Trier la Terre — Des roches aux minerais
Nous avons posé une question au sol dans la Partie 1 ; maintenant, nous écoutons. Le tri est la façon dont la planète chuchote, « cette partie est un fil, cette partie est une poutre, cette partie est une fenêtre », et nous acquiesçons poliment en mettant chaque pièce sur le convoyeur approprié.
Pourquoi trier d'abord (l'art de dire « vous n'êtes pas du minerai »)
Chaque kilowatt que vous dépensez à broyer de la roche stérile est un kilowatt que vous ne dépensez pas à construire le monde. Donc la première loi : 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 recirculent leur eau.
- Moins de masse en aval → fonderies plus petites, factures d'électricité plus petites, tout plus petit.
- Sécher d'abord → moins d'eau à gérer ; la poussière reste à l'intérieur des équipements scellés.
- Meilleur produit → les fonderies consomment du concentré, pas des opinions.
Rencontrez la ligne (modules comme Lego)
1) Alimentateur & Concasseur primaire
Les grosses bouchées deviennent des bouchées moyennes. Les concasseurs à mâchoires ou gyratoires produisent un produit de 150–250 mm.
Puissance typique : 250–500 kW Fonctionnement : 60–90% de disponibilité2) Tamis & Secondaires/HPGR
Les tamis séparent le matériau par taille ; les cônes secondaires ou les HPGR (rouleaux de broyage à haute pression) transforment le chaos en cubes, préparant un aliment parfait pour les trieurs.
Tamis : 2–30 kW chacun HPGR : 2–6 MW (haut débit)3) Trieurs basés sur capteurs
Les caméras à rayons X, proche IR, laser ou hyperspectrales voient ce que les yeux ne peuvent pas. Des jets d'air poussent les éléments à garder. Pas de drame, juste mille décisions douces par seconde.
Par voie : 50–250 kW Débit : 50–400 t/h4) Séparation magnétique & par courants de Foucault
La magnétite saute sur les aimants. Les minéraux faiblement magnétiques obéissent aux séparateurs à haute intensité. Les courants de Foucault repoussent les morceaux non ferreux comme un videur poli.
Aimants à faible/haute intensité Courants de Foucault pour pièces d'aluminium/cuivre5) Densité (DMS) & Gravité
Les milieux denses (ou spirales/jigs à eau) séparent le lourd du léger. Lorsqu'ils sont utilisés, les circuits sont en boucle fermée, l'eau est recyclée.
Recyclage de l'eau > 90% Eau de compensation modeste6) Convoyeurs partout
Les bandes battent les camions en énergie : ~0,02–0,05 kWh/tonne-km. Couvertes, étanches, silencieuses.
Faible énergie par tonne La poussière reste à l'intérieurGuide ore par ore (choisissez votre physique)
Magnétite
Physique dominante : magnétisme. Concassage et criblage à sec → séparation magnétique à faible intensité.
- Énergie : ~8–18 kWh/tonne (voie sèche)
- Eau : ~0,1–0,3 m³/tonne (contrôle de la poussière)
- Rendement (masse) : ~40–55% → concentré à 65% Fe
Bauxite (Aluminium)
Physique dominante : taille + densité. Tamisage, lavage et débourbage ; éviter le broyage fin.
- Énergie : ~3–8 kWh/tonne
- Eau : ~0,2–0,5 m³/tonne (recyclée)
- Rendement (masse) : ~60–75% → alimentation de qualité alumine
Sulfure de cuivre
Physique dominante : libération + flottation. Concassage à sec → broyage humide (fin) → flottation en mousse.
- Énergie : ~20–40 kWh/tonne (principalement au broyage)
- Eau : ~0,5–1,5 m³/tonne (recyclée)
- Rendement (masse) : ~2–4% → concentré de cuivre à 25–35%
Débits pré-calculés
Fiche de capacité de l'usine (en supposant ~8 000 heures de fonctionnement/an)
| Alimentation annuelle | Débit (t/h) | Lignes typiques | Puissance de ligne (MW) | Remarques |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/an | ~625 | 1–2 | Magnétite : ~5–10 Bauxite : ~2–5 Cuivre : ~12–25 |
Petit campus ; tient dans ~5–8 ha |
| 10 Mt/an | ~1 250 | 2–3 | Magnétite : ~10–20 Bauxite : ~5–10 Cuivre : ~25–40 |
Campus moyen ; ~8–15 ha |
| 20 Mt/an | ~2 500 | 3–5 | Magnétite : ~20–35 Bauxite : ~10–18 Cuivre : ~40–70 |
Grand campus ; ~15–30 ha |
Les chiffres de puissance reflètent les moyennes totales de la ligne (concassage, criblage, tri, pompes) avant fusion. Nous les alimenterons avec l'usine solaire voisine.
