Améliorer l'efficacité de l'exploitation minière grâce à la constance de la température

Le marché minier comprend la vente de minéraux, de métaux et d'autres matériaux précieux tels que le sable et le gravier, le charbon et la pierre, qui sont tous extraits et raffinés dans des sites miniers à travers le monde.

Sibelco, une société minière basée en Belgique, possède plus de 100 sites de ce type à travers le monde. Elle est spécialisée dans le traitement du quartz, un minéral utilisé dans l'électronique, les panneaux solaires, l'éclairage et bien d'autres domaines.

Les sables de quartz haute pureté IOTA® de Sibelco sont leur produit phare aux États-Unis. Ils sont utilisés pour produire du quartz fondu, un matériau aux propriétés optiques, mécaniques et thermiques uniques, qui le rendent indispensable dans la fabrication d'une large gamme de produits de haute technologie.

Les produits de la gamme de quartz IOTA® pour Sibelco sont extraits de deux gisements particulièrement purs situés à Spruce Pine, en Caroline du Nord.

Un processus raffiné

Pour obtenir le matériau raffiné de haute qualité qu'est le quartz IOTA®, de nombreuses étapes doivent d'abord être réalisées.

«À Spruce Pine, nous extrayons la roche de deux mines différentes de la région et nous séparons les différents minéraux », explique Jason Dale, chef de projet chez Sibelco. « Le principal minéral que nous essayons de récupérer est le quartz, mais il y a aussi du feldspath, du mica et d'autres minéraux à l'état de traces. Notre fonction principale consiste à broyer la roche et à séparer les matériaux pour obtenir des produits que nous pouvons vendre. »

Au cours du traitement des matériaux, de nombreux systèmes sont utilisés pour faciliter le raffinage. Sibelco a mené de nombreuses recherches sur ce site afin de déterminer la meilleure façon de traiter ses matériaux avant leur commercialisation. L'entreprise a ainsi découvert qu'un approvisionnement stable en eau chaude était essentiel au bon déroulement du processus et à son efficacité.

« Les problèmes liés à l'eau nous empêchent de séparer efficacement les différents minéraux dans notre usine de traitement », ajoute Dale. « Nous perdons en efficacité pour séparer le quartz, le feldspath et le mica, ce qui nous oblige à ralentir notre production. »

La nécessité d'une cohérence

Le site Schoolhouse de Sibelco à Spruce Pine, où le quartz IOTA® est raffiné, est situé au cœur des Appalaches. Ces mines de Spruce Pine abritent le quartz de la plus haute qualité au monde, qui y est extrait depuis plus d'un siècle.

Si les matériaux sont abondants à Spruce Pine, le climat chaud ne l'est pas. Les variations de température à cet endroit peuvent être très importantes d'une saison à l'autre, et même en fonction de l'heure de la journée. Ces variations de température entraînaient des problèmes d'efficacité dans les délais de traitement.

« La température de l'eau augmente considérablement notre capacité de production », explique Dale. « Par une chaude journée d'été, tout fonctionne à merveille. En hiver, cependant, nous avons constaté une baisse de notre production quotidienne. Nous avons constaté que ces réactions et ces séparations étaient beaucoup moins efficaces dans l'eau froide et avons remarqué que la plage de température de 80 degrés était la plage optimale pour faire flotter tous ces minéraux. Nous devions trouver un moyen de maintenir cette température constante. »

Avant d'apprendre que la température était la clé de l'efficacité de la production, Sibelco n'utilisait aucun moyen pour chauffer son eau et a commencé à utiliser un système d'injection de vapeur pour améliorer le processus.

« Cela a fonctionné comme solution temporaire », a déclaré Dale, « mais cela ne permettait pas d'atteindre les températures souhaitées. Nous ne constations qu'une différence de quelques degrés. »

Pourquoi Heatec ?

