Dear reader,
You may have noticed that we’ve changed domains from Minestories to Solid Ground online, a name that more inclusively reflects our broad range of solutions for the mining and rock excavation industries. Rest assured, you’ll still be able to read and watch the ground-breaking content you’ve come to expect. Thanks for visiting.

Un processus de confiance

RANCAGUA, CHILI. Un concasseur à cône haut de gamme permet à Codelco de répondre aux volumes de traitement imposants de la plus grande mine de cuivre souterraine au monde.

De majestueux panoramas entourent El Teniente, une gigantesque mine située à 2 400 m d’altitude dans la cordillère des Andes.

El Teniente (« le lieutenant » en espagnol) est le plus grand site exploité par Codelco et toujours la plus grande mine de cuivre souterraine au monde. Le géant chilien du cuivre, propriété de l’État, investit actuellement 5,4 milliards de dollars US dans le projet d’aménagement d’un nouveau niveau qui, une fois terminé en 2025, devrait prolonger la durée de vie de la mine de plus de 50 ans.

Cette extension s’inscrit dans le cadre d’une restructuration d’une valeur de 40 milliards de dollars sur 10 ans (jusqu’en 2027) pour prolonger la durée de vie des sites stratégiques et permettre à Codelco de maintenir ses taux de production au cours des prochaines décennies malgré la baisse de la teneur en minerai et la hausse des coûts.

El Teniente produit environ 450 000 tonnes de cuivre pur par an en traitant jusqu’à 50 millions de tonnes de roches pour en extraire un cuivre à faible teneur.

Codelco

Codelco (Corporación Nacional del Cobre) est le premier producteur mondial de cuivre et le deuxième producteur mondial de molybdène. La compagnie publique chilienne compte huit divisions : El Teniente, Chuquicamata, Radomiro Tomic, Ministro Hales, Gabriela Mistral, El Salvador, Andina et la fonderie et raffinerie de Ventanas. Créée en 1976, Codelco, dont le siège social est à Santiago, possède environ 10 % des réserves mondiales de cuivre et est responsable d’environ 11 % de la production annuelle mondiale de cuivre. Elle a produit environ 1,677 million de tonnes de cuivre en 2018 et prévoit de faire passer sa production à 1,73 million de tonnes en 2019.

Le volume de production quotidien d’El Teniente peut atteindre jusqu’à 170 000 tonnes de minerai, dont environ 150 000 tonnes sont traitées dans l’installation de Colón et 20 000 tonnes dans celle de Sewell à 9 km.

Environ la moitié de ce qui est extrait est transformé dans l’installation de broyage semi-autogène, dont la capacité de traitement nominale s’élève à 70 000 tonnes par jour. Deux lignes de broyage semi-autogène, dotées chacune d’un broyeur semi-autogène et de deux broyeurs à boulets, traitent les matériaux concassés par l’installation primaire. Les cailloux qui en sortent sont transformés à proximité. Quatre concasseurs spécialisés remplissent cette mission.

L’autre moitié des roches extraites est traitée dans une installation de concassage secondaire-tertiaire composée de trois concasseurs à cône secondaires, de huit concasseurs à cône tertiaires et d’un système de criblage centralisé, lequel alimente ensuite un dispositif de broyage formé de 13 broyeurs.

Au début des années 2000, El Teniente a installé des concasseurs Sandvik H8800 pour des applications de concassage secondaire, de concassage tertiaire et de broyage des graviers pour faire face à l’augmentation de la production qui mettait ses installations à rude épreuve.

Au terme de 12 ans de fonctionnement productif et de plus de 80 changements du blindage des chambres de concassage, la mine a cherché une solution de remplacement pour ses concasseurs vieillissants, lesquels exigeaient beaucoup du surintendant de la planification de la maintenance Hugo Olmos Vega et de ses équipes.

