Premier groupe minier métallique – Sécheur à purge par soufflante refroidi à l’eau et sans purge délivrant 7 ans de fonctionnement stable

Présentation du Client

Zijin Mining Group Co., Ltd.  est un grand groupe minier spécialisé dans l’exploration et le développement de ressources métalliques telles que l’or, le cuivre, le zinc et d’autres métaux. Il figure parmi les principales entreprises mondiales du secteur minier métallique et fait partie des 10 premières entreprises mondiales du secteur minier métallique . L’entreprise exploite plusieurs mines et projets de fusion à grande échelle en Chine continentale, à Hong Kong, au Canada, en Australie, en Afrique du Sud et dans d’autres pays et régions, couvrant l’ensemble de la chaîne industrielle, de l’exploitation minière au traitement des minerais, à la fusion, à l’affinage et au commerce.

Zijin Mining exige depuis toujours une fiabilité extrêmement élevée, une efficacité énergétique optimale et une stabilité opérationnelle maximale  à partir de ses équipements. Les sites miniers et les usines de fusion sont généralement situés dans des zones reculées aux conditions environnementales sévères (températures élevées, humidité élevée, forte poussière), et la production fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Toute défaillance d’un équipement peut entraîner des pertes de production importantes. L’air comprimé, en tant que source d’énergie clé pour les équipements miniers pneumatiques, les systèmes automatisés de commande et les procédés de fusion, doit présenter une sécheresse et une propreté constantes afin d’assurer l’efficacité et la sécurité de la production.

Applications de l’air comprimé

Dans les opérations minières et de fusion de Zijin Mining, l’air comprimé est principalement utilisé pour :

• Équipements pneumatiques souterrains et à ciel ouvert :  perceuses rocheuses pneumatiques, chargeuses à air comprimé, vannes pneumatiques – nécessitant un air sec et sans huile afin d’éviter le gel et l’obstruction des conduites.
• Traitement des minerais :  agitation pneumatique des machines à flottation, transport pneumatique des pulpes, soufflage des filtres – sensibles à l’humidité, car une teneur élevée en eau affecte l’efficacité de la flottation et la teneur du concentré.
• Procédés de fusion :  air de combustion pour les fours de fusion du cuivre et de l'or, nettoyage à impulsions inversées des filtres à poussière, air de commande des instruments – nécessitant un point de rosée stable afin d'éviter que la condensation n'endommage les instruments de précision.
• Systèmes de contrôle automatisés :  API, actionneurs pneumatiques, capteurs – nécessitant un air d'instrument propre et sec.

En raison de l'environnement minier poussiéreux et humide, et du fait que certaines usines sont situées dans des régions méridionales chaudes et humides, l'humidité présente dans l'air comprimé constitue un problème critique. Les équipements de séchage d'origine du client souffraient de pertes de purge élevées, de point de rosée instable et de problèmes de corrosion.

Figure : 55 Nm³/min Sécheur à soufflante refroidie à eau sans purge

Points douloureux (avant la coopération)

Avant de collaborer avec nous, une grande mine de cuivre et une base de fusion appartenant à Zijin Mining rencontraient les problèmes suivants avec leur système de séchage d'air comprimé :

• Pertes importantes d'air de purge :  Les sécheurs à régénération sans chauffage ou à régénération chauffée d’origine consommaient de grandes quantités d’air comprimé pour la régénération (15–25 %), obligeant les compresseurs à fonctionner en surcharge et entraînant des factures d’électricité élevées.
• Point de rosée instable :  Dans les conditions estivales de forte température et d’humidité élevée, le point de rosée en sortie du sécheur variait fortement, atteignant parfois des valeurs supérieures à -20 °C, ce qui provoquait le gel et le coincement des vannes pneumatiques, ainsi que l’accumulation d’eau dans les conduites des instruments.
• Corrosion des équipements :  Les sécheurs d’origine étaient fabriqués en acier au carbone. Dans l’environnement humide des mines, les surfaces internes rouillaient, et des particules de rouille pénétraient dans les équipements en aval, causant l’usure des vannes et l’obstruction des buses.
• Entretien fréquent :  Le déshydratant se dégradait rapidement sous l’effet de l’huile et de l’humidité, nécessitant un remplacement tous les 1 à 2 ans. Les vannes pneumatiques présentaient des taux de défaillance élevés en raison de leur sollicitation fréquente, perturbant ainsi la production continue.
• Consommation d'énergie élevée :  L’absence de technologie sans purge signifiait que la régénération consommait de grandes quantités d’air comprimé ou de chauffage électrique, ce qui était en contradiction avec la récente stratégie de Zijin Mining visant à « créer des mines vertes, à économiser l’énergie et à réduire les émissions ».

Notre solution

Pour répondre aux exigences fondamentales de Zijin Mining, à savoir une fiabilité élevée, une efficacité énergétique extrême, une résistance à la corrosion et une longue durée de vie , nous avons recommandé un sécheur à adsorption à purge par soufflante sans purge, refroidi à l’eau . Cette technologie associe un refroidisseur après-compresseur refroidi à l’eau et un système de régénération par purge à soufflante, spécialement adapté aux environnements miniers à haute température.

