La presse de filtration est un équipement de déshydratation clé dans le processus de traitement des résidus miniers. Elle réalise la réduction de volume, l'innocuité et la valorisation des résidus grâce à la technologie de séparation solide-liquide, et constitue un équipement essentiel pour les mines modernes dans la mise en œuvre de la philosophie de "mine verte". Son application couvre l'ensemble du processus de traitement des résidus : "épuisement sec par déshydratation, utilisation des résidus, conformité environnementale". Ce document présente une analyse détaillée sous cinq dimensions : rôle central, scénarios d'application, avantages techniques, procédés typiques et valeur industrielle.
Les résidus miniers sont des déchets solides générés après la concentration minérale (généralement avec une teneur en eau de 70 % à 90 %). La méthode traditionnelle de traitement consiste en le "stockage humide" (déversement direct dans des bassins de résidus), qui présente des problèmes tels qu'occupation importante de terrain, pollution par infiltration et risque de rupture des bassins. La valeur centrale de la presse de filtration réside dans la séparation de l'eau des résidus en "filtrat" (réutilisable) et l'enrichissement des solides en "gâteau de filtration sec" (teneur en eau considérablement réduite) par pressage mécanique + déshydratation auxiliaire, afin de réaliser trois objectifs clés :
Réduction de volume : Le volume du gâteau sec n'est que 1/3 à 1/5 de celui des résidus bruts, réduisant considérablement l'espace de stockage ;
Innocuité : Évitement de la pollution des eaux souterraines et du sol causée par l'infiltration des bassins de résidus ;
Valorisation : Le gâteau sec peut être utilisé pour le remplissage souterrain, les matériaux de construction, etc., réalisant la "transformation des déchets en ressources".
La nature des résidus (granulométrie, densité, teneur en argile, composition chimique) et les objectifs de traitement varient selon les mines, nécessitant des types de presses de filtration adaptés. Voici les scénarios d'application les plus courants dans le traitement des résidus et les équipements correspondants :
Par rapport à d'autres équipements de déshydratation tels que les filtres à vide ou les filtres à bande, la presse de filtration présente des avantages irremplaçables dans le traitement des résidus, en particulier pour les résidus "haute concentration, granulométrie fine, difficiles à déshydrater" (ex. : résidus cyanurés de mines d'or, résidus de flottation de mines de cuivre) :
Grâce au procédé multi-étapes "alimentation - pressage - soufflage", la presse à diaphragme peut réduire la teneur en eau du gâteau de résidus à 10 %-18 % (contre généralement 25 %-35 % pour les filtres à vide traditionnels) ;
Pour les résidus à granulométrie fine (-200 mesh ≥80 %), le pressage à haute pression (1.5-3.0MPa) permet de surmonter l'eau capillaire entre les particules, avec une efficacité de déshydratation bien supérieure à celle d'autres équipements.
La teneur en solides du filtrat de la presse de filtration est généralement <0.1 %, permettant sa réutilisation directe dans les ateliers de concentration (ex. : broyage, flottation). Cela augmente le taux de réutilisation circulaire de l'eau des mines de 60 %-70 % traditionnellement à plus de 90 %, économisant considérablement l'eau fraîche ;
Associée à des systèmes auxiliaires tels que l'adsorption sur charbon actif et la filtration membranaire, elle peut traiter des filtres contenant du cyanure ou des métaux lourds, réalisant "la zéro émission".
Les presses de filtration modernes (marques telles que Jingjin, Dazhang, etc.) sont équipées d'un système de contrôle PLC de série, permettant un fonctionnement 全自动 "alimentation automatique - pressage - déchargement - lavage", réduisant les coûts de main-d'œuvre de plus de 50 % ;
Les tissus filtrants sont fabriqués en matériaux de polyester ou de nylon haute résistance, avec une durée de vie de 3 à 6 mois, longer que celle des bandes filtrantes des filtres à bande (généralement 1 à 2 mois).
Elle peut traiter une large gamme de concentrations de pâte de minerai (15 %-60 %), fonctionnant de manière stable aussi bien pour des pâtes de résidus à basse concentration que pour des sous-coulées à haute concentration ;
En remplaçant la porosité du tissu filtrant et en ajustant la pression de pressage, elle peut s'adapter à différents types de résidus de mines d'or, de cuivre, de fer, etc.
Prendre le traitement des résidus cyanurés de mines d'or (résidus les plus difficiles à traiter représentatifs) comme exemple : la presse de filtration est généralement associée au procédé "concentration - déshydratation - épuisement sec - remplissage", avec le flux détaillé suivant :
Prétraitement par concentration des résidus : Les résidus cyanurés (teneur en eau d'environ 85 %-90 %) sont d'abord envoyés dans un thickener à haute efficacité pour une concentration initiale, réduisant leur teneur en eau à 50 %-60 % et formant une pâte concentrée, afin de réduire la charge de déshydratation ultérieure de la presse ;
Déshydratation par presse à diaphragme : La pâte concentrée est pompée dans une presse à diaphragme (ex. : modèle 2000 de Jingjin avec surface de filtration de 500-700m²). Par le processus "alimentation à 0.6-0.8MPa → pressage diaphragme à 1.2-1.6MPa → soufflage d'air comprimé à 0.8MPa", la teneur en eau du gâteau est réduite à ≤18 %, et le filtrat (contenant des traces de cyanure) est collecté dans un réservoir de récupération ;
Traitement du filtrat et réutilisation : Le filtrat passe par un système d'adsorption sur charbon actif pour éliminer le cyanure (concentration finale <0.05mg/L), puis est réutilisé dans l'étape de lixiviation cyanurée, réalisant la circulation de l'eau ;
Valorisation du gâteau sec : Le gâteau de résidus secs est transporté par camions vers la zone de remplissage souterraine, où il est mélangé avec du ciment pour former un matériau de remplissage (résistance compressive ≥3MPa), réduisant ainsi l'espace de stockage en surface et les risques environnementaux.
Économies de coûts : La réutilisation circulaire de l'eau réduit les dépenses en eau de 30 %-50 % par an pour une mine moyenne ; le stockage sec des résidus diminue les coûts de construction et de maintenance des bassins de résidus de 40 %-60 % ;
Conformité environnementale : Répond aux exigences nationales de "zéro émission de résidus" et "épuisement sec des résidus", évitant les risques d'arrêt de production liés à des violations environnementales.
Intégration intelligente : L'intégration de l'Internet des objets (IoT) et de l'apprentissage automatique permet la surveillance en temps réel de la teneur en eau du gâteau et la prédiction des pannes de l'équipement, réduisant le temps d'arrêt non planifié de 70 % ;
Matériaux innovants : L'utilisation de diaphragmes en caoutchouc nitrile renforcé de fibres de carbone améliore la résistance à l'usure, prolongeant la durée de vie de 50 % par rapport aux diaphragmes traditionnels ;
Valorisation intégrée : Le développement de procédés combinant "déshydratation par presse + récupération de minéraux valuables" (ex. : récupération de pyrite des résidus d'or) augmente le taux de valorisation des ressources minérales de 10 %-15 %.
La presse de filtration joue un rôle irremplaçable dans le traitement des résidus miniers, allant de la déshydratation efficace à la valorisation des ressources et à la conformité environnementale. Son application permet aux mines de passer du "stockage passif des résidus" au "gestion active et valorisante", incarnant la transformation de l'industrie minière vers une développement "vert, efficace et circulaire". À l'avenir, avec l'intégration de technologies intelligentes et de matériaux innovants, sa valeur dans le traitement des résidus miniers continuera de s'améliorer