Lors du choix d'un concasseur minier, trois critères essentiels doivent être systématiquement pris en compte : les caractéristiques des matières premières, les exigences de capacité de production et l'adaptabilité du site. Un fonctionnement efficace est assuré par une adéquation précise des paramètres de l'équipement aux scénarios de production. Les critères de sélection techniques suivants sont basés sur l'expérience du secteur :
I. Stratégie de sélection par classification granulométrique des matières premières
Étape de concassage primaire (granulométrie d'alimentation ≥ 500 mm)
Concasseur à mâchoires : Convient aux matériaux dont la résistance à la compression est ≤ 320 MPa (par exemple, le grès, le schiste). L'angle d'oscillation de la mâchoire mobile atteint 25 ° à 30 °, la capacité de traitement augmentant avec la taille de l'ouverture d'alimentation. Par exemple, le concasseur à mâchoires PE900×1200 traite des granulométries maximales de 900 mm et atteint une production horaire de 220 à 450 tonnes.
Concasseur giratoire : Le choix privilégié pour les exploitations minières à grande échelle. Il assure un concassage continu grâce à la rotation d'un manchon excentrique, offrant une capacité de traitement 1,5 à 2 fois supérieure à celle d'un concasseur à mâchoires de même spécification. Après l'adoption d'un concasseur giratoire de Φ1200 mm, une mine de fer a augmenté sa capacité de traitement quotidienne de 3 000 à 5 200 tonnes.
Adaptation aux matériaux à haute dureté : Pour le traitement de matériaux contenant du granit (dureté Mohs 6-7) ou du minerai de fer (dureté Mohs 5,5-6,5), des concasseurs équipés de mâchoires en acier Mn18Cr2 à haute teneur en manganèse sont nécessaires. Leur résistance à l'usure est supérieure de 40 % à celle des matériaux Mn13 standard.
Étape de concassage moyennement fin (granulométrie d'alimentation 100-500 mm)
Concasseur à percussion : Convient aux roches moyennement dures comme le calcaire (résistance à la compression 100-150 MPa). Concassage « pierre sur pierre » grâce à des plaques d'impact, produisant des produits finis cubiques avec une teneur en aiguilles et paillettes inférieure ou égale à 8 %. Après l'adoption du concasseur à percussion PF1315, une cimenterie a augmenté son taux de qualification des granulats de 82 % à 95 %.
Concasseur à cône : Le choix privilégié pour le traitement des roches dures. Utilise le principe de concassage laminaire pour réduire les taux d'usure de 30 %. Après l'adoption du concasseur à cône hydraulique HPC400 par une mine de cuivre, le cycle de remplacement des pièces d'usure est passé de 1 500 à 2 200 heures.
Traitement des roches tendres/matériaux cassants
Concasseur à marteaux : Convient aux matériaux tels que le charbon (résistance à la compression : 30-50 MPa) et le gypse (2-10 MPa), permettant un concassage en une seule étape grâce à un impact à grande vitesse. La consommation énergétique du système est réduite de 25 % par rapport aux combinaisons concasseur à mâchoires et concasseur à percussion.
Petit concasseur à mâchoires : Le modèle PE250×400 excelle dans le traitement des gangues de charbon, avec une ouverture d'alimentation de 250×400 mm, une capacité de 5 à 20 t/h et un encombrement de seulement 1,2 m².
II. Solutions de configuration basées sur la capacité
Petites installations de traitement (≤ 500 t/j)
Combinaison concasseur à mâchoires fin et concasseur à marteaux : Concasseur à mâchoires PE400×600 (16-64 t/h) associé à un concasseur à marteaux PC800×600 (15-30 t/h). Investissement total en équipements réduit de 35 % par rapport aux solutions de concasseur à cône, adaptées aux lignes de production de granulats de construction.
Usines de traitement de taille moyenne (production journalière de 500 à 2 000 t)
Concasseur à cône + Concasseur fin haute performance : Concasseur à cône hydraulique multicylindre HPT300 (120 à 218 t/h) associé à un concasseur à percussion vertical VI-8000 (150 à 300 t/h). Consommation énergétique du système réduite de 18 % par rapport aux solutions traditionnelles. Une usine de sable et de gravier a réalisé des économies d'électricité annuelles de 420 000 yuans après la mise en œuvre.
