Bilan matière du circuit de concassage

Ce qu'est un bilan matière du circuit de concassage

Dans une installation, chaque bande, chaque étage de crible et chaque cône de stock transporte un débit précis en tonnes par heure. Le bilan matière du circuit de concassage consiste à écrire noir sur blanc comment le tonnage entrant depuis la carrière se répartit entre ces flux : ce qui entre doit égaler la somme des produits commercialisables et de la matière qui continue de tourner dans le circuit. Si le compte ne tombe pas juste, soit un flux a été oublié sur la feuille, soit il existe un débordement, une perte le long des bandes ou un stock qui grossit sans que personne l'ait noté.

L'intérêt du calcul apparaît à deux moments. Avant la construction, il constitue la seule base défendable pour choisir la largeur des bandes, la puissance d'entraînement et la surface de stockage. Sur une installation en marche, il tranche les débats sur le goulot d'étranglement, car la capacité perdue se situe rarement dans le concasseur lui-même mais dans un flux trop étroit juste en amont ou en aval.

Nommer les flux

Le flux d'alimentation

Le point de départ est l'alimentation fraîche qui traverse l'alimentateur. Cette valeur provient soit du nombre de voyages de camions, soit du débit réglé de l'alimentateur. L'humidité et la part de blocs hors calibre après tir agissent directement sur ce flux : une alimentation humide et argileuse fait chuter la capacité de scalpage, donc la part qui part en passant du scalpeur diminue.

Passant et refus

Le crible principal partage tout ce qui lui parvient selon l'ouverture de maille. La fraction plus fine que la maille rejoint les flux produits, la fraction plus grossière retourne au concasseur pour un second passage. Ce retour porte le tonnage réellement vu par le concasseur au-delà de l'alimentation fraîche, et c'est précisément pour cela qu'il est faux de dimensionner un concasseur ou sa bande d'alimentation sur la seule alimentation fraîche.

Stock et chargement

Chaque fraction produite forme son propre cône. Si le stock n'est pas traité comme un flux à part entière, personne ne sait combien de tonnes et combien de mètres cubes la production horaire occupe en fin de poste, et le plan de la chargeuse et des camions perd toute base.

Exemple chiffré à 200 tonnes par heure

Prenons un circuit fermé à trois fractions. L'alimentation fraîche est de 200 t/h et le refus renvoyé au concasseur de 60 t/h. Le crible principal voit donc 260 t/h au total, tandis que la matière quittant le circuit sous forme de produit doit toujours totaliser 200 t/h. Répartissons les produits en 40 t/h de 0-5 mm, 60 t/h de 5-15 mm et 100 t/h de 15-25 mm ; la somme égale l'alimentation fraîche et le bilan se ferme.

Dans la dernière colonne, chaque bande est choisie pour environ 1,25 fois le tonnage qu'elle transporte. Cette marge absorbe les variations de débit et les écarts d'humidité ; dimensionner une bande au débit exact revient à déborder au premier afflux.

Comment le rendement de criblage déforme le bilan

Le tableau suppose que le crible laisse passer la totalité des fines qui lui sont présentées. En pratique, une partie est entraînée avec le refus. Le rendement de criblage exprime la part de la matière censée traverser la maille qui l'a effectivement traversée : fines passées divisées par fines totales dans l'alimentation. Quand ce rendement baisse, le flux circulant grossit, le concasseur dépense de l'énergie sur une matière déjà assez fine, et le tonnage de la bande produit chute. Ouverture de maille, pente d'étage et type de toile appartiennent donc au bilan matière et non à une discussion séparée.

Des tonnes aux mètres cubes

La surface de stock se mesure en mètres cubes, non en tonnes. La masse volumique en vrac du granulat concassé se situe généralement entre 1,5 et 1,7 t/m³ ; les 800 tonnes produites par le flux 15-25 mm sur un poste de huit heures occupent donc environ 470 à 530 m³. Le volume du cône découle du rayon de base et de la hauteur, et la hauteur est limitée par l'angle de talus naturel. Le granulat concassé tient habituellement entre 35° et 45°, et le cône ne peut être forcé au-delà.

Du calcul au choix des machines

Une fois le tableau établi, le choix devient mécanique : le tonnage de chaque flux fixe la largeur de bande qui le dessert et la surface de criblage nécessaire. Avec cette feuille en main, la capacité requise à chaque étage d'une configuration d'installation de concassage fixe se déduit d'elle-même. La même logique vaut pour les montages mobiles, où seules les longueurs de bande et les distances de stock raccourcissent. Pour le cadre plus large, les articles d'ingénierie minière couvrent le terrain voisin.

Trois erreurs récurrentes

D'abord dimensionner le concasseur sur l'alimentation fraîche : en circuit fermé il travaille sur une partie d'un flux de 260 t/h, pas de 200. Ensuite écrire les pourcentages de passant d'après la demande commerciale plutôt que d'après la granulométrie d'alimentation ; c'est la granulométrie qui pilote le calcul. Enfin omettre le flux de stock puis s'étonner de voir la plateforme saturée en fin de poste.

Questions

Pourquoi le bilan ne se ferme-t-il jamais exactement ?

Les fines aspirées par le dépoussiérage, la matière collée et perdue le long des bandes et la perte d'humidité sont des flux petits mais réels. Un écart de quelques pour cent est normal ; dix pour cent signalent une erreur de mesure ou un flux jamais consigné.

Quelles mesures suffisent ?

Le débit de l'alimentateur, une pesée sur chaque bande produit et une analyse granulométrique prélevée à l'alimentation du crible. Sans ces trois valeurs, le tableau repose sur des estimations.