Se moderniser pour relever les défis futurs dans le secteur Mines et traitement du minerai

Au cours des trente dernières années, nous avons assisté à d’importants changements dans le traitement des minerais. L’industrie minière doit composer avec des minerais dont la teneur s’amenuise sans cesse et des gisements davantage complexes. Elle doit également surmonter les défis de plus en plus importants associés au coût de l’énergie et de l’eau. L’objectif est d’élaborer des pratiques plus intelligentes et plus sélectives, adaptées à chaque exploitation, afin d’améliorer l’efficacité et de réduire la consommation d’énergie et d’eau. Nous avons rencontré Kristy-Ann Duffy, Consultante en procédés, Mines et traitement du minerai chez Hatch, afin de passer en revue les difficultés que nous avons surmontées et celle que nous devrons surmonter. Voici notre entrevue!

Merci d’avoir accepté de nous rencontrer, Kristy-Ann. Nous savons que l’industrie a subi d’importants changements au cours des dernières décennies. Selon vous, quelles sont les principales innovations ou technologies qui ont particulièrement changé la donne?

Merci de m’avoir invitée. J’ai constaté une amélioration considérable de l’efficacité et de la productivité grâce à une méthodologie d’optimisation de la mine à l’usine, ce qui a permis d’améliorer la rentabilité de nombreuses exploitations à l’échelle mondiale.

L’objectif est de maximiser la production avec les actifs en place tout en réduisant le coût global par tonne traitée afin de porter la rentabilité de l’entreprise au maximum de manière durable. L’optimisation de la mine à l’usine concerne l’ensemble de l’exploitation. Nous cherchons à optimiser la mine et l’usine de traitement ensemble, plutôt que séparément.

L’usage de technologies de comminution efficaces, comme les broyeurs agitateurs et les broyeurs à cylindres forcés (HPGR), s’est également répandue. Toutefois, il est important de tenir compte de tous les facteurs, y compris l’équipement auxiliaire et les caractéristiques du minerai, pour déterminer la meilleure solution dans chaque cas.

Comment avons-nous été en mesure de nous adapter à ces changements et de demeurer un chef de file de l’industrie au cours des trente dernières années?

Les spécialistes en services-conseils de Hatch se consacrent depuis de nombreuses années à l’optimisation globale de la mine à l’usine, ainsi qu’à son amélioration et sa conception. Ils possèdent une vaste expérience et disposent de beaucoup de données opérationnelles. Il est devenu bien évident pour eux qu’il est impossible de mettre en œuvre une seule et même solution pour tous les projets. Une approche universelle n’est pas envisageable. Chaque exploitation est différente et divers facteurs doivent être pris en compte : types de gisement et de minerai, emplacement géographique, contextes environnemental, politique et culturel locaux, climat économique, tension sur les prix à l’échelle locale, culture d’entreprise, fluctuations du marché, équipement et procédés existants, pratiques en place, etc.

Pour réussir l’optimisation de la mine à l’usine, il faut absolument tenir compte des types de minerai et de tous les procédés de la mine à l’usine. Cette approche s’appuie sur la collecte, l’analyse, la modélisation et la simulation des données combinées à une vaste expérience industrielle afin de trouver des solutions adaptées à chaque exploitation. Le fait de connaître le type de gisement, les caractéristiques des différents types de minerais et leur comportement aux étapes d’exploitation et de traitement permet d’adapter et d’optimiser les stratégies d’exploitation de la mine et de l’usine de traitement. Pour obtenir les meilleurs résultats pour l’entreprise, chaque étape (extraction, comminution et séparation) doit être optimisée en fonction des différents types de minerai traités dans l’ensemble de l’exploitation.

Quels seront selon vous les trois principaux défis de demain pour le traitement des minerais?

À mon avis les trois principaux défis seraient : 1) le déclin des teneurs de l’alimentation et une minéralogie plus complexe, 2) l’augmentation des coûts de l’eau et de l’énergie et les problèmes d’approvisionnement, et 3) les permis sociaux d’exploitation. Maintenant, examinons ces défis plus en détail.

Déclin des teneurs de l’alimentation et minéralogie plus complexe

Les nouveaux gisements contiennent des minerais de plus faibles teneurs plus difficiles à extraire et présentent une minéralogie plus complexe. Le défi est de trouver un moyen d’extraire les ressources minérales de façon efficace et rentable. Il est essentiel de faire plus avec moins afin de récupérer une plus grande valeur des ressources minérales à faible teneur et difficiles à extraire tout en ayant un impact minime. L’optimisation de la mine à l’usine ainsi que la modélisation géométallurgique et les prévisions sont des mesures concrètes pour relever ce défi. Dans certains cas bien précis, il est aussi possible d’améliorer l’exploitation de gisements à faible teneur et marginaux en ayant recours à la préconcentration du minerai afin d’en accroître la viabilité économique.