« Le manque de fiabilité des machines freinait le bon fonctionnement de l’installation de concassage tertiaire, accroissant ainsi notre charge en circulation, explique Hugo Olmos Vega, qui est arrivé à El Teniente en 2008 en tant que responsable de l’unité électricité et instrumentation. Les composants les plus anciens s’étaient considérablement abîmés. Ce qui se traduisait par une maîtrise du processus réduite et donc un plus faible débit. Et, par conséquent, par une diminution de la productivité globale. »

Selon lui, il n’y avait que deux issues : réduire la fragmentation ou changer les concasseurs. « Pour rénover le Sandvik H8800, Sandvik propose le modèle Sandvik CH895. On a remplacé les composants les plus importants : le corps inférieur, le corps supérieur, l’arbre principal. »

Selon Sebastián Sáez Araya, principal ingénieur chargé de la planification pour le concassage secondaire et le concassage tertiaire, les critères les plus déterminants étaient la disponibilité et la fiabilité : « Notre mission numéro 1 est de ne jamais bloquer la production et de ne jamais freiner le produit qui arrive de la phase précédente. Les stratégies que nous avons appliquées ont réussi. L’une d’entre elles était la mise en service du CH895. »

<p>Sebastián Sáez Araya, ingénieur principal chargé de la planification des installations à la mine Codelco El Teniente.</p>

Sebastián Sáez Araya, ingénieur principal chargé de la planification des installations à la mine Codelco El Teniente.

<p>Afin d’assurer des performances optimales de la chambre de concassage et d’éliminer tout problème éventuel d’alimentation, Sandvik a installé un distributeur rotatif au-dessus du bloc d’entrée pour répartir uniformément le matériau déversé.</p>

Afin d'assurer des performances optimales de la chambre de concassage et d'éliminer tout problème éventuel d'alimentation, Sandvik a installé un distributeur rotatif au-dessus du bloc d’entrée pour répartir uniformément le matériau déversé.

Un Sandvik CH895 chargé à 100 % et équipé d’une chambre de concassage optimisée, d’un clapet de décharge électrique et d’un distributeur rotatif, a été installé pour un essai de six mois dans une application de concassage de cailloux.

La chambre de concassage optimisée – une solution HR/A (HR=haute fragmentation) haut de gamme au lieu de la chambre EEF/EF (EEF = extra extra fine) standard – a exigé la modification de réglages tels que l’amplitude de course pour répondre aux besoins d’El Teniente. Cette solution de pointe a augmenté de 20 % la fragmentation pendant la période d’essai.

Afin d’assurer une performance optimale de la chambre de concassage et d’éliminer tout problème éventuel d’alimentation, Sandvik a installé un distributeur rotatif au-dessus du bloc d’entrée pour répartir uniformément le matériau déversé.

Si les anciens concasseurs Sandvik H8800 montraient des signes d’ovalisation linéaire (ce qui indique une répartition inégale), ce n’était pas le cas du nouveau concasseur Sandvik CH895. Une distribution uniforme maximise la durée de vie de la chambre de concassage. Depuis cette rénovation, El Teniente a constaté une réduction de la charge circulante et de la consommation d’énergie.

« Le distributeur rotatif a également été l’un des principaux facteurs d’amélioration des performances de la machine en matière de résistance des blindages et de qualité du produit final », indique Sebastián Sáez Araya.

Les anciens concasseurs Sandvik H8800 livraient un produit final P80 inférieur de 55 à 60 % à ½ pouce. Le Sandvik CH895 produit un P80 de 70 % inférieur à ½ pouce, avec moins de charge circulante et une capacité nette supérieure.

« Sa structure est plus robuste, de bas en haut, couvercle du croisillon compris, reprend Hugo Olmos Vega. Le débit de la lubrification est supérieur, donc la machine est plus fiable. Les performances sont meilleures et la résistance aussi. Le renforcement de la machine assure une plus grande puissance de concassage. L’intensité est supérieure quand la roche est concassée. Cela permet d’accroître notre rapport de réduction. »

La mine El Teniente

El Teniente est la plus grande mine de cuivre souterraine au monde. Située à 90 km au sud de Santiago, la capitale chilienne, dans la cordillère des Andes, elle produit environ 450 000 tonnes de cuivre par an. Plus de 3 000 km de galeries souterraines ont été aménagées depuis son ouverture en 1907. Un nouveau niveau devrait être exploité à partir de 2025. Il prolongera sa durée de vie de plus de 50 ans.

