Avant que les minéraux enfermés dans le minerai extrait puissent être récupérés et vendus, la roche doit être fragmentée, passant des gros fragments irréguliers produits par le dynamitage à des particules fines adaptées au traitement. C’est le rôle des équipements de concassage et de criblage — l’un des éléments les plus intensifs en capital et les plus critiques sur le plan opérationnel de toute installation de traitement des minéraux.
Comprendre le fonctionnement du concassage et du criblage, les types d’équipements concernés et la manière d’évaluer les fournisseurs est essentiel pour les responsables de mine, les métallurgistes et les équipes d’approvisionnement.
Pourquoi le concassage et le criblage sont nécessaires
Lorsque la roche est dynamitée dans une mine, les fragments obtenus vont de la poussière fine à des blocs de plusieurs mètres de diamètre. Pour qu’une usine de traitement en aval puisse extraire efficacement le minéral cible — par flottation, lixiviation, séparation gravitaire ou fusion — le minerai doit être réduit à une granulométrie fine et homogène, généralement inférieure à quelques millimètres.
Le concassage permet cette réduction en plusieurs étapes, chacune fragmentant le minerai de plus en plus finement. Le criblage sépare les matériaux par taille à chaque étape, permettant au produit correctement dimensionné de poursuivre son chemin tandis que le matériau surdimensionné est renvoyé pour un concassage supplémentaire.
Les trois étapes du concassage
Concassage primaire
Le concassage primaire traite l’alimentation la plus grossière directement issue de la mine — de la roche fragmentée par explosion pouvant atteindre un mètre ou plus. L’équipement standard pour le concassage primaire est le concasseur giratoire, qui utilise un manteau conique tournant à l’intérieur d’une coque extérieure concave pour comprimer et fracturer la roche. Les concasseurs giratoires se caractérisent par leur débit élevé — jusqu’à 2 000 tonnes par heure — et leur capacité d’alimentation continue.
Les concasseurs à mâchoires sont également courants en concassage primaire, en particulier dans les exploitations de plus petite taille. Ils utilisent deux plaques opposées, l’une fixe et l’autre mobile, pour briser la roche dans une chambre de concassage. Les concasseurs à mâchoires sont plus simples, moins coûteux et plus mobiles que les giratoires, ce qui en fait le choix privilégié pour les petites mines et les applications de concassage mobile.
Concassage secondaire
Le concassage secondaire réduit le produit issu du concassage primaire de 150–300 mm à 30–75 mm. Les concasseurs à cône dominent cette étape. Un concasseur à cône utilise une tête conique rotative à l’intérieur d’une coque extérieure en forme de cuvette, broyant la roche par une combinaison de compression et d’impact. Les concasseurs à cône sont très efficaces, produisent un produit bien calibré et sont disponibles en configurations standard, tête courte et haute pression pour différentes applications.
Concassage tertiaire et quaternaire
Pour les procédés nécessitant des tailles de particules très fines — notamment de nombreux concentrateurs d’or et de cuivre — les étapes de concassage tertiaire et quaternaire réduisent le matériau à 10–25 mm ou moins. Les broyeurs à rouleaux haute pression (HPGR), les impacteurs à arbre vertical (VSI) et des concasseurs à cône supplémentaires sont tous utilisés à ce stade, selon les caractéristiques du minerai et les exigences du procédé en aval.
Équipements de criblage
Entre chaque étape de concassage — et souvent après l’étape finale — des cribles vibrants séparent les matériaux par taille. Un crible vibrant est essentiellement une grande surface inclinée recouverte de panneaux de criblage (tamis métallique ou panneaux en polyuréthane avec des ouvertures de taille spécifique), qui vibrent pour stratifier le matériau et laisser passer les particules de taille correcte tout en retenant le matériau surdimensionné pour recirculation.
Les cribles modernes intègrent des fonctionnalités telles que des configurations à plusieurs étages (permettant une séparation simultanée en plusieurs fractions granulométriques), des vibrations à haute fréquence pour le criblage fin et des panneaux résistants à l’usure pour le traitement de minerais abrasifs.
Principaux fournisseurs
Metso est le leader mondial du marché des équipements de concassage et de criblage, avec ses séries de concasseurs à cône HP et GP et ses concasseurs giratoires Superior largement utilisés dans les grandes exploitations à travers le monde, y compris dans les plus grandes mines de cuivre et d’or d’Afrique.
Sandvik concurrence étroitement Metso, en particulier dans les concasseurs à cône et les concasseurs à mâchoires. Les systèmes modulaires de concassage et de criblage de Sandvik sont populaires dans les exploitations minières et les carrières africaines.
Weir Minerals (marques Trio et Enduron) est fortement présent dans le concassage et le criblage en Afrique, avec une large gamme de produits et un réseau de services bien établi sur tout le continent.
FLSmidth est un acteur important, en particulier dans les applications de traitement des minéraux de grande capacité, avec de solides compétences en concassage primaire et en conception de circuits de comminution.
Considérations de maintenance et d’exploitation pour les mines africaines
Les équipements de concassage et de criblage sont soumis à une usure extrême due à la roche abrasive. Les revêtements d’usure des concasseurs et les panneaux de criblage sont des consommables nécessitant un remplacement régulier — et le coût ainsi que la disponibilité de ces consommables dans votre région doivent être pris en compte dans les calculs du coût total de possession.
Pour les mines en RDC, en Zambie et dans d’autres zones reculées d’Afrique, garantir un accès fiable aux pièces d’usure — par le stockage local, des accords d’entreposage avec les fournisseurs ou des dispositifs d’importation accélérée — est souvent aussi important que le choix de l’équipement lui-même.