Augmentation des coûts de l’eau et de l’énergie et problèmes d’approvisionnement

Les minerais à plus faibles teneurs exigent le traitement de grands tonnages pour obtenir le même produit, et donc une consommation accrue d’énergie et d’eau. Les coûts de l’énergie et de l’eau augmentent et, dans certains cas, l’approvisionnement est également limité. Il n’est pas pratique, économiquement viable, ni responsable d’utiliser des processus d’extraction non sélectifs à grande échelle pour tout broyer très finement et ensuite de laisser le tout au traitement en aval. Le broyage est un processus très énergivore. Idéalement, nous devrions broyer le moins de matières possible. Le rejet rapide des stériles pourrait permettre d’importantes économies d’énergie et d’eau ainsi que de réduire la quantité de résidus fins et humides à éliminer.

Permis social d’exploitation

La protection environnementale a toujours été primordiale lors de l’extraction des ressources. Or, il devient de plus en plus important de trouver des technologies et des pratiques davantage efficaces et durables compte tenu des pressions croissantes exercées par la société sur l’industrie minière pour limiter les dommages environnementaux. En outre, la sécurité est toujours notre priorité.

Pouvez-vous nous parler du chemin que nous emprunterons? Quelles sont les principales innovations qui feront leur apparition?

Nous voulons innover dans tout ce que nous faisons puisque nous cherchons continuellement à créer des changements positifs. Nous travaillons avec de nombreux clients, fournisseurs et partenaires technologiques pour résoudre les problèmes en élaborant et en mettant en œuvre des technologies plus efficaces pour extraire les minéraux utiles de façon plus rentable tout en réduisant les conséquences sur l’environnement.

Les solutions peuvent comprendre certaines technologies et stratégies d’exploitation de remplacement; il est essentiel de les adapter à l’exploitation en question.

Au fil des ans, nous avons connu beaucoup de succès dans l’optimisation de la mine à l’usine en modulant la conception et l’intensité du dynamitage en fonction des caractéristiques de la roche. Une grande quantité d’énergie est nécessaire dans les zones du gisement où la roche est dure et compacte afin d’améliorer la fragmentation et la production des procédés en aval, tandis qu’une quantité d’énergie moindre permet de réduire les coûts dans les zones où la roche est tendre et fragmentée. À mesure que la technologie et les connaissances évoluent, un dynamitage plus intense et plus sélectif peut être encore plus profitable tout en respectant les mesures de sécurité.

La préconcentration du minerai est une solution prometteuse pour les gisements à faible teneur qui nécessitent l’extraction et le traitement de grands tonnages. L’objectif est de rejeter les stériles avant de passer aux étapes coûteuses et énergivores de comminution (concassage et broyage). La préconcentration du minerai peut considérablement augmenter la rentabilité en améliorant l’exploitation des gisements à faible teneur et marginaux ou en augmentant les taux de production avec l’équipement installé, ce qui permet de réduire également la consommation d’eau et d’électricité. Il existe de nombreuses options de préconcentration (criblage, triage en vrac, triage des particules, concentration gravimétrique, flottation, séparation magnétique et flottation des particules grossières). Cependant, l’augmentation du rendement variera pour chaque exploitation en raison de leurs besoins en équipement auxiliaire, en préparation de charge et en manutention des matières. Il est important de bien estimer les coûts et de comprendre les répercussions sur l’ensemble des activités afin de déterminer la meilleure solution.

La conception de circuits de comminution écoénergétiques est une autre solution importante. De nombreux circuits pourraient être plus écoénergétiques si l’on modifiait leur conception ou leurs conditions de fonctionnement. L’utilisation de technologies de comminution de remplacement, comme les broyeurs à cylindres forcés (HPGR), les broyeurs à meules verticales et les broyeurs agitateurs, ainsi que la sélection et l’utilisation de classificateurs appropriés, peuvent améliorer considérablement l’efficacité du circuit dans son ensemble. Encore une fois, pour assurer le meilleur résultat possible, il est important de tenir compte de tous les facteurs, notamment l’équipement auxiliaire, l’électricité, les besoins en corps broyants et la grosseur finale du minerai broyé.

Enfin, une solution sécuritaire qui gagne en popularité est l’empilage à sec des résidus filtrés. Le déclin des teneurs de l’alimentation rehausse le risque de rupture, car de grandes quantités de résidus miniers sont produites et la taille des bassins de retenue des résidus augmente donc. L’empilage à sec élimine ce risque. Les autres avantages de l’empilage à sec sont la réduction considérable des besoins en eau, une diminution du risque de contamination des eaux souterraines et une réduction de l’empreinte environnementale. Le hic est que de très grands tonnages de résidus miniers doivent être filtrés, ce qui rend l’empilage très coûteux. Cependant, je sais que les fournisseurs de filtres travaillent fort pour accroître la capacité et l’efficacité des filtres, qui pourront traiter d’immenses quantités de résidus miniers.

Tout cela semble bien prometteur.L’innovation, l’efficacité, la sécurité et la protection environnementale sont toujours primordiales.

Absolument. Bien entendu, il est important de se rappeler que les solutions présentent leurs propres défis, et que les répercussions sur l’exploitation globale, dont l’équipement et les activités connexes, doivent être prises en compte. Toutefois, nous nous efforçons toujours d’apporter des changements positifs et de trouver des moyens plus efficaces de maximiser la valeur et de minimiser les répercussions.

Merci de nous avoir rencontrés, Kristy-Ann.

Merci de m’avoir invitée!