En bref, la principale différence réside dans leur rôle et leurs médias de broyage. Un broyeur SAG (Semi-Autogenous Grinding, broyage semi-autogène) est un broyeur primaire qui utilise de gros morceaux de minerai lui-même mélangés à quelques grosses boulets en acier pour effectuer la réduction de taille initiale et grossière. Un broyeur à boulets est généralement un broyeur secondaire qui utilise une grande charge de petites boulets en acier pour réduire le minerai pré-concassé en une poudre très fine.
La distinction fondamentale est une question de séquence et d'échelle. Les broyeurs SAG effectuent la décomposition initiale et lourde des grosses roches, tandis que les broyeurs à boulets gèrent l'ajustement fin subséquent pour produire un produit final en poudre. Ce ne sont pas des technologies concurrentes, mais souvent deux étapes consécutives dans le même circuit de traitement des minéraux.
Le rôle d'un broyeur SAG : Le cheval de trait principal
Un broyeur SAG est la première étape majeure du processus de broyage après le concassage primaire. Son objectif est de décomposer de manière significative le minerai gros et grossier.
Mécanisme de broyage et médias
Un broyeur SAG est un grand tambour rotatif qui fait culbuter le minerai. Le nom « semi-autogène » vient de son média de broyage : il utilise principalement le minerai lui-même (broyage autogène) pour l'impact et l'abrasion, complété par une petite charge de boulets en acier de grand diamètre (semi-). Ces boulets, généralement de 4 à 6 pouces de diamètre, aident à briser les roches les plus grosses et les plus dures.
Position dans le circuit
Le broyeur SAG se situe à l'avant du circuit de broyage. Il reçoit le minerai directement du concasseur primaire et sa sortie est ensuite acheminée vers l'étape suivante, qui est souvent un broyeur à boulets. Sa grande taille lui permet de gérer une large gamme de tailles de particules d'alimentation.
Produit de sortie
Le produit d'un broyeur SAG est nettement plus petit que ce qui y est entré, mais il est encore relativement grossier. Ce n'est pas un produit fini, mais un matériau intermédiaire préparé pour la prochaine étape de broyage.
Le rôle d'un broyeur à boulets : Le finisseur
Une fois que le broyeur SAG a fait son travail, le broyeur à boulets prend le relais pour atteindre la taille de particule finale souhaitée nécessaire à la libération du minerai.
Mécanisme de broyage et médias
Comme un broyeur SAG, un broyeur à boulets est un tambour rotatif. Cependant, sa chambre de broyage est remplie d'un volume beaucoup plus important (généralement 30 à 45 %) de petites boulets en acier. Lorsque le tambour tourne, ces boulets cascade et culbutent, créant d'innombrables points d'impact et d'abrasion qui réduisent le minerai en une boue fine. La mention par les références d'un broyeur tubulaire utilisant des médias et de l'eau est analogue à ce processus de broyage humide.
Position dans le circuit
Le broyeur à boulets est une unité de broyage secondaire ou tertiaire. Il ne peut pas gérer l'alimentation grosse et grossière qu'un broyeur SAG peut gérer. Au lieu de cela, il nécessite une alimentation pré-traitée avec une taille de particule contrôlée et plus petite.
Produit de sortie
Le broyeur à boulets produit une boue très fine et homogène. L'objectif est de réduire le matériau à une « taille de broyage » spécifique, qui est la taille de particule optimale pour le processus de séparation ultérieur (comme la flottation ou la lixiviation) afin d'extraire les minéraux précieux.
Différences clés en un coup d'œil
Pour vraiment comprendre leurs fonctions, il est préférable de comparer leurs attributs de base côte à côte.
Médias de broyage
- Broyeur SAG : Utilise principalement de gros morceaux de minerai, avec une petite charge (5-15 % du volume) de grosses boulets en acier.
- Broyeur à boulets : Utilise exclusivement une grande charge (30-45 % du volume) de petites boulets en acier.
Dimensions du broyeur
- Broyeur SAG : Caractérisé par un grand diamètre par rapport à sa longueur. Cela favorise le levage et l'impact pour briser les grosses roches.
- Broyeur à boulets : A tendance à être plus long par rapport à son diamètre, maximisant l'action de broyage au sein des médias en cascade.
Taille de l'alimentation par rapport à la taille du produit
- Broyeur SAG : Accepte une alimentation très grossière (jusqu'à 12-16 pouces) et produit un produit grossier (environ 1/4 de pouce).
- Broyeur à boulets : Accepte une alimentation plus fine (moins de 1/2 pouce) et produit une poudre très fine, mesurée en microns.
Comprendre les compromis
Choisir entre ces broyeurs ou les combiner implique des décisions opérationnelles et économiques critiques.
Efficacité et complexité
Un circuit de broyeur SAG peut simplifier le processus global en réduisant ou en éliminant le besoin d'étapes de concassage secondaire et tertiaire. Cela peut réduire les coûts d'investissement et créer une configuration d'usine plus rationalisée. Cependant, les broyeurs SAG peuvent être sensibles aux changements de dureté du minerai, ce qui peut affecter le débit et l'efficacité.
Contrôle et précision
Un broyeur à boulets offre un contrôle beaucoup plus précis sur la taille du produit final. Dans les circuits où le processus de récupération en aval est très sensible à la taille des particules, un broyeur à boulets est essentiel pour l'optimisation. Le compromis est qu'il nécessite un circuit de concassage en amont plus complexe pour préparer son alimentation.
Consommation d'énergie
Les deux types de broyeurs sont de grands consommateurs d'énergie. Cependant, l'énergie est appliquée différemment. Les broyeurs SAG utilisent une puissance immense pour la rupture à fort impact, tandis que les broyeurs à boulets appliquent une puissance soutenue pour le broyage par attrition. Les conceptions d'usines les plus économes en énergie équilibrent soigneusement le travail effectué par chaque type de broyeur.
Faire le bon choix pour votre objectif
Ces broyeurs sont conçus pour des tâches différentes, mais complémentaires. Le bon choix dépend entièrement de votre position dans le processus de comminution.
- Si votre objectif principal est de réduire le minerai brut (run-of-mine) : Le broyeur SAG est le point de départ correct pour le broyage primaire grossier.
- Si votre objectif principal est de préparer une boue fine et homogène pour la séparation des minéraux : Le broyeur à boulets est l'outil essentiel pour le broyage secondaire fin.
- Si votre objectif principal est de concevoir un circuit de broyage complet : Vous utiliserez presque certainement les deux, avec un broyeur SAG alimentant un broyeur à boulets pour transformer efficacement le minerai de roche grossière en poudre fine.
En fin de compte, ces deux broyeurs forment un partenariat puissant pour obtenir la réduction de taille de particules nécessaire à l'extraction minérale moderne.
Tableau récapitulatif :
| Attribut | Broyeur SAG | Broyeur à boulets |
|---|---|---|
| Rôle principal | Broyage primaire (Grossier) | Broyage secondaire (Fin) |
| Médias de broyage | Gros morceaux de minerai + quelques grosses boulets en acier | Grande charge de petites boulets en acier |
| Taille de l'alimentation | Très grossière (jusqu'à 12-16 pouces) | Alimentation pré-concassée, plus fine (< 1/2 pouce) |
| Taille du produit | Grossier (~1/4 pouce) | Poudre très fine (microns) |
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