Netzsch : une pompe à lobes rotatifs robuste et à faible usure extrait avec succès les boues à haute teneur en solides

NETZSCH a recommandé une pompe à lobes rotatifs TORNADO T1 pour pomper le lisier du réservoir. (Source de l'image : NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH)

Les experts de NETZSCH Pumpen und Systeme GmbH ont plutôt recommandé une pompe à lobes rotatifs NETZSCH TORNADO T1 pour pomper le lisier du réservoir. Cette pompe auto-amorçante utilise le principe du déplacement positif : deux rotors enchevêtrés transportent en continu le fluide du côté aspiration au côté refoulement. La forte capacité d'aspiration permet à la pompe de fonctionner avec un débit élevé et de gérer une forte teneur en solides, tandis qu'un motoréducteur à faible vitesse réduit le niveau d'usure. Une double garniture mécanique et un lobe rotatif en caoutchouc nitrile minimisent le risque de dommages dus à l'abrasion. Le TORNADO T1 de taille XLB- 3/2 a été installé sur un chariot mobile et placé près du réservoir en mars 2021. Le personnel a pu déplacer librement le tuyau à l'intérieur du réservoir et les sédiments ont pu être retirés sans aucun problème.

Dans les gisements de la côte sud du Pérou, à environ 530 km de la capitale Lima, la société minière Shougang Hierro Perú SA extrait du minerai de fer et le transforme en différents produits. En plus d'une fosse à ciel ouvert d'environ 150 km², le complexe comprend une zone de traitement dans la ville de San Nicolás avec une usine de concassage qui réduit le minerai de 95 % ainsi qu'une usine de séparation magnétique, une usine de filtration et une usine de granulation. . L'usine de séparation broie et concentre davantage le minerai avec des cyclones, une séparation magnétique et une flottation. Ce processus sépare le minerai stérile du minerai de fer, qui est ensuite divisé en deux types de produits différents : un concentré de fer de haute qualité pour le frittage et un autre qui est envoyé à l'usine de bouletage après un processus de filtration.

Réutilisation des eaux de process affectées par une forte teneur en boues L'eau est nécessaire pour de nombreuses étapes de travail de la mine. Il provient d'un réservoir de traitement de 70 x 18 x 8,35 m (l × l × h) qui est alimenté par le milieu des épaississeurs de concentré et de résidus. En plus de l'eau, des boues contenant des dépôts de magnésium et de fer s'accumulent également dans le réservoir. Le liquide riche en solides est pompé dans le réservoir pour ensuite être utilisé dans différents processus et emplacements, comme dans l'usine d'aimants. "Un floculant est utilisé pour récupérer le lisier de la sousverse", explique Monica Mitterstein, Global Manager Mining & Explosives chez NETZSCH. "L'eau provenant du trop-plein entraîne des solides qui se sont accumulés dans le réservoir au cours de nombreuses années." Cependant, l'eau doit être aussi propre que possible pour être réutilisée dans d'autres processus.

En raison d'années d'accumulation de solides, il y a trop de particules grossières dans l'eau qui empêchent son utilisation dans les processus en aval. Cela rendait le pompage du fluide si difficile », poursuit Mitterstein.

Le propriétaire de la mine a d'abord décidé de résoudre le problème en arrêtant l'usine. L'eau a été évacuée du réservoir et les employés ont essayé d'enlever la couche de lisier, qui avait déjà jusqu'à 5 m d'épaisseur, avec des pelles. "Cette procédure s'est avérée très insatisfaisante, car la boue était devenue extrêmement comprimée et nous avons dû introduire à nouveau de l'eau pour la décoller des surfaces", explique Mitterstein. "Lorsque les dépôts n'avaient pas été enlevés au bout de quatre jours, les responsables ont décidé d'appliquer une méthode différente." Ils envisageaient maintenant la possibilité d'utiliser une pompe submersible avec un agitateur pour évacuer le lisier pendant le fonctionnement en cours sans avoir à arrêter les installations et à vidanger à nouveau l'eau.

La pompe submersible n'est pas une solution optimale Pour se procurer la pompe requise, le propriétaire de la mine a contacté NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH, mais les experts ont déconseillé une pompe submersible : "Les clients considèrent souvent qu'une pompe submersible est la bonne solution pour eux. Cependant, dans ce cas, une telle unité devaient être très grands pour atteindre le débit requis », explique Mitterstein. De plus, les pompes centrifuges fonctionnent généralement à 3 500, 1 800 ou 1 200 tr/min – la vitesse élevée et l'augmentation de la teneur en solides auraient causé très rapidement des dommages aux pièces internes de la pompe. « Si la vitesse doit encore être réduite, par exemple à un moteur à 8 pôles avec 950 tr/min, alors ces pompes doivent être encore plus grosses pour maintenir le débit. Et le moteur gagne également en taille », poursuit Mitterstein. Comme les pompes submersibles doivent être en acier inoxydable, la société minière péruvienne aurait été confrontée à des coûts d'achat très élevés pour cette pompe.