Bilan massique — Magnétite (exemple)
Alimenter 10 Mt/an à 35 % Fe ; cible 65 % Fe concentré.
| Flux | Masse (Mt/an) | Commentaire |
|---|---|---|
| Alimentation | 10.0 | Concasser → tamiser → aimants |
| Concentrer | ~4,5–5,5 | Rendement massique de 40–55 % |
| Rejets | ~4,5–5,5 | Retour aux murs et briques conçus |
Puissance de ligne : ~10–20 MW • Eau : ~0,1–0,3 m³/tonne (contrôle de la poussière)
Bilan massique — Sulfure de cuivre (exemple)
Alimentation 10 Mt/an à 0,8 % Cu ; concentré 30 % Cu.
| Flux | Masse (Mt/an) | Commentaire |
|---|---|---|
| Alimentation | 10.0 | Concassage → broyage → flottation |
| Concentré de Cu | ~0,24–0,36 | Rendement massique de 2,4–3,6 % |
| Résidus (récupérés) | ~9,64–9,76 | Épaissi, empilé, réutilisé |
Puissance de ligne : ~25–40 MW • Eau : ~0,5–1,5 m³/tonne (recyclée >85%)
Énergie par tonne — référence rapide
| Opération unitaire | Énergie (kWh/tonne) | Remarques |
|---|---|---|
| Concassage primaire | ~0.5–1.5 | Concasseur à mâchoires/gyratoire |
| Concassage secondaire / tertiaire | ~1–4 | Préparation cônes/HPGR |
| HPGR (broyage grossier) | ~3–7 | Remplace souvent le SAG |
| Broyage à boulets/SAG (fin) | ~10–20 | Seulement si la libération l'exige |
| Tri par capteur (par tonne d'alimentation) | ~0.2–1.0 | Caméras, jets d'air |
| Magnétique / courants de Foucault | ~0.1–0.5 | Faible hauteur sous plafond |
| Transport (par km) | ~0.02–0.05 | Base tonne-km |
Règle : Si un trieur peut rejeter 20–50 % de roche avant le broyage fin, l'énergie en aval chute drastiquement.
Bilan énergie & eau (pré-calculé)
10 Mt/an Magnétite (voie sèche d'abord)
| Composant | Puissance moyenne (MW) |
|---|---|
| Concassage & cribles | ~6 |
| HPGR (si utilisé) | ~6 |
| Aimants & trieurs | ~2 |
| Convoyeurs & auxiliaires | ~2 |
| Total | ~16 MW |
Eau : ~0,2 m³/tonne (poussière) → 2 Mm³/an recirculés.
10 Mt/an Cuivre (voie flottation)
| Composant | Puissance moyenne (MW) |
|---|---|
| Concassage & cribles | ~6 |
| Broyage (fin) | ~20 |
| Flottation & pompes | ~6 |
| Convoyeurs & auxiliaires | ~4 |
| Total | ~36 MW |
Eau : ~1,0 m³/tonne d’alimentation → 10 Mm³/an ; recirculation >85%, complément via le lac.
Emprise & implantation de l’usine
Zone & bâtiments (10 Mt/an)
- Bâtiments fermés : concasseurs, cribles, trieurs (bruit & poussière à l’intérieur).
- En plein air : convoyeurs avec couvertures, aimants (selon besoin).
- Emprise au sol : ~8–15 hectares incluant les stockages & accès.
- Champ PV à côté : ~100–200 MWc pour alimenter le tri + la croissance.
Air, poussière, bruit
- Filtres à manches & brumisation maintiennent les niveaux de PM ennuyeusement bas.
- Panneaux acoustiques & enceintes visant <85 dBA à la ligne de clôture.
- Tous les convoyeurs sont couverts ; les points de transfert entièrement fermés.
Q&A
« Utilisons-nous des produits chimiques nocifs ? »
Nous privilégions la physique sèche. Lorsqu’une étape humide est essentielle (par exemple, la flottation pour le cuivre), nous utilisons des circuits fermés avec des réactifs modernes et peu toxiques et nettoyons l’eau avant son rejet — généralement, nous ne rejetons pas du tout, nous réutilisons.
« Que deviennent les rejets ? »
Ils deviennent des routes, des blocs et des murs paysagers autour du lac. Rien n’est abandonné ; tout devient un lieu.
« Pourquoi tout cet effort avant la fusion ? »
Parce que chaque pourcentage de déchets éliminés en amont se multiplie en usines en aval moins chères, plus petites et plus rapides. C’est la différence entre traîner une montagne dans un four et n’inviter que le minerai.
À suivre : Le solaire comme usine de semences — Panneaux qui construisent la prochaine usine (Partie 3). Nous montrerons comment un toit ensoleillé devient une habitude de térawatts.