Transporter de manière fiable les matériaux abrasifs et limiter les temps d'arrêt
Les pompes utilisées dans l'industrie minière ainsi que dans les carrières de sable et de gravier fonctionnent dans des conditions où l'usure et la disponibilité des installations ont une incidence directe sur la rentabilité du processus. Les boues, les fortes teneurs en matières solides et les composants abrasifs sollicitent la tête de pompe, la membrane et les vannes pendant de longues périodes de fonctionnement.
Emmerich conçoit ses pompes à membrane à piston en fonction du fluide à pomper et du point de fonctionnement réel. Sont notamment pris en compte la teneur en matières solides, la granulométrie, le débit, la pression, la distance de refoulement, la hauteur de refoulement, la température et le mode de fonctionnement.
L’objectif ne se limite pas à la capacité de refoulement requise. Ce qui est déterminant, c’est la stabilité du processus, des durées de vie prévisibles et une réduction maximale des coûts liés à la maintenance et aux arrêts imprévus.
Quand matières solides, abrasivité et fonctionnement en continu se rencontrent
Dans le traitement des matières premières, les pompes doivent souvent acheminer des fluides dont la composition et l'effet d'usure sont nettement plus exigeants que ceux des liquides purs. Le fait qu’un fluide soit en principe pompable n’est pas le seul critère déterminant. La teneur en solides, la taille des particules, la densité, la viscosité et l’abrasivité influencent l’ensemble de la conception.
Dans l’industrie minière, les minerais finement broyés peuvent être mélangés à de l’eau pour former une suspension fluide, puis transportés vers les installations de traitement ou de transformation. Dans les carrières de sable et de gravier, la mission de transport peut consister à réintroduire les matériaux non valorisables issus de l’extraction dans la zone d’exploitation.
Une conception inadaptée de la pompe peut entraîner une usure accrue des composants, un transport instable, des interventions de maintenance plus fréquentes et des interruptions de processus imprévues. C’est pourquoi, en particulier en fonctionnement continu, le débit, le choix des matériaux et les conditions d’exploitation de l’installation doivent être pris en compte de manière globale.
Pourquoi les pompes à membrane à piston peuvent-elles convenir aux suspensions abrasives ?
Dans une pompe à membrane à piston, l'entraînement et le fluide pompé sont séparés l'un de l'autre. Le fluide est acheminé de manière contrôlée à travers la tête de pompe, tandis que les composants mécaniques de l'entraînement n'entrent pas en contact direct avec la suspension.
Pour les fluides abrasifs, toutefois, le principe de pompage n’est pas le seul facteur déterminant. La tête de pompe, la membrane, les vannes, les matériaux et les sections d’écoulement doivent être adaptés au fluide, à la taille des particules et au point de fonctionnement souhaité. Ce n’est que grâce à cette adaptation que la technologie de pompage devient une solution fiable pour le processus concerné.
Le principe de refoulement volumétrique et le rendement élevé peuvent s’avérer particulièrement intéressants sur le plan économique, notamment dans des conditions de pression exigeantes et lors de longues durées de fonctionnement. En cas de longues distances de refoulement ou de grandes hauteurs de refoulement, l’ensemble du tracé de la tuyauterie est également pris en compte dans la conception.
Les technologies existantes confirment la séparation entre l’entraînement et le fluide, l’utilisation avec des fluides abrasifs ainsi que l’adaptation sur mesure de la tête de pompe, des vannes et du système de commande.
Éléments pris en compte lors de l'interprétation
Une solution de pompage adaptée ne résulte pas d'une configuration standard, mais des données d'exploitation concrètes du processus. Pour les applications dans le secteur minier ainsi que dans les carrières de sable et de gravier, Emmerich tient notamment compte des éléments suivants :
- la composition, la teneur en matières solides et la taille des particules du fluide
- l'abrasivité, la densité, la viscosité et la température
- le débit, la pression de refoulement, la distance de refoulement et la hauteur de refoulement
- les matériaux, membranes, vannes et sections d'écoulement adaptés
- les exigences en matière de régulation, de variateurs de fréquence et de commande de l'installation
- Besoins en maintenance, durée de vie, risques d'usure et coûts d'exploitation
Quels sont les paramètres qui déterminent le dimensionnement de la pompe ?
Pour dimensionner une pompe de manière fiable, il ne suffit pas de tenir compte uniquement du débit et de la pression. Les propriétés du fluide, la tuyauterie et le mode de fonctionnement prévu influencent également le choix du modèle de pompe le plus adapté sur le plan technique et économique.
