ÉTUDES DE CAS
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La Station de Remplissage de Sacs de Vrac pour Applications Lourdes Prend en Charge le Zircon et le Rutile Abrasifs
HENDERSON, AUSTRALIE OCCIDENTALE — Tronox Western Australia exploite le plus grand gisement de titane et de dioxyde de titane (TiO2) du monde, couvrant tout le spectre de l'extraction des sables minéraux, de l'extraction à la valorisation pour obtenir le pigment TiO2. Le site est également un important producteur de zircon (silicate de zirconium), qui est également obtenu à partir des sables minéraux.Les principaux produits des opérations de Tronox en Australie occidentale sont le rutile (TiO2) et le zircon (ZrSiO4), qui sont ensuite chargés dans des Big Bags à l'installation d'expédition de Tronox à Henderson et transportés dans des conteneurs d'expédition vers Fremantle, le port de fret le plus grand et le plus fréquenté d'Australie occidentale - pour l'exportation et l'utilisation domestique.
Au fil des ans, le chargement des Big Bags était devenu un goulot d'étranglement, mais il a été amélioré grâce à une station spéciale de remplissage de Big Bags de Flexicon.
Les activités de Tronox en Australie-Occidentale commencent par l'extraction minière des sables minéralisés, qui sont séparés par gravité à la mine pour obtenir un concentré humide riche en minéraux visés : rutile (minéral Ti de haute qualité), ilménite (FeTiO3, minéral Ti de qualité inférieure) et zircon. Les minéraux sont séparés et récupérés par des procédés magnétiques et électrostatiques dans l'usine de séparation à sec de Chandala à Muchea. L'ilménite est raffinée dans un four de réduction pour éliminer le fer et produire du rutile synthétique.
Le zircon granulaire et le rutile sont amenés à l'installation d'expédition de l'entreprise à Henderson dans des chariots à benne basculante, qui vident leur chargement sur le sol en béton des grands hangars de stockage. De là, le produit est chargé dans des Big Bags.
L'opération d'ensachage était en grande partie un processus manuel dans lequel un chariot élévateur tenait le sac tandis qu'un deuxième chariot élévateur tenait un entonnoir (ou trémie) en forme de V au-dessus du sac et qu'un chargeur frontal faisait tomber le minerai à travers l'entonnoir dans le sac. Lorsque le sac était presque plein, il était pesé et le reste du matériau était ajouté à la main.
Tronox a considérablement amélioré son processus de remplissage de Big Bags grâce à une station de remplissage de Big Bags mobile et robuste montée sur patins qui intègre une trémie d'une capacité de 2,5 m3, un convoyeur à vis cylindrique en acier de 4,5 m de long et un remplisseur de Big Bags TWIN-CENTERPOST™.
Surnommée «Rhonda» à l'usine de Henderson, la station de remplissage de Big Bags mesure 11 pieds (3,3 m) à son point le plus haut et 12 pieds (3,6 m) de long. Elle a été conçue et fournie par Flexicon (Australie) Pty Limited (Wacol, Queensland), une filiale de Flexicon. L'unité double le rendement par opérateur par rapport à l'ancienne méthode, tout en préservant leur santé et en améliorant la sécurité puisque le remplissage est hermétique et pour ainsi dire exempt de poussière, selon l'entreprise.
Auparavant, trois employés remplissaient environ 80 sacs en une journée de travail de 10 heures. Actuellement, deux employés remplissent environ 90 sacs en une journée de travail de 8 heures.
Remplissage de sacs : une opération pesante
La conception Flexicon TWIN-CENTERPOST™ avec deux poteaux au centre maximise la robustesse, ce qui est essentiel puisque l'unité doit manipuler des matériaux de poids variables — 1 000 kg, 1 750 kg et 2 000 kg. La conception de base se compose de deux poteaux en acier, qui supportent une tête de remplissage et des crochets pneumatiques rétractables sur lesquels le sac est accroché. Le cadre extérieur robuste de la station renferme le remplisseur de Big Bags et supporte le convoyeur tubulaire de 4,5 m de long.
La station de remplissage de Big Bags se déplace entre les opérations de remplissage de zircon et de rutile, qui sont situées à environ 800 mètres l'une de l'autre. En raison de son volume relativement faible, le système monté sur patins peut être déplacé à l'aide d'un chariot élévateur de trois tonnes.