Astec est spécialisée dansles réchauffeurs à fluide thermiqueet les réchauffeurs industriels, réputés dans de nombreux secteurs pour fournir une chaleur constante et fiable dans diverses applications. Avant de rejoindre Sibelco, Dale a travaillé dans l'industrie des réservoirs d'asphalte, où il a découvert la marque.

« Lorsque nous avons cherché à installer un système permanent pour chauffer l'eau, nous nous sommes rendus deux fois à l'usine Heatec et avons également invité Chris Horten, d'Astec, à venir nous rendre visite », explique Dale. « Ils ont déterminé qu'unréchauffeur à glycol à fluide thermiqueserait la meilleure solution non seulement pour chauffer l'eau, mais aussi pour la traiter, car nous avons des problèmes de qualité de l'eau. »

Les réchauffeurs à fluide thermique de Heatec utilisent une méthode de chauffage indirecte qui consiste à chauffer un milieu liquide dans le réchauffeur, lequel transfère ensuite la chaleur à l'utilisateur final. Dans ce cas, ils ont utilisé un mélange d'eau et de glycol comme fluide caloporteur.

« Nous avons expliqué à l'équipe Heatec ce que nous attendions du système », explique Dale. « Nous avons pu leur indiquer les températures et les débits d'eau que nous recherchions, et ils ont conçu le système en fonction de ces critères. »

Heatec a également pu personnaliser une solution de chauffage double pour ce site avec deux échangeurs thermiques pour ce système.

« Dans cette application, nous devons chauffer deux flux d'eau distincts simultanément et nous devons également être en mesure de contrôler la température de chacun d'eux de manière pratiquement indépendante », a déclaré Dale. « C'est quelque chose que nous avons mis au point avec Chris et l'équipe Heatec. Nous leur avons expliqué nos défis et leur avons demandé de nous proposer une solution. Ils ont pu nous fournir le réchauffeur lui-même, puis nous recommander l'ensemble complet avec les échangeurs de chaleur sur tout le reste qu'ils ont dimensionné pour nous. »

L'équipe Heatec était présente pour aider les ingénieurs de Sibelco à installer le système et s'assurer que tout fonctionnait correctement pendant le processus de mise en service.

Avantages immédiats

Une fois installé, le traitement à l'école fonctionnait à plein régime.

« Maintenant que nous sommes en mesure de contrôler et de stabiliser réellement la température de l'eau, et de la régler avec précision selon leurs besoins, l'efficacité s'est améliorée », a déclaré Dale. « Nos opérateurs ne se contentent pas d'allumer ou d'éteindre le système, ils peuvent régler la température et laisser le système s'ajuster et maintenir cette chaleur pour eux. »

Et la température peut être maintenue, peu importe ce que Mère Nature décide.

« L'un des principaux problèmes que nous avions auparavant se posait surtout au printemps », explique Dale. « À mesure que la température commençait à monter pendant la journée, la température de l'eau fluctuait : elle augmentait pendant la journée à mesure que la température extérieure augmentait, puis baissait à mesure que la température extérieure redescendait pendant la nuit. Ce système a vraiment contribué à stabiliser ces fluctuations. C'est donc un avantage considérable. »

La formation instaure la confiance

Nous savons tous qu'un système n'est efficace que si les personnes qui le gèrent le sont également. C'est pourquoi l'équipe Sibelco a investi massivement dans la formation de ses collaborateurs afin de garantir le bon fonctionnement de l'ensemble.

« Nous avons pu envoyer six employés de notre division maintenance et exploitation aux écoles clients Heatec afin de leur donner un bon aperçu du système », a déclaré Dale.

L'équipe d'assistance d'Astec est également disponible après la vente si ses clients ont besoin d'aide.

« Depuis le démarrage, notre service de maintenance a appelé plusieurs fois pour obtenir une assistance technique », explique Dale. « Heatec a envoyé un technicien pour répondre aux questions et aider à résoudre les problèmes ou répondre aux questions qu'ils avaient concernant le système. »