roche nécessite un travail qui est proportionnel à la nouvelle surface créée. La loi de comminution de Bond, développée dans les années 1950, fournit une mesure pratique de ce travail en termes d'apport énergétique par unité de masse et de tailles de particules avant et après le broyage. Différents types de minerai nécessitent des apports énergétiques très différents ; un minerai de quartzite peut nécessiter trois à cinq fois plus d'énergie qu'un minerai de carbonate plus mou.

Les opérateurs sont confrontés à des compromis constants entre le débit, la taille du produit et l'usure. Les broyeurs s'usent rapidement ; les revêtements de broyeurs à boulets peuvent ne durer que quelques semaines en fonctionnement continu sur des minerais abrasifs. Un broyage excessivement fin produit des boues qui obstruent les circuits de séparation et augmentent les besoins en eau. Un sous-broyage laisse des minéraux précieux enfermés dans des particules plus grosses où ils ne peuvent pas être séparés de la roche stérile, ce qui entraîne une perte de récupération et une teneur en concentré plus faible.

Le terme comminution dérive du latin comminuere, signifiant rendre petit ou briser en morceaux. En français courant, cette racine apparaît dans le mot « diminuer ». Le terme est maintenant standard dans les industries minières, des granulats, du ciment et pharmaceutiques partout où la réduction de matière en fines particules est une étape opérationnelle primaire.