Tri de la terre — des roches aux minerais
Dans la première partie, nous avons interrogé la terre, maintenant — nous écoutons. Le tri, c'est comme si la planète chuchotait : « cette partie est un fil, celle-ci une poutre, celle-là une fenêtre », et nous acquiesçons poliment en posant chaque partie sur le convoyeur approprié.
Pourquoi trier d'abord (l'art de dire « tu n'es pas un minerai »)
Chaque kilowatt dépensé inutilement à broyer la roche est un kilowatt non dépensé à créer le monde. Donc la première règle : rejeter les déchets tôt. La physique sèche — magnétisme, densité, optique — fait la majeure partie du travail. Les étapes « humides », quand nécessaires, viennent plus tard et recyclent leur propre eau.
- Moins de masse plus loin dans la chaîne → fours plus petits, factures plus petites, moins de tout.
- D'abord à sec → moins de gestion de l'eau ; la poussière reste dans l'équipement fermé.
- Meilleur produit → les fours « mangent » le concentré, pas les opinions.
Découvrez la ligne (modules comme Lego)
1) Alimentateur & concasseur primaire
Les gros morceaux deviennent moyens. Les concasseurs à mâchoires ou giratoires produisent un produit de 150–250 mm.
Puissance typique : 250–500 kW Disponibilité : 60–90 %2) Tamis et secondaire/HPGR
Les tamis séparent par taille ; les broyeurs secondaires coniques ou HPGR (rouleaux de broyage à haute pression) transforment le chaos en cubes et préparent un aliment parfait pour les trieurs.
Tamis : 2–30 kW chacun HPGR : 2–6 MW (grand débit)3) Trieurs basés sur des capteurs
Les rayons X, l'IR proche, le laser ou la caméra hyperspectrale voient ce que les yeux ne voient pas. Les flux d'air repoussent doucement la fraction précieuse. Pas de drame — juste des milliers de décisions douces par seconde.
Pour une bande : 50–250 kW Débit : 50–400 t/h4) Séparation magnétique et par courants de Foucault
La magnétite danse près des aimants. Les minéraux faiblement magnétiques obéissent aux champs des séparateurs à haute intensité. Les courants de Foucault repoussent les particules non ferreuses comme un protecteur poli.
Aimants à basse/haute intensité Courants de Foucault pour morceaux Al/Cu5) Densité (DMS) et gravité
Le milieu dense (ou spirales/spirales à eau) sépare les lourds des légers. Lorsqu'il est utilisé, les circuits sont fermés, l'eau est recyclée.
Recyclage de l'eau > 90 % Faible besoin en eau supplémentaire6) Convoyeurs partout
Du point de vue de l'énergie des bandes, elles surpassent les camions : ~0.02–0.05 kWh/ton‑km. Couvertes, étanches, silencieuses.
Faible énergie par tonne Poussières retenues à l'intérieurGuide des minerais par type (choisissez la physique)
Magnétite (fer)
Physique dominante : magnétisme. Broyage et tamisage à sec → séparation magnétique à faible intensité.
- Énergie : ~8–18 kWh/tonne (voie sèche)
- Eau : ~0.1–0.3 m³/tonne (contrôle des poussières)
- Rendement (masse) : ~40–55 % → concentré à 65 % Fe
Bauxite (aluminium)
Physique dominante : taille + densité. Tamiser, laver et éliminer les particules fines ; éviter le broyage fin.
- Énergie : ~3–8 kWh/tonne
- Eau : ~0.2–0.5 m³/tonne (recyclée)
- Rendement (masse) : ~60–75 % → aliment pour oxyde d'aluminium
Sulfures de cuivre
Physique dominante : libération + flottation. Broyage à sec → broyage humide (fin) → flottation par mousse.
- Énergie : ~20–40 kWh/tonne (principalement broyage)
- Eau : ~0,5–1,5 m³/tonne (recyclée)
- Rendement (masse) : ~2–4 % → concentré à 25–35 % Cu
Débits calculés à l'avance
Mémo des capacités d'usine (en supposant ~8 000 h/an)
| Introduction annuelle | Capacité (t/h) | Lignes typiques | Puissance de la ligne (MW) | Remarques |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/an | ~625 | 1–2 | Magnétite : ~5–10 Bauxite : ~2–5 Cuivre : ~12–25 |
Complexe modeste ; ~5–8 ha |
| 10 Mt/an | ~1,250 | 2–3 | Magnétite : ~10–20 Bauxite : ~5–10 Cuivre : ~25–40 |
Complexe moyen ; ~8–15 ha |
| 20 Mt/an | ~2,500 | 3–5 | Magnétite : ~20–35 Bauxite : ~10–18 Cuivre : ~40–70 |
Grand complexe ; ~15–30 ha |
Les chiffres de puissance reflètent les moyennes de toute la ligne (concassage, criblage, tri, pompes) jusqu'à la fusion. Nous alimenterons depuis l'usine de graines solaire voisine.
