Le rôle du filtre-presse dans le traitement des minéraux

Dans le processus de traitement des minéraux, les filtres-presses sont des équipements essentiels de séparation solide-liquide. Leur fonction principale est de déshydrater les différentes boues générées lors du processus d'enrichissement (boues de concentré, de résidus et de produits intermédiaires). En séparant l'eau des minéraux solides, ils purifient le produit, optimisent le transport et le stockage, et recyclent les eaux usées. Leurs fonctions spécifiques peuvent être appliquées à trois scénarios principaux : le traitement des concentrés, le traitement des résidus et l'optimisation des procédés auxiliaires. Ils ont également un impact direct sur l'efficacité de la production, la maîtrise des coûts et la conformité environnementale des usines de traitement des minéraux :

1. Fonction principale : Déshydratation des concentrés - Amélioration de la valeur du produit et de l'efficacité du transport

L'objectif principal du traitement des minéraux est d'obtenir des concentrés de haute qualité (tels que des concentrés de cuivre, de fer et d'or). Cependant, les concentrés produits par flottation et séparation gravitaire se présentent généralement sous forme de « boues » (avec une teneur en humidité allant jusqu'à 60 %-85 %), ce qui les rend impropres à la vente directe ou au transport en tant que produits finis. La fonction principale des filtres-presses est de répondre à ce problème :

Réduire la teneur en humidité des concentrés afin de répondre aux exigences de vente et de traitement ultérieur.

Les filtres-presses utilisent une filtration haute pression (généralement de 100 à 200 °C, 0,6 à 2,0 MPa), séparant de force l'humidité de la suspension concentrée et réduisant l'humidité du gâteau de filtration du concentré à 8 %-18 % (selon les propriétés minérales ; par exemple, le concentré de magnétite peut atteindre 8 %-12 %, et le concentré de sulfures de métaux non ferreux environ 12 %-18 %). Cela répond aux normes industrielles pour la vente de « minerai sec » (par exemple, les aciéries exigent une teneur en humidité du concentré de fer ≤ 12 %) et empêche l'agglomération et la perte de concentré humide pendant le transport.

Amélioration de la qualité du concentré (purification assistée)

Pendant le processus de déshydratation, le filtre-presse élimine simultanément les boues fines résiduelles et les impuretés solubles (telles que les résidus de réactifs de flottation et le sel) de la suspension concentrée, améliorant ainsi la pureté du concentré (par exemple, la teneur en or du concentré d'or peut être légèrement augmentée de 0,5 à 2 g/t après filtration-presse), augmentant ainsi indirectement la valeur économique du produit. Réduction des coûts de transport

Après réduction de la teneur en humidité, la « teneur en minéraux effective » du concentré par unité de poids est considérablement augmentée. Par exemple, pour 1 000 tonnes de concentré de minerai de fer (teneur en humidité initiale de la suspension de 70 %), la teneur en humidité est réduite à 10 % après déshydratation. Le volume de transport réel est réduit de 1 000 tonnes à environ 428 tonnes, réduisant ainsi les coûts de transport de plus de 50 %. II. Rôle clé : Déshydratation des résidus – Respect des normes environnementales et valorisation des ressources

Le rejet direct des résidus générés lors du processus d'enrichissement (boues de faible teneur rejetées après séparation, représentant 70 % à 95 % du processus total d'enrichissement) occuperait des surfaces importantes (par exemple, dans des bassins de résidus) et présenterait des risques environnementaux. Les filtres-presses jouent donc un rôle essentiel pour :

Le rejet des résidus secs réduit le recours aux bassins de résidus.

Les filtres-presses déshydratent les boues de résidus jusqu'à obtenir une teneur en humidité du gâteau de filtration de 15 % à 25 %, créant ainsi des résidus secs adaptés au stockage et au transport (communément appelés « rejet des résidus secs »). Cela élimine le besoin de bassins de résidus à grande échelle, réduit l'occupation des sols et limite les risques environnementaux tels que la rupture des barrages et les fuites (en particulier dans les zones montagneuses ou les zones soumises à des exigences environnementales élevées). La réutilisation des eaux de résidus préserve les ressources en eau. L'eau de résidus (filtrat) séparée par filtre-presse est relativement claire et peut être réutilisée dans les procédés de traitement des minéraux (tels que l'alimentation en flottation et en broyage) après un traitement simple. Ce taux de réutilisation de l'eau peut atteindre 70 à 90 %, réduisant considérablement la consommation d'eau douce (le traitement des minéraux est une industrie gourmande en eau, consommant 1 à 3 tonnes d'eau par tonne de minerai brut).

Récupération secondaire des ressources en résidus. Certains résidus contiennent encore des traces de minéraux précieux (tels que l'or et l'argent à grains fins). Les résidus secs après filtre-presse peuvent être récupérés par des procédés tels que le broyage à sec et la séparation à sec. Cependant, cela est difficile à réaliser avec des résidus humides. Les filtres-presses constituent la condition préalable à l'utilisation des ressources en résidus. III. Fonctions auxiliaires : Optimisation de la stabilité du procédé

Outre le traitement des concentrés et des résidus, les filtres-presses jouent également un rôle de soutien aux étapes intermédiaires du traitement des minéraux, garantissant la stabilité du procédé :

Élimination de l’humidité superficielle des minéraux pour faciliter le traitement ultérieur

Certains procédés de traitement des minéraux (tels que les concentrés grossiers après séparation magnétique et les minéraux après séparation gravitaire) nécessitent l’élimination de l’humidité superficielle afin d’éviter que l’humidité n’affecte l’efficacité de la séparation ultérieure (par exemple, des niveaux d’humidité excessifs peuvent entraîner des concentrations instables de réactifs). Les filtres-presses permettent une déshydratation superficielle rapide.

Traitement des eaux usées et purification de l’environnement de production.

L’eau de rinçage et l’eau de refroidissement des équipements générées pendant le traitement des minéraux contiennent de petites quantités de boues fines. Les filtres-presses peuvent séparer les impuretés solides de ces eaux, garantissant ainsi que les eaux usées répondent aux normes de réutilisation ou de rejet. Cela empêche l’accumulation de boues dans les équipements, ce qui peut entraîner le blocage et l’usure des canalisations (par exemple, l’usure des pompes et des canalisations peut être réduite de 30 %). Résumé : Le rôle irremplaçable des filtres-presses dans le traitement des minéraux

Les filtres-presses interviennent tout au long du processus de traitement des minéraux : séparation, produit final et déchets. Leurs principaux atouts sont : l’amélioration de la qualité des concentrés, la réduction des coûts de transport et environnementaux, la préservation des ressources en eau et la valorisation des résidus. Ils constituent un équipement essentiel des usines modernes de traitement des minéraux, en particulier celles de grande taille et respectueuses de l’environnement, et ont un impact direct sur leur efficacité économique et leur capacité de production durable.