Néanmoins, la trémie de grande capacité peut contenir 6,4 - 7,3 tonne métrique de zircon ou 4,5 - 5,4 tonnes métriques de rutile, sous forme de granulés. Pendant le remplissage, le chargeur frontal vide le matériau dans la trémie tandis que le convoyeur aspire le matériau au niveau de l'orifice situé au fond de la trémie et le transporte à une inclinaison de 40° sur 4,5 m avant qu'il ne sorte du convoyeur grâce à la gravité pour s'écouler dans l'adaptateur de transition et le tuyau de descente en acier télescopique pour finir dans le Big Bag.
Le convoyeur à disques répond aux exigences de robustesse de l'industrie minière
Le convoyeur est constitué d'une vis en acier inoxydable très résistant qui tourne dans un tube en acier inoxydable de 220 m de diamètre. Puisque le rutile et le zircon sont tous deux abrasifs, la vis se présente sous la forme d'une épaisse spirale de convoyeur en acier inoxydable conçue conformément aux spécifications de l'industrie minière. La vis à haute capacité s'autocentre automatiquement à l'intérieur du tube, permettant un pourcentage de remplissage de 100 %. La capacité de débit du convoyeur est de 20 m3/h, et peut remplir un sac de 1,8 tonnes métriques de zircon en 1-1/2 minutes environ.
La vis est alimentée par un moteur électrique à vitesse variable de 15 kW. La conception à entraînement par le haut du convoyeur permet au matériau abrasif de sortir du convoyeur sans entrer en contact avec les roulements et les joints et donc sans les user.
Au début d'une opération de remplissage, l'opérateur fixe les quatre boucles d'angle du sac aux crochets rétractables pneumatiquement. Ensuite, la manchette d'entrée du Big Bag est fixée à un collier gonflable qui maintient la manchette en place et assure une étanchéité à la poussière pendant le processus de remplissage. La tête de remplissage est dotée d'un design à double tube concentrique qui alimente le sac en produit par l'intermédiaire du tube intérieur et permet à l'air déplacé de sortir du sac par le tube extérieur.
Un contrôle logique programmable (PLC) contrôle l'opération de remplissage. L'opérateur entre le poids du sac, puis démarre le convoyeur. La vitesse du convoyeur ralentit lorsque le sac est presque plein et s'arrête lorsque le sac atteint le poids désiré. Le poids est mesuré par quatre pesons, situés sous le pont en acier supportant le remplisseur.
Une petite vanne à piston au niveau de l'adaptateur de transition prélève des échantillons pour vérifier la qualité du matériau mis en sac.
Après le remplissage, un chariot élévateur les sacs remplis vers une zone de stockage avant l'expédition. La plupart du zircon et du rutile se retrouvent dans les émaux céramiques, les verres spéciaux, les revêtements de fours réfractaires et les pigments.
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Station mobile de remplissage de big bag, surnommée «Rhonda» à l'usine de Tronox Henderson, elle comprend une trémie de 2,5 m3 de capacité, un convoyeur à vis tubulaire de 4,5 m de long, une remplisseuse de big bag Twin-Centerpost™, et une commande PLC.
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Des crochets pneumatiques rétractables maintiennent les quatre coins du sac.
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Un opérateur fixe le sac à la tête de remplissage pendant que l'autre opérateur rentrera le poids du sac et initialisera le remplissage via la commande PLC. La conception robuste du châssis lui confèrent la résistance nécessaire pour le remplissage de sacs de 1 000 à 2 000 kg.
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La trémie d'une capacité de 2,5 m3 peut contenir 7 à 8 tonnes de zircon ou 5 à 6 tonnes de rutile.
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Le remplisseur spécial applications lourdes pour big bag double le rendement par opérateur par rapport aux anciennes méthodes manuelles et améliore la santé ainsi que la sécurité grâce à son remplissage fermé et sans émanations de poussière.
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Tronox Western Australia remplit et expédie de manière semi-automatique des big bag de rutile (dioxyde de titane) et de zircone (silicate de zirconium), qui sont extraits et traités des sables minéraux naturels.
BB-0962