El Teniente a acquis le Sandvik CH895 qui avait servi aux essais et en a ensuite commandé deux autres exemplaires pour remplacer les concasseurs Sandvik H8800 dans l’installation de concassage tertiaire. « Le Sandvik CH895 a satisfait à nos indicateurs de performance et de disponibilité. Le clapet de décharge électrique nous a permis de détecter les matériaux non concassés. Les taux de rendement et de réduction se sont améliorés, et la disponibilité a augmenté. »

Les trois Sandvik CH895 tournent 24 h/24. « L’efficacité, le rendement et la productivité sont prioritaires, poursuit Hugo Olmos Vega. Nous voulons que les concasseurs fonctionnent avec productivité et fiabilité, et fournissent un produit d’une qualité prévisible. C’est un élément clé du circuit, il doit donc être toujours en état de marche. À ce que je constate, les machines marchent parfaitement. Et nous les avons essayées avec des excentriques différents. Elles améliorent la production dans une certaine mesure. C’est sur le plan de l’efficacité et du rendement qu’elles nous apportent le plus. Elles tournent au moins 85 % du temps. Voire plus. Environ 87 %, 87,8 %. Nous n’avions jamais atteint ce niveau. Pour moi, c’est leur principal avantage. »

El Teniente a également pu prolonger la durée de vie du blindage des chambres de concassage.

Hugo Olmos Vega, directeur de la planification de l'entretien à la mine Codelco El Teniente.

Hugo Olmos Vega, directeur de la planification de l'entretien à la mine Codelco El Teniente.

« En nous basant sur le système hydraulique Hydroset et la capacité de la machine et du cône, et en présence du nouveau blindage, nous avons décidé d’accroître la durée d’utilisation. Nous sommes passés de 1 200 à 1 345, voire 1 350 heures. Le cycle est plus long et les coûts sont réduits. La durée moyenne entre chaque réparation a diminué. Mon travail de réparation des concasseurs s’en trouve facilité. »

D’après ses calculs, en tenant compte de leurs coûts d’entretien par rapport aux anciens concasseurs, chaque Sandvik CH895 sera amorti au bout de six ans d’exploitation. « Sandvik est une bonne option en matière de concasseurs. Ses machines actuelles peuvent servir au concassage tertiaire, voire quaternaire. Elles montrent déjà de bonnes performances avec des matériaux issus du concassage secondaire. Leur facilité d’entretien est remarquable. Leurs composants sont simples. »

Lorsque néanmoins des problèmes surviennent, les techniciens spécialisés de Sandvik sur place aident El Teniente à les résoudre rapidement. « On travaille coude à coude avec Sandvik chaque semaine, affirme Sebastián Sáez Araya. Ce que je préfère avec l’assistance de Sandvik, c’est la présence de ses techniciens. Ils sont sur place si on a un problème. Sandvik nous a aidés à résoudre tous les problèmes que nous avons rencontrés. C’est un grand soulagement, parce qu’on se retrouve parfois face à des difficultés qu’on ne peut pas résoudre nous-mêmes. C’est vraiment ce qui distingue Sandvik. [Ses techniciens] sont ici en permanence, et c’est ce dont on a besoin. »

Le premier Sandvik CH895 d’El Teniente est en service depuis trois ans dans l’application de concassage de cailloux, tandis que les deux nouveaux exemplaires vont fêter leur premier anniversaire avec leur deuxième blindage.

« Les performances ont dépassé nos attentes, et nous pensons qu’elles peuvent encore s’améliorer. On a nettement dépassé le taux de production horaire, c’est-à-dire que nous produisons davantage par heure que ce qui avait été convenu en début du projet. Je pense qu’on n’a pas encore atteint les meilleures performances possibles. »

Et son collègue d’ajouter : « Si on est à la recherche de performances, aucune autre machine n’arrive à la hauteur du CH895. Le bilan est positif à El Teniente, donc je n’ai aucun problème à le recommander pour des applications comparables. »

Le Sandvik CH895

Le Sandvik CH895 est conçu pour augmenter la productivité dans les applications de concassage tertiaire, quaternaire et de cailloux. Son arbre principal est pourvu d’un système hydraulique supporté aux deux extrémités, tandis que la conception du corps inférieur, optimisé en matière de résistance, permet des charges plus conséquentes. Il se caractérise par une conception robuste, une projection excentrique réglable et une ouverture d’alimentation constante. Ce concasseur à cône haute réduction dispose d’une puissance de concassage supérieure qui assure une plus grande fragmentation – donnant un produit plus fin et moins de recirculation dans les circuits fermés. Un système de commande ASRi qui a fait ses preuves facilite les réglages en pleine charge et garantit des performances optimales.