Il y a quelques années seulement, Phu Bia Mining, une filiale du producteur de cuivre et d'or PanAust, s'est retrouvée confrontée à un problème désastreux au niveau de la capacité de sa mine à ciel ouvert Phu Kham de cuivre et d'or au Laos. « Nous étions conscients que cette mine comportait des poches de matériaux extrêmement durs, mais ne savions pas exactement quand nous allions les rencontrer », indiquait Duncan Bennett, métallurgiste principal à PanAust. « C'était assez troublant d'être soudain confrontés à un déclin considérable de la capacité, surtout lorsque l'on ne s'y attendait pas. » Le gisement de Phu Kham est hétérogène à l'extrême, et affiche des propriétés minéralogiques, géologiques et géotechniques complexes et variables. Parmi les nombreux facteurs responsables de cette haute variabilité figurent l'érosion et le contact avec la surface libre de la nappe, qui ont créé une zone de lessivage non calcaire au dessus de zones de minéralisation de cuivre secondaire supergène à dominante de chalcocite, résultant en des lots de roches dures ralentissant périodiquement la capacité. À ses niveaux les plus bas, le gisement comporte des roches extrêmement dures.

« Nous ne savions pas quand, ou même si nous allions avoir besoin d'augmenter le concassage car nous ne disposions pas de modèle de base », indiquait M. Bennett. L'achat d'un nouveau concasseur n'est pas une petite dépense. D'après M. Bennett, elle est de l'ordre de 24 millions $, aussi le personnel de Phu Kham avait besoin d'aide pour décider si oui ou non, ce nouvel équipement était réellement nécessaire.

En 2012, Phu Kham a demandé à la section Technologie des procédés et innovation de Metso de mener une étude exhaustive de l'intégration et de l'optimisation qui comprenait l'abattage à l'explosif, le concassage et le broyage. Metso a fourni une solution innovante qui a non seulement aidé Phu Kham à prendre une décision informée pour ses besoins à long terme, mais a également donné la possibilité aux exploitants de la mine de prévoir de manière régulière leur capacité. Ceci leur a permis de procéder à un traitement plus efficace du gisement extrêmement hétérogène de la mine, en commençant avec la force d'abattage nécessaire.

<>Avant de collaborer avec Metso, Phu Kham utilisait un modèle traditionnel de prévision de la capacité. La modélisation traditionnelle, effectuée par des géométallurgistes, consiste à diviser un gisement en blocs cubiques dont les côtés mesurent 10 mètres, à les échantillonner et à tester des paramètres tels que la structure, la dureté et la teneur du minerai, qui gouvernent la façon dont le minerai sera traité dans le concentrateur et qui évaluent la capacité prévue. Une mine pouvant être divisée en millions de blocs, il est impossible de tester chacun d'eux. Ainsi, on ne teste que certains des blocs et on utilise ensuite des méthodes géostatistiques pour déduire les paramètres les plus probables pour le reste. Cette méthode peut se révéler relativement fiable, à partir du moment où il n'y a pas de surprises inattendues. Cependant, dans le cas de Phu Kham, la mine ne disposait tout simplement pas de suffisamment de données pour établir un modèle précis et détaillé de son gisement hétérogène, parsemé de surprises.

L'avantage des étiquettes intelligentes

Depuis des années, Metso aide les mines à optimiser et à résoudre les problèmes liés à leurs activités de traitement en mesurant l'effet qu'ont les minerais abattus sur les processus de concassage, de broyage et de flottation. Mais il n'est pas toujours facile de garder la trace du minerai après chaque abattage, car il finit souvent dans des piles de stockage et dans des mélanges avec d'autres minerais. En 2007, David La Rosa, directeur de la technologie minière chez Metso, a ainsi développé le SmartTag ore tracking system, un système de suivi du minerai par étiquette intelligente. Les étiquettes intelligentes (SmartTags) sont proposées en trois tailles différentes ; les plus grosses ressemblent à un palet de hockey de 60 mm sur 30, et chacune est équipée d'une puce et d'un code d'identification unique. Elles sont placées à l'intérieur des colonnes remplies de bourres dans les trous de mine et, juste avant la détonation, les caractéristiques du minerai d'une zone donnée ainsi que la localisation GPS des étiquettes sont enregistrées à l'aide d'un dispositif mobile. Ces étiquettes sont conçues pour résister au concassage ; elles sont transportées avec le reste des roches abattues et leur signal est repéré par des antennes qui peuvent être placées de manière permanente ou provisoire dans des points critiques du circuit de traitement. La réponse du minerai étiqueté à chaque étape du procédé est ensuite enregistrée et analysée. M. La Rosa indiquait que Phu Kham a utilisé environ 5 000 étiquettes l'année dernière, à hauteur d'une par trou de mine et de 100 par coup de mine.