| Critère de conception | Importance pour le dimensionnement de la pompe |
|---|---|
| Fluide pompé | La composition, la densité, la viscosité et les propriétés chimiques déterminent la conception de base de la pompe. |
| Teneur en matières solides | La teneur en matières solides influence le comportement de refoulement, la sollicitation des composants et la puissance requise de la pompe. |
| Granulométrie et abrasivité | La taille des particules et leur effet d'usure sont déterminants pour la technologie des vannes, les sections d'écoulement et le choix des matériaux. |
| Débit | Le débit volumique requis, associé à la pression de refoulement, définit le point de fonctionnement nécessaire. |
| Pression de refoulement | La pression nécessaire résulte du processus, de la hauteur de refoulement et des résistances au sein de la canalisation. |
| Longueur de la conduite et hauteur de refoulement | La longueur, les dénivelés, le diamètre des tuyaux et le tracé de la canalisation influencent la pression requise par le système. |
| Température | La température du fluide est un critère déterminant pour le choix de la membrane, des joints et des matériaux en contact avec le fluide. |
| Conditions d'aspiration | La hauteur d'aspiration ou la hauteur d'alimentation disponible doivent être prises en compte afin que la pompe soit alimentée de manière fiable en fluide. |
| Mode de fonctionnement | Le fonctionnement en continu, les variations de charge et les durées de fonctionnement prévues ont une incidence sur l'entraînement, la régulation et le concept de maintenance. |
| Commande et régulation | La régulation mécanique, les variateurs de fréquence ou la commande de processus sont adaptés au fonctionnement souhaité. |
Plus ces informations sont précises, plus il est possible d’évaluer avec fiabilité l’adéquation technique, les risques d’usure éventuels et les coûts d’exploitation prévisibles.
Applications typiques de transport dans l'industrie des matières premières
Dans l'industrie minière ainsi que dans les carrières de sable et de gravier, les tâches de transport varient en fonction des procédés d'extraction et de traitement. Outre le transport de suspensions de minerai fluides, il faut notamment recycler les résidus contenant des matières solides ou fournir des fluides pour les étapes de traitement en aval.
Le choix de la solution de pompage adaptée ne dépend pas uniquement du secteur d’activité. La composition du fluide, la distance de refoulement, la pression requise et le mode de fonctionnement prévu sont des facteurs déterminants.
Sable, gravières et exploitation minière
- Rétrotransport des matières non valorisables vers la zone d'exploitation
- Transport des résidus contenant des matières solides issus de l'extraction
- Recyclage des eaux de process, sous réserve que le fluide et les conditions de process soient adaptés
- Transport de suspensions de minerai fluides
- Transport vers les installations de traitement ou de transformation
- Transport des résidus miniers
- Transport de concentrés
Transport hydraulique sur de longues distances et à des hauteurs de refoulement élevées
Lorsque des suspensions abrasives ou contenant des matières solides doivent être transportées en continu sur de longues distances ou avec des dénivelés importants, il est essentiel de prendre en compte l'ensemble du système de refoulement. La longueur du trajet, la hauteur de refoulement, les pertes dans les conduites, le fluide et le débit souhaité déterminent ensemble la pression requise.
Pour découvrir comment Emmerich conçoit ces processus de transport et quels avantages économiques les pompes à piston et à membrane peuvent offrir dans des conditions de pression exigeantes, consultez la page consacrée au transport hydraulique.
Déshydratation des boues de traitement à l'aide de filtres-presses
Si l'extraction ou le traitement génère des boues de procédé déshydratables, l'alimentation du filtre-presse peut constituer une étape distincte en aval du processus. La pompe n'a alors pas pour priorité de surmonter une longue distance de refoulement, mais d'adapter son débit à la pression croissante du filtre-presse pendant le processus de filtration.
Vous trouverez de plus amples informations sur l’ajustement automatique de la pression et du débit, ainsi que sur l’alimentation économique, sur la page consacrée à l’alimentation des filtres-presses.
Questions fréquentes sur les pompes à membrane à piston destinées à l'exploitation minière, aux carrières de sable et de gravier
Pour les boues abrasives et les suspensions contenant des matières solides, on peut envisager des pompes dont les composants en contact avec le fluide sont adaptés à la teneur en matières solides, à la taille des particules et à l'effet d'usure. Les pompes à membrane à piston peuvent convenir à de tels procédés si la tête de pompe, la membrane, les vannes et le point de fonctionnement sont correctement dimensionnés.
En principe, les pompes à membrane à piston peuvent acheminer des fluides contenant des matières solides. Leur adéquation concrète dépend notamment de la teneur en matières solides, de la granulométrie, de la densité, de la viscosité, de l'abrasivité et du débit. Il n'est pas recommandé d'indiquer une limite de charge générale sans disposer des données relatives au fluide.
Le transport hydraulique est privilégié lorsqu'une suspension est acheminée en continu dans une canalisation et que la distance, la hauteur de refoulement ainsi que les pertes dans la canalisation déterminent la pression nécessaire. Pour ce type de projets, il convient d'approfondir la conception en consultant la page « Transport hydraulique ».
Le transport des résidus miniers et celui des concentrés sont cités comme des applications typiques sur la page « Domaines d'application » existante. L'adéquation d'une pompe donnée est évaluée en fonction du fluide, de la teneur en matières solides, de la granulométrie, du débit et des conditions d'exploitation de l'installation.
Il est nécessaire de fournir des informations aussi précises que possible concernant le fluide pompé, la teneur en matières solides, la taille des particules, la densité, la viscosité, la température, le débit, la pression, la longueur de refoulement, la hauteur de refoulement, les conditions d'aspiration et le mode de fonctionnement.