En plus de tout cela, ce type de pompe agitatrice demandée par le propriétaire de la mine n'est généralement conçue que pour une teneur en solides allant jusqu'à 50 %. Cependant, la teneur en matières solides dans l'application au Pérou est de 60 à 70 %, ce qui aurait rendu le fonctionnement difficile, y compris des pannes fréquentes.

TORNADO T1 bien mieux adapté aux eaux à forte teneur en solides Après une analyse détaillée du problème et du liquide à pomper, NETZSCH a proposé d'utiliser une pompe TORNADO T1 de taille XLB-3/2, qui offre de nombreux avantages par rapport à la pompe submersible sélectionnée à l'origine. Le principal avantage est que ce modèle est une pompe volumétrique auto-amorçante qui peut assurer un pompage continu grâce à sa conception : deux rotors synchronisés à l'intérieur de la pompe enchevêtrés, générant une pression négative du côté de l'aspiration qui tire en permanence le fluide vers les lobes rotatifs, ce qui puis transportez-le vers le côté livraison. Cette puissante aspiration négative permet au TORNADO T1 de pomper presque tous les types de fluides. Cela s'applique aux substances à faible et à haute viscosité ainsi qu'aux substances thixotropes ou dilatantes, aux fluides lubrifiants, non lubrifiants, sensibles au cisaillement ou abrasifs. « Il est donc idéal pour l'eau de traitement de la mine au Pérou et peut pomper le fluide à un débit élevé malgré la teneur élevée en solides pouvant atteindre 70 % », explique Mitterstein.

Le matériau et la conception du T1 sont toujours adaptés aux exigences particulières du support désigné. Pour les matériaux visqueux et abrasifs et ceux contenant des solides, NETZSCH propose différents lobes rotatifs avec des géométries adaptées à chaque cas. Des matériaux adaptés au milieu augmentent en outre la durabilité des lobes rotatifs ainsi que leur durée de vie. Des rotors hélicoïdaux à trois lobes en nitrile sont utilisés pour l'application au Pérou afin de minimiser le risque de dommages par abrasion. De plus, des garnitures mécaniques à double cartouche sont installées qui ne sont pas sensibles aux solides dans le fluide. Le motoréducteur de la pompe fonctionne à une vitesse inférieure, ce qui entraîne également moins d'usure. Dans l'ensemble, cela réduit considérablement les coûts de maintenance de la pompe.

TORNADO T1 pompe avec succès le lisier Pour faciliter la manutention du personnel de la société minière, la pompe à lobes rotatifs a été installée sur un chariot mobile et équipée de flexibles. Cela facilite l'extraction du lisier du réservoir par les dix ouvertures de ventilation situées en haut du réservoir ainsi que par les coins. Le fonctionnement et la capacité de la pompe ont été vérifiés sur place en avril 2021 : "Pour ce premier test, le client a utilisé un tuyau de six pouces pour l'aspiration et le refoulement. Cependant, ils ont attaché une lance métallique de 1,5 m de long à l'extrémité de l'aspiration tuyau qui rendait le tuyau plus difficile à manipuler », explique Mitterstein. "La pompe a été démarrée et a mis environ 7 minutes pour transporter l'eau vers les agitateurs."

Tout en pompant l'eau avec les solides, la pompe a maintenu le débit requis. La teneur en solides était de 20 % en moyenne, avec des pics à 30 %.

Pour le deuxième test, le tuyau d'admission a été remplacé par un modèle de 4 pouces et une lance plus petite a été utilisée. Un autre tuyau a fourni de l'eau avec une pression de 6 bars pour détacher la boue qui s'était complètement déposée. Avec le nouveau tuyau et la manipulation améliorée de la lance plus petite, il a été possible d'éliminer le volume minimum requis de solides. « Après le deuxième test réussi, la pompe fonctionne maintenant sans aucun problème », déclare Mitterstein. "Le tuyau peut être déplacé dans le réservoir pour extraire facilement les solides. Le TORNADO XLB-3/2 fournit en continu le débit requis sans perte de pression." Après ces mesures, l'eau de traitement du réservoir a toujours la qualité requise pour être utilisée sans problème dans le traitement du minerai.

Source : NETZSCH Pumps & Systems GmbH