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Mines et minerais

Problématiques rencontrées lors de nos interventions...

mines et minerais

Cette rubrique brosse un portrait des activités d’exploitation minière et des stratégies mises en place pour le captage, le transport et la collecte des poussières engendrées à chaque étape des opérations, à savoir le forage, le concassage, le tamisage, le transport par convoyeur, l’ensachage et le chargement du minerai pour expédition.

Procédés / sources de contamination et dangers potentiels

Concassage / broyage du minerai

Le minerai passe plusieurs étapes dans sa transformation pour le concasser et le broyer aux dimensions nécessaires pour sa mise en marché. Ces activités exigent une manutention agressive et des machines conçues spécifiquement pour réduire la taille du minerai au départ à un granulat plus fin.

Or, ces procédés engendrent des quantités importantes de poussières ayant des conséquences directes sur la santé des travailleurs. Un système de captage et de collecte de poussières adapté au poste de travail peut non seulement remédier au problème des contaminants aéroportés dans le voisinage immédiat des opérations, mais offrir également une meilleure qualité de l’air dans le milieu environnant. De cette façon, il est possible d’envisager une réduction substantielle dans le nombre de cas rapporté pour des maladies liées à l’exploitation minière.

Transport et diffusion des particules aéroportées

Les moyens de diffusion des particules aéroportées varient selon leur granulométrie et la vitesse des courants d’air qui balayent les espaces de travail. Les particules peuvent être de très petites tailles, soit 60 µm (ou l’épaisseur d’un fil à coudre), et sont facilement transportées par des courants d’air, voire de faibles vents. Elles peuvent atteindre 2000 µm; toutefois, à cette taille, elles ne peuvent être soulevées à plus d’un (1) mètre du sol avant qu’elles ne retombent sur les surfaces. Les particules dont la taille dépasse 2000 µm ont tendance à rouler sur les surfaces balayées par le vent.

D’où l’importance de délimiter et de protéger les zones respirables des travailleurs, sinon une exposition aux aérocontaminants engendre à brève échéance des problèmes de santé chez le personnel. D’abord, les particules grossières irritent les voies (fosses) nasales et la gorge, alors que la matière plus fine entre dans les bronches souches et bronchioles. Selon leur taille et leur forme (sphérique ou angulaire), elles poursuivent leur chemin pour atteindre les minuscules sacs alvéolaires (alvéoles) situés à l'intérieur des poumons.

Risques pour la santé / sécurité

Pour la plupart des substances, la valeur limite d’exposition ou VLE (Threshold limit value, TLV) aux poussières aéroportées est fixée à 10 mg/m3, bien que la concentration des poussières de la silice cristalline (quartz) ne peut dépasser le seuil limite de 100 µg/m3. Nous retrouvons le quartz partout : il est le deuxième minerai en importance (après le feldspath) sur la croûte continentale de la Terre. Dans les travaux d’aménagement des sites miniers, nous devons enlever les déblais en surface (morts-terrains) dans lesquels se retrouve le quartz. Les travailleurs sont donc les premiers à respirer les poussières de la silice cristalline engendrées par des activités d’exploitation minière, à savoir le forage, le concassage, le tamisage, le chargement et la manutention du minerai.

Une exposition prolongée ou répétée aux poussières de la silice cristalline peut avoir des conséquences graves. Parmi les maladies recensées, on relève surtout des cas de silicose, de tuberculose, de bronchite chronique, d’emphysème et d'insuffisance rénale chronique (NIOSH). La silice cristalline est un agent cancérigène selon le CIRC (en anglais, International agency for research on cancer, IARC); leurs conclusions ont été validées à quelques nuances près par l’IRSST (Québec) et l’INRS (France).

