Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article est consacré aux différentes technologies utilisées en gravimétrie, technique très présente en minéralurgie. Adaptés aux petites installations, aux unités mobiles, mais également au traitement de grands tonnages, ces procédés utilisent le même principe, mais avec quelques variantes. Citons la concentration par accélération différentielle ou la concentration gravimétrique en voie sèche, sans oublier celle appliquée au traitement des fines particules.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur honoraire - Ancien directeur de l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)
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Robert JOUSSEMET : Ingénieur de recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM) - ENSG - INPL - CNRS UMR 7569
INTRODUCTION
La concentration par gravité ou gravimétrique est une voie importante de la minéralurgie. Les tonnages traités aux États-Unis par gravimétrie sont du même ordre de grandeur que ceux alimentant la flottation. En effet, certains minerais pondéreux (charbon en totalité et, dans une moindre proportion, fer) sont concentrables par une technique gravimétrique. Des étapes successives de concentration suivant chaque étape de réduction granulométrique permettent de profiter de la libération progressive des espèces minérales de valeur, évitant ainsi de recourir immédiatement à un broyage poussé à la maille de libération, ce qui diminue la consommation énergétique et le coût du traitement.
Ces procédés sont très bien adaptés aux petites installations, mais permettent aussi de traiter des tonnages importants. De plus, ils se prêtent tout particulièrement à la mise en place d’unités mobiles (sur des dragues ou dans des sites isolés).
Les objectifs de la concentration gravimétrique sont :
-
d’une part l’obtention de concentrés définitifs pour des extractions de charbon, de fer et de minéraux lourds comme la wolframite ou la cassitérite ;
-
d’autre part la production de préconcentrés dans un grand nombre de cas (fluorine, barytine, minerais métalliques, traitement des déchets, etc.), permettant de réduire l’emploi de méthodes de valorisation plus onéreuses ou de s’affranchir de paramètres sensibles intervenant dans des procédés autres que gravimétriques : cette voie est ainsi moins perturbée par des variations de composition minéralogique-chimique que la flottation, où les sels solubles, les changements dans la stœchiométrie des minéraux, la qualité de l’eau et la nature des impuretés sont des facteurs perturbants.
La réussite d’une séparation gravimétrique repose sur la connaissance poussée des paramètres minéralogiques du minerai à traiter (maille de libération, masse volumique des divers constituants, présence de mixtes minéralogiques, répartition granulométrique des espèces minérales, etc.).
L’étude complète du sujet fait l’objet de plusieurs fascicules qui sont indépendants et auxquels il sera utile de se reporter :
-
Concentration par gravité- Principes – Concentration par gravité. Principes ;
-
[J 3 191] – Concentration par gravité. Différentes technologies ;
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Concentration par gravité- Modélisation et critères de choix – Concentration par gravité. Modélisation et critères de choix ;
-
– Concentration par gravité. « Pour en savoir plus ».
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Concentration par accélération différentielle
En anglais
1. Concentration par milieu dense
Les solides à séparer sont plongés dans un fluide dont la masse volumique est comprise entre celle des produits lourds et celle des produits légers. La séparation se fait suivant la poussée d’Archimède simple ou multipliée par un coefficient de force centrifuge [15] [32]. Cette poussée agit de la même façon quelle que soit la dimension des particules. La précision de la séparation dépend essentiellement des qualités du fluide et du degré de libération atteint.
1.1 Avantages du procédé
Les débits admis peuvent être très importants. L’écart probable est le plus souvent faible et l’on peut espérer faire une bonne séparation avec un simple écart de densité Δd
0,05. Ce procédé peut produire un stérile rejeté dès les premières opérations, ce qui limite le circuit aval. Le prix de revient est souvent modéré, le coût étant lié aux pertes en médium.
1.2 Étapes d’un traitement par milieu dense
Il est débarrassé des fractions fines non traitables. En effet, la limite inférieure des procédés les plus efficaces est de 300 µm. Au-dessous, des problèmes de récupération du médium et de sédimentation du minerai (naturelle ou par centrifugation) se posent. La limite supérieure n’est déterminée que par la maille de libération du minerai (elle peut atteindre 200 mm et plus dans le cas du charbon) et par la technologie du séparateur.
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Il est constitué d’une suspension de fines particules dans de l’eau. Le médium est récupérable...
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Concentration par milieu dense
Le lecteur pourra également se reporter aux références .
Peu d’éléments d’appréciation des divers coûts d’investissements et/ou opératoires sont disponibles dans la littérature française ou dans les notices fournies par les divers constructeurs. Seule la littérature anglo-saxonne fournit des valeurs approchées des incidences financières des diverses technologies mises en jeu dans la concentration gravimétrique (US Bureau of Mines, Mintek...).
Les coûts sont donnés par l’US Bureau of Mines selon une formule dont la forme générale est :
avec :
- a et b :
- des constantes variables selon l’appareil
- X :
- le débit (en tonnes par jour).
Le tableau fournit des ordres de grandeur des coûts opératoires pour un débit de 1 000 t/j sur trois postes.
Les ordres de grandeur des coûts d’investissements aux États-Unis (2000‐2001) par type d’appareils sont donnés par le tableau .
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ACKELS (D.)...
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