Réglage Pression Cyclone Or Rocher Dur Afrique de l'Ouest : d80, Viscosité Et Surveillance

Publié le 11/09/2026 · Par Coolair Group Engineering · 11 minutes de lecture

Sur les mines d'or rocher dur en Afrique de l'Ouest — Burkina Faso, Mali, Côte d'Ivoire, Sénégal oriental — la chaîne de classification par cyclones est l'étape qui fait passer la récupération d'un projet à l'autre. Un écart de 20 µm sur la coupure d80 peut représenter 4 à 7 points de récupération d'or libre. Cet article rassemble les pratiques de réglage observées sur plusieurs sites birimiens (Inata, Essakane, Bissa, Yaouré, Loulo), avec les indicateurs à surveiller en continu et les erreurs classiques qui coûtent cher en récupération ou en usure de pompe.

1. Cadre : Or Rocher Dur Birimien et Cyclones

Le cratón ouest-africain birimien abrite l'essentiel de l'or produit au Burkina Faso, au Mali et en Côte d'Ivoire. Le minerai typique combine trois couches : une saprolite argileuse en surface (3 à 25 m), une saprolite rocheuse friable (5 à 40 m), puis le rocher sain en dessous.

La chaîne standard comprend un broyeur SAG en circuit ouvert avec un broyeur à boulets secondaire en circuit fermé avec un banc de 6 à 16 cyclones de 250 à 380 mm. La pulpe circule à 38 à 45 % de solides en poids dans le circuit secondaire, à une densité de 1,32 à 1,48 kg/L selon la proportion d'argile.

La pompe d'alimentation est généralement une AH 4/3 (60 à 130 m³/heure, 22 à 45 kW) ou AH 6/4 (120 à 250 m³/heure, 45 à 90 kW). La pression au manifold se règle entre 100 et 220 kPa selon la taille des cyclones et la coupure d80 ciblée. C'est la variable d'action principale pour ajuster la classification.

Une différence majeure avec les circuits de cuivre chilien ou de fer brésilien : la présence d'argile dans la saprolite birimienne change le comportement rhéologique de la pulpe. Une pulpe propre se comporte comme un fluide newtonien dilué, alors qu'une pulpe chargée en kaolinite devient non-newtonienne et pseudoplastique, ce qui fausse les abaques standards de réglage cyclones.

2. Pression Optimale Selon Le Minerai

Le tableau suivant résume les pressions de travail observées sur différents sites aurifères d'Afrique de l'Ouest :

La tendance est nette : plus la coupure visée est petite (90 µm), plus la pression monte (150 à 180 kPa). Une pression plus élevée augmente la vitesse tangentielle, donc la force centrifuge, donc la capacité à séparer les particules fines.

3. Effet Argile Saprolite Sur La Coupure

La saprolite birimienne typique contient 8 à 18 % de kaolinite, plus quelques pourcents de smectite selon la couche d'altération. Quand cette argile passe en pulpe, elle modifie trois paramètres qui affectent la classification.

Viscosité apparente

Une pulpe propre à 40 % de solides a une viscosité apparente de 15 à 25 mPa. Avec 12 % de kaolinite dans le solide, la viscosité apparente grimpe à 35 à 50 mPa, soit un facteur 2 à 3. La pulpe devient pseudoplastique : sa viscosité baisse quand la vitesse de cisaillement augmente.

Conséquence pour le cyclone : les particules fines suivent davantage le fluide et débordent dans le surnageant, ce qui décale la coupure réelle vers le haut. La coupure effective d'un cyclone de 250 mm sous 140 kPa passe de 80 µm (pulpe propre) à 100 à 110 µm (pulpe argileuse).

Masse volumique effective

La kaolinite a une densité de 2,6 g/cm³, contre 2,8 à 3,0 pour le quartz et les feldspaths. Une pulpe chargée en argile a donc une densité apparente plus faible à même pourcentage de solides en poids. Une densité de 1,35 kg/L avec 10 % d'argile correspond à 39 % de solides en poids, mais le comportement hydrodynamique est celui d'une pulpe à 33 à 35 % de solides propres.

Stratégie de compensation

Deux leviers en pratique :

1. Diluer la pulpe. Réduire la densité de 1,40 à 1,30 kg/L baisse la viscosité apparente de 30 à 40 %. Inconvénient : plus d'eau à chauffer dans le CIL, plus de cyanure consommé.
2. Augmenter la pression. Remonter la pression de 140 à 160 ou 170 kPa compense la perte de coupure. Inconvénient : usure accélérée de la pompe.