Méthodes de prévention

Systèmes d’aspiration locale (SAL) taillés sur mesure

Les systèmes de captage et de collecte de poussières sont efficaces et pour les poussières de silice et pour bien d’autres poussières de minerai engendrées par des activités d’exploitation minière. Ces méthodes de traitement (par voie sèche) ont une forte cote de popularité auprès des usagers et s’adaptent bien aux différents types de procédés :

  • sites d’excavation;
  • broyeurs à marteaux;
  • concasseurs;
  • broyeurs à boulets;
  • points (chutes) de transfert entre convoyeurs;
  • mines à charbon; et
  • ventilation des trémies d’entreposage (pour le minerai en provenance des carrières).

Aspiration efficace des poussières

Un système de captage et de collecte des poussières est conçu pour aspirer les aérocontaminants à leur source d’émission, avant que les particules s’échappent ou fuient par d’autres chemins dans le milieu environnant. Dans le cadre du protocole adopté par l’ACGIH (American conference of governmental industrial hygienists), l’efficacité d’un système d’aspiration est en lien direct avec la conception des hottes, des conduits et des enceintes. La hotte est l’élément clé d’un système de collecte; si les émissions de poussières ne parviennent pas à entrer par l’embouchure de la hotte, les conduits d’évacuation et système de transport ne sont d’aucune utilité. Une conception réussie pour la hotte confère au flux d’air un mouvement, voire un profil (par exemple, un flux turbulent ou hélicoïdal) et une vitesse d’extraction adaptés selon les circonstances. Les matières sont aspirées par la suite dans un réseau de canalisations à basse / haute vitesse vers un dépoussiéreur.

Les avantages des systèmes par voie sèche

Les systèmes à sec présentent plusieurs avantages :

  • capter les particules nanométriques qui ne sont pas facilement maîtrisées avec des techniques de suppression par voie humide;
  • filtrer des matières hors norme qui ne conviennent pas au procédé, et recycler les matières de taille acceptable pour les réintégrer à l’intérieur du procédé;
  • en comparaison avec des méthodes par voie humide, les températures hivernales n’ont pas d’incidence sur la vitesse d’aspiration des systèmes à sec, ni sur la capacité de rétention des filtres.

Emplacements possibles

En prévision des mises en chantier pour les systèmes SAL, il y a trois endroits qui méritent considération :

  • Les points de transfert entre convoyeurs, lorsque le minerai se déplace ou tombe sur une autre pièce d’équipement. Par exemple, au point de chute des matières d’un convoyeur sur un autre convoyeur, dans une trémie d’entreposage ou dans un élévateur à godets;
  • Les opérations d’exploitation minière comme le concassage, le séchage, le tamisage, le malaxage ou le déchargement du minerai des sacs;
  • Les activités qui engendrent des déplacements vigoureux de l’air, comme l’ensachage, la transformation en boulettes ou le remplissage pneumatique des silos.

Aménagement et design du système de collecte des poussières

Limiter, voire maîtriser la diffusion des poussières aéroportées sur les sites d’exploitation minière, sur les sites d’excavation et aux points de transfert du minerai est à la fois un défi et une exigence. Si les quantités de poussières dégagées dans le milieu environnant sont trop importantes, les activités minières peuvent être réduites, ou suspendues temporairement, afin de ne pas dépasser les seuils limites fixés par l’agence américaine de protection de l’environnement (EPA) pour certains aérocontaminants.

Un système de captage et de collecte de poussières bien conçu et adapté aux besoins spécifiques peut réduire les émissions fugitives; il permet également d’utiliser les équipements en tout temps sans contraintes d’horaire, ce qui se traduit par une productivité accrue de l’exploitation minière. À titre d’exemple, le dépoussiéreur AIREX DCCH-SB est certifié pour un usage intensif à 0.0003 g/pi2 (à sec) pour concasser des roches de grande taille (en se servant des concasseurs à mâchoires dans le cas d’un traitement primaire, ou des broyeurs à marteaux pour un traitement secondaire).

Minerai et verre

Les poussières engendrées par la manutention du minerai

Dès l’arrivée des matières premières jusqu’au chargement du minerai taillé pour expédition, les activités de manutention / traitement de minerai dans une exploitation minière se font et se feront toujours dans un environnement poussiéreux.

