HENDERSON, AUSTRALIE-OCCIDENTALE — Tronox Western Australia exploite le plus grand projet au monde entièrement intégré de minerai de titane et de dioxyde de titane (TiO₂), couvrant l’ensemble du processus, de l’extraction des sables minéraux à l’extraction et à la valorisation pour obtenir du pigmentde TiO₂. Le projet est également un important producteur de zircon (silicate de zirconium), qui est lui aussi obtenu à partir des sables minéraux.
Les principaux produits des sites de Tronox en Australie-Occidentale sont le rutile (TiO₂) et le zircon (ZrSiO₄), qui sont finalement conditionnés dans des sacs en vrac au centre d’expédition de Tronox à Henderson, puis transportés dans des conteneurs maritimes vers la ville voisine de Fremantle, le port de fret le plus grand et le plus actif d’Australie-Occidentale, à des fins d’exportation et de consommation nationale.
Au fil des ans, le chargement des sacs en vrac était devenu un goulot d’étranglement, mais ce problème a été résolu grâce à une station de remplissage spéciale pour sacs en vrac fournie par Flexicon Corporation Australia.
Les activités de Tronox en Australie-Occidentale commencent par l’extraction de sables minéraux, qui sont séparés par gravité à la mine afin d’obtenir un concentré humide riche en minéraux recherchés : le rutile (minéral de titane à haute teneur), l’ilménite (FeTiO₃, minéral de titane à faible teneur) et le zircon. Les minéraux sont séparés et récupérés par des procédés magnétiques et électrostatiques dans l’usine de séparation à sec de Chandala, située à Muchea. L’ilménite est ensuite affinée dans un four de réduction afin d’éliminer le fer et de produire finalement du rutile synthétique.
Le zircon et le rutile granulaires sont acheminés vers le centre d’expédition de l’entreprise à Henderson à bord de camions à benne basculante, qui déversent leur chargement sur le sol en béton de grands hangars de stockage. De là, le produit est chargé dans des sacs en vrac.
L’opération de mise en sac était en grande partie un processus manuel : un chariot élévateur maintenait le sac tandis qu’un deuxième chariot élévateur tenait un entonnoir en forme de V (ou trémie) au-dessus du sac, et une chargeuse frontale déversait le minerai dans le sac via l’entonnoir. Lorsque le sac était presque plein, il était pesé et le reste du matériau était ajouté à la main.
Tronox a considérablement amélioré son processus de remplissage de sacs grand volume grâce à une station de remplissage mobile robuste montée sur châssis, intégrant une trémie d’une capacité de 88 pieds cubes (2,5 m³), un convoyeur à vis en tube d’acier de 15 pieds (4,5 m) de long et une remplisseuse de sacs grand volume Twin-Centerpost™.
Surnommée « Rhonda » sur le site de Henderson, cette station de remplissage de sacs grand volume mesure 11 pieds (3,3 m) à son point le plus haut et 12 pieds (3,6 m) de long. Elle a été conçue et fournie par Flexicon (Australia) Pty Limited (Wacol, Queensland), une filiale de Flexicon Corp. (Bethlehem, Pennsylvanie, États-Unis). Selon l’entreprise, cette unité permet de doubler le rendement par opérateur par rapport à l’ancienne méthode, tout en améliorant la santé et la sécurité, car le remplissage s’effectue dans un espace clos et est pratiquement exempt de poussière.
Auparavant, trois employés remplissaient environ 80 sacs en une journée de 10 heures. Actuellement, deux employés remplissent environ 90 sacs en une journée de 8 heures.
Le remplissage des sacs : une opération qui demande beaucoup d'efforts
La conception Flexicon Twin-Centerpost™, dotée de deux montants centrés, optimise la résistance, ce qui est essentiel puisque l'unité doit remplir des sacs contenant des matériaux de poids différents : 2 200 lb (1 000 kg), 3 850 lb (1 750 kg) et 4 400 lb (2 000 kg). La conception de base se compose de deux montants en acier qui soutiennent une tête de remplissage et des crochets à rétraction pneumatique auxquels le sac est suspendu. Le châssis extérieur robuste de la station entoure la remplisseuse de sacs en vrac et soutient le convoyeur tubulaire de 15 pieds (4,5 m) de long.
La station de remplissage de sacs grand volume se déplace entre les opérations de remplissage de zircon et de rutile, situées à environ 875 yards (800 mètres) l’une de l’autre. Grâce à son encombrement relativement réduit, ce système monté sur châssis peut être déplacé à l’aide d’un chariot élévateur de trois tonnes.
Néanmoins, la trémie de grande capacité peut contenir 7 à 8 tonnes (6,4 à 7,3 mt) de zircon ou 5 à 6 tonnes (4,5 à 5,4 mt) de rutile, sous forme granulaire. Lors du remplissage, la chargeuse frontale vide le matériau dans la trémie tandis que le convoyeur aspire le matériau par l’entrée située au fond de la trémie et le transporte sur une distance de 15 pieds (4,5 m) avec une inclinaison de 40°, avant qu’il ne s’écoule par gravité via la sortie du convoyeur, l’adaptateur de transition et la goulotte télescopique en acier pour atteindre le sac en vrac.
Le convoyeur à vis tubulaire répond aux spécifications des applications minières à usage intensif
Le convoyeur se compose d’une vis sans fin robuste en acier qui tourne à l’intérieur d’un tube en acier de 8,7 pouces de diamètre (220 mm). Le rutile et le zircon étant tous deux abrasifs, la vis sans fin est constituée d’une spirale épaisse en acier inoxydable, conçue selon les spécifications minières pour usage intensif. Cette vis sans fin à haute capacité se centre automatiquement à l’intérieur du tube, permettant ainsi un taux de remplissage de 100 %. Le débit du convoyeur est de 706 pieds cubes/heure (20 mètres cubes/heure) ; il peut remplir un sac de 2 tonnes (1,8 tonne métrique) de zircon en environ une minute et demie.
La vis est entraînée par un moteur électrique à vitesse variable de 20 hp (15 kW). La conception à entraînement par le haut du convoyeur permet au matériau abrasif de sortir du convoyeur sans entrer en contact avec les roulements ou les joints, ni les user.
Au début d’une opération de remplissage, l’opérateur fixe les quatre boucles d’angle du sac aux crochets rétractables pneumatiquement. Ensuite, la goulotte d’entrée du sac en vrac est positionnée au-dessus d’un collier gonflable qui maintient la goulotte en place et assure une étanchéité à la poussière pendant le processus de remplissage. La tête de remplissage intègre une conception à double tube concentrique qui achemine le produit vers le sac via le tube intérieur et permet à l’air déplacé de s’échapper du sac par le tube extérieur.
Un automate programmable (PLC) contrôle l’opération de remplissage. L’opérateur prérégle le poids du sac, puis démarre le convoyeur. La vitesse du convoyeur ralentit lorsque le sac est presque plein et s’arrête lorsque le sac atteint le poids souhaité. Quatre capteurs de pesage, situés sous le plateau en acier supportant la remplisseuse, surveillent le poids.
Une petite vanne à piston située au niveau de l’adaptateur de transition prélève des échantillons afin de contrôler la qualité du matériau mis en sac.
Une fois le remplissage terminé, un chariot élévateur à fourche achemine chaque sac rempli vers une zone de stockage avant expédition. La plupart des produits à base de zircon et de rutile sont destinés à la fabrication d’émaux céramiques, de verres spéciaux, de revêtements réfractaires pour fours et de pigments.