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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 ;
-
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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Traitement des fines particules (< 100m)
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3. Concentration par nappe pelliculaire fluante
3.1 Principes
La longueur du parcours effectué par une particule sur un plan incliné à la surface duquel s’écoule par gravité un film liquide dépend de deux actions (figure 9) :
-
la sédimentation de la particule ;
-
le déplacement sur le fond.
L’un des phénomènes mis en jeu est l’alluvionnement au cours duquel les grains lourds et gros sont les premiers à rencontrer le support et peuvent se trouver piégés alors que les grains légers et fins sont emportés par le courant. Les grains qui ont atteint le support se meuvent par saltation et la vitesse d’entraînement dépend peu de leur dimension, mais de la racine carrée de leur masse volumique apparente. Ainsi, les grains ayant la masse volumique la plus élevée se trouveront à la partie basse (ou intérieure s’il y a rotation) et ceux de masse volumique la plus faible, à la partie haute (ou extérieure).
La répartition résultante des grains est à l’opposé de la sédimentation libre, d’où l’appellation de sédimentation inverse.
Pour améliorer la séparation, on utilise des pièges (les riffles), des contraintes transverses (plan incliné mobile) et/ou la force centrifuge (plan incliné hélicoïdal).
Le tableau 5 donne les différents types d’appareils à concentration par nappe pelliculaire fluante.
HAUT DE PAGE3.2 Plan incliné fixe [63]
3.2.1 Soutirage périodique des lourds : le sluice
Depuis la haute antiquité (Préhelladique et Grèce antique), les sluices ont été utilisés pour récupérer l’or alluvionnaire.
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Description et principe de fonctionnement
Un sluice est un couloir de section rectangulaire constitué par une série d’éléments, pourvus de réglettes transversales appelées riffles. Une pulpe diluée constituée d’eau et de gravier dépose dans l’espace...
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Concentration par nappe pelliculaire fluante
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 .
HAUT DE PAGE
ACKELS (D.)...
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