Aménagement et design du système de collecte des poussières

En raison des températures élevées associées à la fusion et à la fabrication du verre, aménager des filtres spéciaux et des entrées d’air supplémentaires / contrôles sur les dépoussiéreurs. Un usage approprié des dépoussiéreurs AIREX peut vous permettre d’harmoniser les bonnes pratiques industrielles en matière de propreté et d’hygiène avec les lignes de conduite préconisées par l'administration américaine de la sécurité et de la santé au travail (OSHA) et par l’agence américaine de protection de l’environnement (EPA). De fait, les poussières du concassage de minerai (par voie sèche) et les émissions fugitives en provenance des convoyeurs à bande transporteuse, des élévateurs à godets et des évents à silos peuvent être captées et aspirées vers des dépoussiéreurs AIREX dotés de revêtements d'usure résistant à l'abrasion sévère.

Ciment

Systèmes d’aspiration locale (SAL) taillés sur mesure

La fabrication du ciment exige un ensemble de contrôles pour capter / filtrer des émissions fugitives et des poussières en provenance des traitements spécifiques tout au long du parcours des matières. Dans une cimenterie, des filtres à étoffes sèches de différentes tailles, à partir de 1 000 pcm jusqu’à 80 000 pcm, sont bien adaptés pour les différents traitements. En voici quelques exemples :

  • fours rotatifs;
  • scories (constituants) de ciment (ou clinker);
  • tunnels pour refroidir les scories de ciment;
  • broyeurs à boulets pour réduire la taille du « clinker » en poudre;
  • élévateurs à godets;
  • silos;
  • systèmes de manutention pour les matières;
  • points (chutes) de transfert entre convoyeurs;
  • postes de travail pour ensacher les matières;
  • calcaire;
  • chargement des wagons;
  • poussières de ciment en provenance des fours rotatifs;
  • gypse;
  • cendres volantes et charbons activés en poudre.

Aménagement et design du système de collecte des poussières

Les poussières de ciment et de béton sont abrasives et peuvent causer un tort considérable, voire une usure prématurée des équipements. Cela exige des solutions adaptées selon les circonstances. Chaque traitement, chaque procédé dans une cimenterie sont différents en raison des propriétés des matières à traiter, l’humidité ambiante, les températures des gaz, et les caractéristiques des poussières dégagées. À titre d’exemple, les dépoussiéreurs AIREX avec filtres à plis et un système d’autonettoyage à jet d’air pulsé inversé (par effet venturi) peuvent être conçus et optimisés pour mieux répondre à vos besoins particuliers.

  • Glendyne

    (Saint-Marc-du-Lac-Long, Québec)

    Fabricant d’ardoises naturelles.

    Conception, fabrication et installation d’un système de dépoussiérage pour abaisser le niveau de silice respirable en dessous de la norme maximale d’exposition.

  • Sitec Canada

    (Charlevoix, Québec)

    Mine de silice.

    Installation d’un dépoussiéreur et échangeur à plaque pour récupérer et recirculer l'énergie résiduelle du séchoir rotatif de pierre de silice au sein de l'usine.

  • Goldcorp - Mine Éléonore

    (Baie James, Québec)

    Mine d’or.

    Fabrication et la fourniture des systèmes centraux de dépoussiérage.

  • Carrières Miron

    (Montréal, Québec)

    Carrières d’agrégats.

    Fabrication et installation de systèmes de dépoussiérage centralisé.

  • Bellemare

    (Shawinigan, Québec)

    Carrière de sable.

    Conception, fabrication et installation d’un dépoussiéreur sur le séchoir rotatif.

  • Béton Fournier

    (Val d’Or, Québec)

    Fabricant de béton.

    Conception, fabrication et installation d’un dépoussiéreur sur le séchoir rotatif.

  • Graymont

    (Joliette, Québec)

    Lime plant.

    Design, manufacture and installation of a dust collector.

  • Carrières Mathers

    (Saint-Eustache , Québec)

    Carrières d’agrégats.

    Conception, fabrication et installation d’un dépoussiéreur sur le procédé de traitement des agrégats.

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