ÉTUDES DE CAS
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Double Système de Remplissage et de Palettisation de Big Bags, Gère 30 Tonnes/H de Concentré de Cuivre
SUDBURY, ONTARIO — Vale Canada Limited exploite ici l'une des plus grandes installations minières au monde, qui extrait et traite des minerais contenant du nickel, du cuivre et d'autres métaux.Leur complexe minier de Sudbury est en activité depuis plus de 100 ans. À partir de 2012, l'usine a entrepris un projet de réduction des émissions dans l'atmosphère (Clean Atmospheric Emissions Reduction - AER) d'un milliard de dollars, afin de réduire de 85 % les émissions de dioxyde de soufre des cheminées.
Auparavant, Vale raffinait à la fois le nickel et le cuivre à Sudbury, explique Tom Zanetti, chef de projet principal du projet Clean AER. Après avoir analysé la durée de vie totale des mines et les projections à long terme de la capacité minière dans la région, la société a décidé de se concentrer sur la production de nickel et de vendre le concentré de cuivre à d'autres sociétés au lieu de le raffiner en interne.
Vale a travaillé avec Ionic Engineering de Lively, en Ontario, pour concevoir un système de manutention capable d'emballer 27 à 35 tonnes/h de concentré de cuivre dans des Big Bags en intégrant un système automatisé de remplissage Flexicon dans son processus existant.
Pour traiter le volume, François Nzotungwanimana, directeur des opérations chez Ionic Engineering et ingénieur de projet sur le projet d'ensachage, a préconisé un double dispositif de remplissage, des convoyeurs à rouleaux et un distributeur central de palettes qui compose le système Flexicon. De plus, Ionic a conçu les systèmes électriques et de contrôle, a fourni les machines d'étiquetage et d'autres équipements, a conçu les systèmes de sécurité et a réalisé l'intégration des systèmes, y compris la programmation, l'électricité et la sécurité. L'équipe d'ingénierie ionique a également effectué des travaux supplémentaires de conception mécanique et d'ingénierie de sécurité.
Création d'un concentré de cuivre
Le minerai extrait sur le site est d'abord broyé en une poudre semblable à de la farine, explique M. Zanetti. Un procédé de séparation permet d'éliminer les déchets de roche. Le concentré en vrac qui en résulte est envoyé à une fonderie, qui produit un matériau de haute qualité contenant à la fois du nickel et du cuivre. Un autre procédé permet de séparer les concentrés de nickel et de cuivre. Vale raffine le concentré de nickel en métal sur place.
Le concentré de cuivre, après déshydratation et séchage, a une texture similaire à celle du sable et contient 60 à 70 % de cuivre. Il est acheminé vers deux grandes trémies d'alimentation situées au-dessus des deux stations de remplissage, chaque trémie pouvant contenir 11 tonnes, soit suffisamment pour remplir cinq Big Bags.
Palettes distribuées automatiquement aux remplisseurs de Big Bags
La division d'ingénierie de Flexicon a intégré un distributeur de palettes, des plateaux tournants pour palettes, deux convoyeurs à rouleaux de 7,5 m de long et deux remplisseurs de Big bags Swing-Down®. Le distributeur de palettes est placé entre les lignes de remplissage symétriquement et perpendiculairement par rapport à elles.
Un chariot élévateur charge 10 à 14 palettes dans le distributeur automatique. Lorsque l'un des remplisseurs est en demande, le distributeur les soulève toutes sauf celle du bas, qui est envoyée vers la gauche ou la droite par le convoyeur à rouleaux motorisé. Un plateau tournant fait ensuite pivoter la palette de 90 degrés pour l'aligner avec la remplisseuse.
Automatisation des opérations de remplissage des Big Bags
Une fois la palette en place, la tête de remplissage Swing-Down s'abaisse et pivote en position verticale, plaçant la goulotte de déchargement et les sangles de sac à la portée de l'opérateur se tenant sur le sol de l'usine. Cela favorise la sécurité en éliminant la nécessité de monter sur des convoyeurs à rouleaux ou d'exercer une action périlleuse pour atteindre les points de raccordement supérieurs.
Une fois que l'opérateur a positionné les boucles du Big Bags sur des crochets automatiques, qu'il a placé la goulotte du sac sur un joint gonflable et qu'il a lancé le gonflage, le cycle de remplissage est entièrement automatique:
1) La tête de remplissage pivote pour revenir à l'horizontale, s'élève à la hauteur de remplissage et gonfle le sac pour éliminer les plis.
2) Lorsque toutes les conditions de sécurité sont réunies, la vanne à guillotine s'ouvre, permettant à la trémie d'alimentation de se décharger par gravité dans le big bag au débit d'alimentation maximum, l'air déplacé étant évacué à travers une chaussette filtrante pour contenir la poussière en suspension.
3) À intervalles réguliers, un plateau de densification situé sous la palette vibre pour stabiliser le sac
4) Des pesons contrôlent en permanence le poids du concentré de cuivre jusqu’à ce que le sac soit rempli avec un poids de 2,2 tonnes.
5) Le contrôleur ferme la vanne à guillotine, libère les boucles du sac et dégonfle/déconnecte la goulotte.
6) Le convoyeur à rouleaux motorisé fait avancer le sac palettisé hors du remplisseur pour le placer sur un autre convoyeur à accumulation. Le sac rempli s'arrête devant une étiqueteuse automatique qui lui applique une étiquette d'identification, avant d'être acheminé sur un convoyeur à rouleaux gravitaire vers la zone de déchargement.
7) Un chariot élévateur transfère les big bags remplis dans une zone de stockage, prêts à être expédiés aux clients.
En plus de s'adapter à l'espace limité disponible, la configuration du double système de remplissage offre une capacité, une flexibilité et une redondance pour le processus de remplissage des big bags. La distribution automatique de palettes réduit le temps d'attente et le risque d'accident.
Ionic Engineering conçoit et construit des systèmes d'automatisation pour l'exploitation minière, le traitement des métaux et d'autres industries. Outre ce système de remplissage de big bags, Ionic a réalisé plusieurs autres projets dans le cadre de l'initiative Clean AER.
Vale Canada Limited
+1 416-361-7511
www.vale.com/canada
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Chaque remplisseur de big bags est équipé d'une tête de remplissage articulée Swing-Down, permettant à l'opérateur d'accéder en toute sécurité à tous les points de raccordement des sacs depuis le sol. Des pesons mesurent le gain de poids du big bag, permettant à l'automate programmable d'arrêter le cycle de remplissage lorsqu'il atteint le poids cible.
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Le distributeur automatique de palettes (à droite) alimente le remplisseur de big bags qui reçoit les granulés de concentré de cuivre de la trémie d'alimentation d'une capacité de 11 tonnes située au-dessus.
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Le big bag rempli est retiré du compartiment de stockage à l'extrémité du convoyeur à rouleaux de 7,5 m de long.
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Le système automatisé de remplissage de big bag comprend deux remplisseurs (à l'arrière), un distributeur de palettes central et deux convoyeurs à rouleaux de 7,5 m de long à partir desquels un chariot élévateur dépose les sacs remplis en vue de leur expédition.
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Les systèmes de distribution de palettes et de remplissage de big bags sont équipés de commandes automatisées, de systèmes de sécurité et de protections.
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