Installations de traitement à grande échelle (capacité journalière ≥ 2 000 t)
Concasseur giratoire + concasseur à cône + concasseur à percussion à arbre vertical : Une mine de fer de 10 millions de tonnes utilise un système de concassage à trois étages : concasseur giratoire Φ1500 (1 200-1 500 t/h) + concasseur à cône HPM400 (400-800 t/h) + concasseur à percussion VSI5X (200-500 t/h). Cette configuration permet d'atteindre une capacité de 3 500 t/h tout en maintenant une consommation électrique inférieure à 1,2 kWh par tonne.
III. Solutions d'adaptation aux conditions du site
Scénarios à espace restreint
Concasseur à deux étages : Intègre le concassage primaire et secondaire en une seule unité, réduisant la hauteur de l'équipement de 40 % par rapport aux conceptions traditionnelles. Après l'adoption du concasseur à deux étages 2PG1560 dans une mine de charbon souterraine, l'espace requis pour le tunnel a été réduit de 35 mètres carrés, avec des coûts de maintenance annuels réduits de 180 000 yuans.
Scénarios à puissance limitée
Concasseur mobile diesel : Les stations de concassage mobiles équipées de moteurs Cummins QSX15 permettent un fonctionnement continu de 12 heures en zone hors réseau, avec une consommation de carburant de 0,23 l/tonne. Un projet de construction sur le terrain adoptant cette solution a permis de réduire le temps de déplacement des équipements de 72 heures à 8 heures.
Traitement de matériaux à forte humidité
Conception sans crible : Les concasseurs à marteaux avec chambres de concassage à fond ouvert réduisent le taux de colmatage de 28 % (équipement traditionnel) à 3 % lors du traitement de matériaux dont la teneur en humidité est ≤ 15 %. Une application dans une centrale électrique à gangue de charbon a permis de réduire le temps d'arrêt annuel pour le nettoyage de 120 heures.
IV. Considérations de sélection avancées
Résistance à l'usure améliorée : Lors du concassage de roches dures, les mâchoires en fonte à haute teneur en chrome (Cr26) ont une durée de vie trois fois supérieure à celle d'un matériau Mn13 standard. Après leur mise en œuvre dans une mine d'or, les coûts annuels des pièces de rechange sont passés de 2,1 millions de yuans à 750 000 yuans.
Mise à niveau de l'automatisation : Les systèmes de concassage équipés d'un automate programmable Siemens S7-1500 permettent de contrôler à distance 12 paramètres, dont la fréquence des vibrations et la taille de l'ouverture de décharge. Une grande usine de sable et de gravier a vu ses coûts de main-d'œuvre diminuer de 40 % après leur mise en œuvre.
Optimisation du concassage multi-étages : Les lignes de production d’agrégats utilisant le procédé « concasseur à mâchoires + concasseur à cône + sableuse » peuvent augmenter la proportion de sable fini de 0 à 5 mm de 35 % en concassage mono-étage à 68 %, répondant ainsi aux normes de sable des trains à grande vitesse.
V. Données sectorielles
Durée de vie des équipements : Des concasseurs bien choisis atteignent une durée de vie moyenne de 8 à 10 ans, tandis qu’un équipement mal choisi présente un taux de défaillance 2,3 fois supérieur à celui des unités optimisées.
Comparaison de la consommation énergétique : Les équipements basés sur le principe du concassage laminaire réduisent la consommation d’énergie spécifique par unité de production de 15 à 20 % par rapport au concassage par impact.
Coûts de maintenance : Les concasseurs de conception modulaire réduisent les dépenses de maintenance annuelles de 25 à 30 % par rapport aux structures traditionnelles.
Sur la base des paramètres techniques et des données de cas ci-dessus, une matrice de sélection d’équipements de concassage adaptée aux besoins réels de l’exploitation minière peut être établie afin de maximiser le retour sur investissement. Il est recommandé d'effectuer une modélisation de simulation lors de la sélection sur la base de rapports de tests de matériaux spécifiques, de plans de capacité de production et de modèles 3D de site pour garantir que la précision de la sélection des équipements dépasse 95 %.