À Essakane, l'équipe procédé alterne entre les deux leviers selon la saison. En saison des pluies (saprolite gorgée d'eau, plus d'argile mobilisée), ils diluent la pulpe à 30 % de solides et compensent par une pression de 160 kPa. En saison sèche, ils gardent 40 % de solides et 140 kPa.

4. Cibles d80 Selon Le Procédé

La coupure d80 engage la récupération d'or sur plusieurs années. Trois configurations courantes en Afrique de l'Ouest :

Or libre grossier (d80 = 150 à 200 µm)

Si l'or est principalement sous forme de grains grossiers visibles (paillettes, pépites), une classification grossière suffit. La récupération se fait alors par gravité (Knelson, Falcon) avant CIL. Avantage : débit plus élevé, pompe moins sollicitée. Inconvénient : l'or fin reste dans la sousverse et peut être perdu dans le broyage tertiaire.

Or libre fin (d80 = 90 à 120 µm)

Configuration standard sur la majorité des sites birimiens. Compromis entre récupération et coût d'exploitation. La pression cyclones se règle entre 130 et 160 kPa, et la pompe d'alimentation est généralement une AH 4/3 30 à 45 kW.

Or inclus dans les sulfures (d80 = 60 à 80 µm)

Quand l'or est encapsulé dans la pyrite ou l'arsénopyrite, il faut broyer plus fin pour libérer les grains. Pression cyclones 160 à 200 kPa, pompe souvent upgradeée en AH 6/4 ou en configuration deux pompes en parallèle. C'est le cas de certaines parties du gisement de Loulo où la pression monte jusqu'à 180 kPa pour atteindre 75 µm.

5. Indicateurs De Surveillance Continue

Quatre indicateurs terrain permettent de détecter un cyclone déréglé avant que la récupération ne chute.

Pression au manifold

Un manomètre en inox 4 bar, gradué de 0 à 400 kPa, monté juste avant l'entrée du manifold. La pression doit rester stable à ±5 kPa près sur un quart de travail. Une dérive lente de la pression vers le bas indique une usure de la pompe d'alimentation (impeller usé). Une chute brutale signale un cyclone bouché ou une fuite sur la tuyauterie.

Débit de sousverse

La sousverse du cyclone représente 25 à 45 % du débit d'alimentation selon la configuration. Une baisse indique que la coupure devient trop fine (trop de particules fines débordent). Une hausse indique une sousverse plus chargée, donc plus de retour au broyeur.

Vibration de la pompe

La pompe d'alimentation tourne 1 450 à 1 800 tr/min. Un capteur piézoélectrique sur le palier côté accouplement donne l'évolution de l'usure. Une vibration RMS supérieure à 7 mm/s sur AH 4/3 signale un impeller usé ou un déséquilibre hydraulique (cyclone partiellement bouché).

Sur les sites où cette surveillance est en place, on observe deux tendances : vibration qui monte lentement sur 4 à 8 semaines (usure normale), ou vibration qui monte brusquement en 24 à 48 heures (problème hydraulique).

Densité de pulpe au manifold

Une sonde de densité sur la tuyauterie d'alimentation donne la densité en continu. La cible se situe entre 1,32 et 1,45 kg/L selon la configuration. Une densité qui chute sous 1,28 kg/L signale un excès d'eau ou une fuite dans le circuit. Une densité qui monte au-dessus de 1,50 kg/L signale un risque de colmatage des buses cyclones.

Sur Yaouré, l'installation d'une sonde de densité en continu a permis de réduire les arrêts non planifiés de 18 %.

6. Ordre Des Réglages : Buses, Pression, Pompe

Quand la coupure dérive, l'ordre des réglages à effectuer fait gagner un temps considérable. Trois étapes, de la moins coûteuse à la plus coûteuse.

Étape 1 — Vérifier et changer les buses

Les buses cyclones s'usent de 0,3 à 0,8 mm par mois selon la dureté du minerai. Une buse de 70 mm initialement devient 74 à 76 mm après 6 mois, ce qui fait monter la coupure d'environ 12 à 18 µm. Le levier le plus simple : changer les buses usées. Sur un banc de 8 cyclones, prévoir un jeu de 16 buses neuves en stock, à remplacer par paire (buse d'entrée + buse de sousverse) pour garder l'équilibre.

Étape 2 — Ajuster la pression d'alimentation

Si les buses sont neuves et la coupure reste mauvaise, ajuster la pression de la pompe d'alimentation. Deux méthodes : varier la vitesse du moteur (variateur de fréquence) ou étrangler partiellement la vanne de refoulement. La première méthode est plus économe en énergie mais demande un investissement initial.

