Charge circulante en circuit fermé de concassage : dimensionner l'alimentation réelle

Lorsqu'une installation sort 200 t/h de produit fini, supposer que le concasseur secondaire ou tertiaire reçoit 200 t/h est une erreur fréquente et coûteuse. En circuit fermé, le refus du crible retourne au concasseur, qui traite alors l'alimentation neuve et le retour ensemble. La charge circulante en circuit fermé de concassage exprime ce retour rapporté à l'alimentation neuve, et ce rapport commande la taille de la machine, la puissance installée, la largeur des bandes et la consommation de pièces d'usure.

Le bilan matière tient en une équation

En régime établi, l'installation évacue autant de produit que d'alimentation neuve entre. Soit x la fraction de la décharge du concasseur restant au-dessus de la coupure et E l'efficacité avec laquelle le crible extrait le passant. L'alimentation totale T au concasseur, rapportée à l'alimentation neuve, vaut T = 1 / [E × (1 − x)], et la charge circulante est ce multiple diminué de un. Pour x = 0,40 et E = 0,90, le concasseur voit 1,85 fois l'alimentation neuve, soit 85 pour cent de charge circulante. Sur un circuit à 200 t/h, cela représente 370 t/h dans la chambre.

La charge circulante en circuit fermé de concassage en chiffres

Entre les deux extrêmes du tableau, l'écart dépasse le facteur deux. Pour une même alimentation neuve, un cas réclame 1,25 fois la capacité machine et l'autre 2,50 fois. Aligner la capacité nominale du concasseur sur celle de l'installation dans un étage fermé remplit donc le crible et étouffe la chambre dès le premier poste.

Pourquoi l'efficacité du crible fausse le calcul

Quand l'efficacité baisse, des fines qui devraient partir en produit restent sur la toile et repartent au concasseur. La machine les reprend une seconde fois : énergie perdue et durée de vie de blindage perdue. Les lignes x = 0,30 le montrent : passer de 1,00 à 0,90 fait monter la charge de 43 à 59 pour cent. Les causes sont connues : mailles colmatées, lit de matière trop épais, angle de crible inadapté, ouvertures de toile élargies par l'usure. Agrandir le concasseur avant de traiter ces quatre points revient à corriger le problème par le bout le plus cher.

La même erreur sur les bandes et les moteurs

La charge circulante ne concerne pas que le concasseur. Bande de retour, bande d'alimentation du crible et surface criblante suivent le même multiplicateur. À 100 pour cent de charge, le crible classe le double du tonnage de l'installation. Une bande de retour dimensionnée sur le produit devient le point de blocage alors que le concasseur dispose encore de marge. Côté entraînement, c'est la pointe et non la puissance moyenne qui gouverne : le matériau recirculé est en général plus dur et plus cubique, les grains fragiles étant déjà partis en produit au premier passage.

Mesurer le circuit plutôt que l'estimer

Trois points de prélèvement suffisent : décharge du concasseur, passant du crible et refus renvoyé. La comparaison des pourcentages de passant à une même maille dans les trois flux donne directement la charge circulante. Les prises se font bande à l'arrêt et sur toute la section ; une pelletée sur bande en marche surreprésente le gros et biaise le résultat. En répétant l'opération en début de poste puis juste après un changement de toile, on voit à quelle vitesse l'efficacité se dégrade.

Le coût en énergie et en usure

Plus la charge circulante monte, plus l'énergie par tonne de produit augmente, puisque les mêmes grains traversent la chambre plusieurs fois. Les pièces d'usure suivent la même logique : manteau, marteau ou batteur s'usent selon le tonnage passé dans le concasseur et non selon le tonnage produit. À 100 pour cent de charge, la durée de vie tombe environ de moitié par rapport au circuit ouvert. Gagner quelques points d'efficacité au crible se rentabilise donc plus vite qu'une machine neuve.

Conséquence sur le choix des machines

Dans un étage fermé, le concasseur se choisit sur l'alimentation totale calculée et non sur l'alimentation neuve, avec une marge pour les à-coups. Là où la forme cubique est visée, un concasseur tertiaire travaille couramment à charge circulante élevée, et ce qui ressemble à un surdimensionnement fait partie de la conception. Les choix de circuit liés à la nature de la roche et à la courbe visée sont développés côté ingénierie minière.

Questions fréquentes

Existe-t-il une valeur idéale ?

Aucune valeur universelle : la courbe visée et la surface criblante disponible tranchent. Si la charge dépasse nettement l'attendu, on examine d'abord l'efficacité du crible, ensuite le réglage.

Ouvrir le réglage réduit-il la charge ?

Ouvrir augmente le refus et donc la charge ; fermer la réduit mais accroît la puissance absorbée et l'usure. La décision se prend sur la granulométrie.

Le circuit ouvert supprime-t-il le problème ?

Il supprime le retour mais abandonne la maîtrise du plus gros grain. Si la spécification plafonne cette dimension, le circuit fermé s'impose.

Transmettez votre analyse granulométrique et la courbe visée : nous calculons la charge circulante de votre circuit et reprenons avec vous l'équilibre des capacités étage par étage.