Dernièrement, Metso s'est servie de la technologie d'étiquettes intelligentes pour développer une application géométallurgique baptisée GeoMetso, qui utilise les données collectées par les étiquettes intelligentes pour mettre automatiquement à jour le modèle de blocs de la mine en temps réel. « Nous mesurons l'activité de l'usine de traitement à un moment précis et replaçons ensuite cette mesure dans le contexte du modèle de bloc de manière à pouvoir comparer ce que nous nous attendions à obtenir en termes de capacité à ce que nous avons réellement atteint », expliquait M. La Rosa. « Si l'on constate une baisse du rendement, on peut en étudier les causes. Par exemple, les explosions doivent-elles être plus fortes ? »

Abattage à l'explosif

« L'un des aspects dont la géométallurgie ne tient pas compte est la façon dont le matériau est abattu », faisait remarquer M. La Rosa. « On peut abattre un minerai avec peu d'explosifs et ne pas produire beaucoup de fines, mais un abattage à l'explosif plus puissant nous permettra d'obtenir un matériau beaucoup plus fin et des résultats très différents dans le concentrateur. »

Il a fallu environ une année à Metso pour recueillir des données à Phu Kham lui permettant d'identifier neuf zones distinctes au sein du gisement de minerais sur la base des données collectées à l'aide des étiquettes intelligentes, et de mener des simulations pour chacune d'elles afin de déterminer le modèle d'abattage optimal nécessaire pour obtenir la capacité souhaitée. Ceci s'est traduit par neuf « livres de recettes » différents, qui fournissaient chacun la « recette » d'un modèle d'abattage à l'explosif optimisé pour chacune des zones distinctes au sein du gisement de minerais à Phu Kham. Grâce à GeoMetso, les données obtenues par le biais des étiquettes intelligentes sont reliées au système de commande de l'usine de manière à ce que les données en temps réel soient réincorporées dans le modèle de blocs de la mine. Disposer de la bonne recette pour l'abattage a énormément profité à Phu Kham.

« Il y a deux mois, nous avons rencontré un minerai très dur et avons dû avoir recours à un abattage requérant énormément d'énergie ; le résultat a été très positif », indiquait M. Bennett. « Notre capacité a été bien meilleure que si nous nous étions contentés d'utiliser les modèles d'abattage classiques. Nous sommes parvenus à un rendement de 1 900 tonnes par heure. Si nous n'avions rien changé, notre rendement n'aurait pas dépassé les 1 500 tonnes par heure. »

Planification sur le long terme

Grâce à ces données réelles, Metso a pu prévoir la capacité pour toute la durée de vie de la mine. La bonne nouvelle est que la mine ne rencontrera des roches très dures menaçant son rendement que sur une année seulement. Aujourd'hui, plutôt que d'envisager un investissement considérable, les exploitants de Phu Kham peuvent se concentrer sur une stratégie d'abattage plus performante pour gérer leur capacité. Par ailleurs, la société peut informer les actionnaires du moment auquel elle sera confrontée à l'exploitation de roches extrêmement dures, et de sa durée. « Chaque étiquette coûte 10 $, ce qui n'est pas donné, mais l'autre solution est de ne pas savoir ; et sans savoir, nous nous serions rabattus sur l'achat d'un nouveau concasseur, ce qui nous aurait coûté 24 millions $ », indiquait M. Bennett. « Les prévisions s'amélioreront à mesure que le système recueille des données. L'avantage économique est énorme si l'on parvient à développer et à comprendre comment le matériau présent dans le sol arrivera jusqu'à l'usine. » 

Le projet a aussi eu une surprise, positive cette fois-ci. « Cette technologie aide à abolir les obstacles car elle touche plusieurs disciplines », expliquait M. Bennett. « Les géologues ne pensent pas toujours à la façon dont ce matériau arrivera à l'usine. Ils comprennent désormais mieux l'aspect décisif de certaines de ces mesures pour la capacité future, ce qui les obligent à envisager l'avenir. Tout le monde doit considérer la situation du début jusqu'à la fin, et tenir compte des interconnexions. C'est un aspect réellement positif. »

Traduit par Karen Rolland