Bilan de masse — magnétite (exemple)
Introduction 10 Mt/an avec 35 % Fe ; objectif — concentré à 65 % Fe.
| Débit | Masse (Mt/an) | Note |
|---|---|---|
| Introduction | 10.0 | Concassage → criblage → aimants |
| Concentré | ~4.5–5.5 | Rendement de masse de 40–55 % |
| Fraction rejetée | ~4.5–5.5 | Restitué aux murs et blocs d'ingénierie |
Puissance de la ligne : ~10–20 MW • Eau : ~0.1–0.3 m³/tonne (contrôle des poussières)
Bilan massique — sulfures de cuivre (exemple)
Introduction 10 Mt/an, 0,8 % Cu ; concentré 30 % Cu.
| Débit | Masse (Mt/an) | Note |
|---|---|---|
| Introduction | 10.0 | Broyer → moudre → flottation |
| Concentré de Cu | ~0.24–0.36 | Rendement en masse de 2,4–3,6 % |
| Queues (réutilisées) | ~9.64–9.76 | Épaissi, empilé, réutilisé |
Puissance de la ligne : ~25–40 MW • Eau : ~0.5–1.5 m³/tonne (recyclée >85 %)
Énergie par tonne — mémo rapide
| Opération | Énergie (kWh/tonne) | Remarques |
|---|---|---|
| Broyage primaire | ~0.5–1.5 | Concasseur à mâchoires / giratoire |
| Broyage secondaire / tertiaire | ~1–4 | Préparation conique / HPGR |
| HPGR (broyage grossier) | ~3–7 | Remplace souvent le SAG |
| Broyage à boulets/SAG (fin) | ~10–20 | Seulement si la libération l'exige |
| Tri tactile (par tonne d'entrée) | ~0.2–1.0 | Chambres, flux d'air |
| Magnétique / courants de Foucault | ~0.1–0.5 | Faibles coûts |
| Transport (par km) | ~0.02–0.05 | Basé sur le ton-km |
Règle : si le trieur peut rejeter 20–50 % de roche avant le broyage fin, l'énergie des étapes suivantes diminue fortement.
Bilan énergétique et hydrique (calculé à l'avance)
10 Mt/an magnétite (circuit sec)
| Composant | Puissance moyenne (MW) |
|---|---|
| Concassage & tamis | ~6 |
| HPGR (si utilisé) | ~6 |
| Aimants & trieurs | ~2 |
| Convoyeurs & auxiliaires | ~2 |
| Total | ~16 MW |
Eau : ~0,2 m³/tonne (poussières) → 2 Mm³/an recyclés.
10 Mt/an cuivre (circuit de flottation)
| Composant | Puissance moyenne (MW) |
|---|---|
| Concassage & tamis | ~6 |
| Broyage fin | ~20 |
| Flottation & pompes | ~6 |
| Convoyeurs & auxiliaires | ~4 |
| Total | ~36 MW |
Eau : ~1,0 m³/tonne d'entrée → 10 Mm³/an ; recirculation >85 %, complément depuis le lac.
Surface et emplacement de l'usine
Surface et bâtiments (10 Mt/an)
- Bâtiments fermés : broyeurs, tamis, trieurs (bruit et poussières à l'intérieur).
- Air libre : convoyeurs avec couvertures, aimants (si nécessaire).
- Empreinte : ~8–15 ha, incluant les stocks et les accès.
- Champ PV adjacent : ~100–200 MWc pour l'alimentation du tri et de la croissance.
Air, poussières, bruit
- Les sacs filtrants et la pulvérisation maintiennent les niveaux de poussières inhalables constamment bas.
- Les panneaux acoustiques et les capots maintiennent <85 dBA à la limite du site.
- Tous les convoyeurs sont couverts ; les points de transfert sont entièrement fermés.
Questions et réponses
« Utilisons-nous de la chimie nocive ? »
Nous privilégions la physique sèche. Lorsque l'étape « humide » est nécessaire (par ex., flottation du cuivre), nous utilisons des schémas fermés avec des réactifs modernes et peu toxiques, et nous traitons l'eau avant son rejet — la plupart du temps, nous ne la rejetons pas du tout, mais la réutilisons.
« Que deviennent les fractions rejetées ? »
Ils se transforment en routes, en blocs et en berges de lac végétalisées. Rien n'est laissé ; tout devient un lieu.
« Pourquoi tant d'efforts avant la fusion ? »
Car chaque pourcentage de déchets éliminé en amont réduit plusieurs fois la taille, les coûts et les délais des installations ultérieures. C'est la différence entre traîner une montagne vers le four et n'inviter que le minerai.
Suite : Le Soleil comme usine de semences — des modules qui construisent une autre usine (partie 3). Nous montrerons comment un toit ensoleillé devient une habitude de plusieurs térawatts.