Figure : sécheur d’air à déshydratation de 100 m³/min

Technologie principale : Refroidissement à l’eau + Régénération sans purge par soufflante

• Conception refroidie à l’eau :  Équipé d’un refroidisseur intermédiaire à eau et d’un refroidisseur d’air de régénération à eau, utilisant l’eau de refroidissement circulante de la mine (généralement ≤ 32 °C) pour refroidir l’air comprimé et les gaz résiduaires de régénération. Cela évite les limitations de dissipation thermique des systèmes refroidis à l’air dans des températures ambiantes élevées, garantissant une température d’admission d’air stable et un rendement constant du sécheur, quelles que soient les fluctuations environnementales.
• Régénération sans purge par soufflante :  Une soufflante aspire l’air ambiant, le chauffe à 150–200 °C à l’aide de résistances électriques et régénère la tour saturée – sans consommer aucun air comprimé . La consommation énergétique se limite à celle de la soufflante et du chauffage, permettant des économies d’énergie supérieures à 70 % par rapport aux sécheurs sans apport de chaleur.
• Construction en acier inoxydable :  Les tours et toutes les tuyauteries en contact avec l’air sont fabriquées en acier inoxydable (304 ou 316L), éliminant ainsi les risques de rouille dans l’environnement humide de la mine et garantissant un air en aval propre.
• Contrôle intelligent :  API Siemens avec commande automatique basée sur la surveillance en ligne du point de rosée, optimisant les cycles de régénération. L'interface intégrée de surveillance à distance permet la connexion au système DCS de la mine.

Équipement de première coopération (2018)

• Modèle :  Sécheur à adsorption par purge à soufflante refroidie à l’eau sans purge (Figure 1)
• Capacité :  Dimensionné pour correspondre au débit total du compresseur sur site du client (satisfaisant la demande de la base)
• Date de mise en service :  2018
• Historique des performances :  Fonctionnement continu pendant plus de 7 ans  avec un point de rosée sous pression constamment ≤ -40 °C. Aucune panne ni problème de qualité de l’air n’a été causé par le sécheur. L’extérieur et la structure interne ne présentent aucune corrosion significative. Le déshydratant reste en bon état et n’a pas été remplacé à ce jour.

Achat supplémentaire récent (2025)

Sur la base d'une reconnaissance complète des performances de l'équipement et du service après-vente, Zijin Mining a récemment acquis en complément un sécheur à purge par soufflante de 100 m³/min  (Figure 2) pour son projet d'extension de capacité. La nouvelle unité adopte la même conception à purge nulle refroidie à eau, dotée d’un système de commande amélioré, compatible avec le système existant afin de permettre une exploitation parallèle flexible.

Livraison et installation

Lors de la première collaboration, en 2018, notre équipe technique a réalisé une étude sur site et adapté la conception aux conditions spécifiques de la mine : chaleur, humidité et poussière :

• Ajout d’un prérefroidisseur refroidi à eau afin de réduire la température de l’air entrant.
• Renforcement du système de filtration grâce à des préfiltres supplémentaires destinés à l’élimination de l’huile et des poussières.
• Conception sur châssis (skid-mounted) permettant une installation rapide sur site.

L’installation et la mise en service ont été réalisées en deux semaines et ont été validées dès la première tentative par le client. Au cours des sept années d’exploitation, nous avons assuré des inspections à distance régulières ainsi que des interventions sur site, recueillant des retours très positifs de la part du client.

L’unité supplémentaire de 2025 suit le même processus de livraison standard et devrait, selon les prévisions, réduire davantage la consommation d’énergie liée à l’air comprimé pour le projet d’extension.

Résultats et avantages (basés sur 7 ans d’exploitation)

Témoignage client

« Ce sécheur à purge de soufflante refroidi à l’eau, sans purge, fonctionne en continu dans notre mine depuis plus de sept ans, depuis son installation initiale en 2018. Il ne nous a jamais fait défaut. Le point de rosée est toujours resté inférieur à -40 °C, et l’absence totale de purge nous a permis d’économiser une somme importante sur nos factures d’électricité. Forts de cette confiance, nous avons choisi la même série pour notre nouveau projet d’extension. Un bon équipement se suffit à lui-même. »

— Responsable de la gestion des équipements, base minière Zijin

Conclusion

Le partenariat entre Zijin Mining et notre entreprise a débuté en 2018. Un seul sécheur à purge de soufflante refroidi à l’eau et à purge nulle, fonctionnant de manière stable depuis plus de sept ans, a suscité une confiance profonde de la part du client. L’achat récent d’une unité supplémentaire de 100 m³/min marque un nouveau chapitre dans notre collaboration. À l’avenir, nous continuerons de fournir aux clients du secteur minier des solutions efficaces, fiables et durables de séchage d’air comprimé, soutenant ainsi la construction de mines vertes et intelligentes.