Augmenter la pression de 140 à 155 kPa fait gagner 8 à 12 µm sur la coupure. Au-delà de 200 kPa, le gain marginal devient faible et l'usure de la pompe s'accélère fortement.

Étape 3 — Changer la pompe ou le revêtement

En dernier recours : remplacer la pompe d'alimentation par un modèle plus puissant, ou changer le revêtement (impeller, volute liner) de la pompe existante. Cette intervention se justifie quand le débit requis dépasse la capacité de la pompe ou quand le revêtement est en fin de vie. Comptez 200 à 300 heures avant la fin de campagne prévue.

Une erreur fréquente chez les jeunes ingénieurs : vouloir changer la pompe alors qu'un changement de buses suffit. À Bissa, sur douze interventions récentes, sept ont été résolues par les buses.

Le réglage d'un circuit cyclones sur minerai birimien n'est jamais figé. Les opérateurs aguerris ajustent la pression chaque quart selon la proportion d'argile, vérifient les buses chaque semaine, suivent la vibration pompe en continu. Cette attention constante fait la différence entre une récupération à 88 % et une récupération à 93 % sur le même gisement.

Questions Fréquentes

Quelle pression d'alimentation pour les cyclones sur minerai aurifère rocher dur au Burkina Faso ?

Sur minerai rocher dur birimien (granodiorite, schiste) au Burkina Faso et Mali, la pression optimale se situe entre 110 et 180 kPa à l'entrée du manifold, avec une cible de 140 à 150 kPa pour la plupart des cyclones de 250 mm. Sous 100 kPa la coupure d80 dérape vers le haut (trop de particules grossières dans le débordement), au-dessus de 200 kPa l'usure de la pompe accélère de 30 à 40 % sans gain de récupération. La densité de pulpe variant avec la teneur en argile de la saprolite, on ajuste la pression par pas de 5 à 10 kPa chaque quart selon le profil d'altération.

Comment l'argile de la saprolite modifie-t-elle le réglage du cyclone ?

La saprolite birimienne contient jusqu'à 12 à 18 % de kaolinite qui passe en pulpe. Cette argile augmente la viscosité apparente de la pulpe de 30 à 60 % par rapport à un minerai propre, ce qui décale la coupure réelle du cyclone d'environ 20 à 30 µm vers le haut. Pour compenser, il faut soit diluer la pulpe à 28 à 32 % de solides au lieu de 38 à 42 %, soit augmenter la pression de 15 à 20 %. À Inata et Essakane, les opérateurs compensent par les deux leviers combinés.

Quelle coupure d80 vise-t-on pour le broyage secondaire en or libre ?

Pour la récupération d'or libre par gravité ou CIL, la coupure d80 ciblée se situe entre 75 et 150 µm selon la taille des grains d'or. À Yaouré et Semafo (maintenant Endeavour), la cible est 106 µm. À Loulo (Barrick), on vise 90 µm pour libérer l'or inclus dans les sulfures. Plus la coupure est fine, plus la pression cyclone doit être élevée et plus la pompe consomme. Arbitrage coût-récupération à refaire à chaque campagne géologique.

Quels indicateurs surveille-t-on pour détecter un cyclone déréglé ?

Quatre indicateurs terrain : (1) pression à l'entrée du manifold, qui doit rester stable à ±5 kPa près ; (2) débit massique de sousverse, mesuré par pesée sur bande ou estimation par densité ; (3) vibration de la pompe d'alimentation, qui augmente quand la roue s'use (RMS au-dessus de 7 mm/s sur AH 4/3) ; (4) densité de la pulpe au manifold, à mesurer toutes les deux heures par une sonde nucléaire ou par pesée d'un échantillon. Quand la densité chute et la pression monte simultanément, c'est souvent le signe d'un cyclone bouché.

Faut-il changer la pompe ou les buses quand la coupure dérive ?

D'abord les buses. C'est le levier le moins coûteux. Si la coupure est trop grosse (d80 trop élevé), on ouvre les buses de 5 à 10 % et on remonte la pression. Si elle est trop fine, on réduit les buses. Changer la pompe se justifie uniquement quand le débit requis dépasse la capacité de la pompe existante ou quand le revêtement est en fin de vie. Sur un site comme Bissa ou Batie West, l'ordre typique est buses, puis pression, puis géométrie du manifold, et seulement en dernier recours la pompe.

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