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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 :
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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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Concentration gravimétrique en voie sèche
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4. Traitement des fines particules (< 100m)
Le lecteur pourra se reporter utilement aux références bibliographiques [14] [15] [16] [17] [18] [51].
Les forces dues à la gravité et mises en jeu décroissent rapidement au-dessous de 100 µm et celles dues à la dynamique des fluides prennent vite la première place : il en résulte une très importante perte d’efficacité et de rendement des appareillages précédemment décrits. Il est donc nécessaire de concevoir d’autres équipements pouvant élargir, vers les fines granulométries, les valorisations gravimétriques. Sont ainsi apparus, ces vingt dernières années, des appareils basés sur l’action :
-
de contraintes unidirectionnelles discontinues (table GEC) ou non ;
-
de contraintes orbitales (séparateur Bartles-Mozley ; concentrateur Crossbelt) ;
-
de contraintes unidirectionnelles et de la force centrifuge (concentrateur multigravité).
D’autres ont perpétué les concepts plus anciens, comme les tables à secousses, les bandes sans fin, le tambour Johnson, le vanner à secousses.
D’autres, enfin, ont disparu après une carrière plus ou moins longue, comme les aires de lavage, les tables et les cadres circulaires, les tables Corduroy et basculantes Buckman, les vanners et bacs à tamis mobile, le séparateur Hodgson, le séparateur à cône tournant, etc.
4.1 Concentrateurs faisant appel à une contrainte unidirectionnelle
Elle a été développée en Afrique du Sud pour remplacer les tables Corduroy. Elle reste relativement peu connue en dehors de ce pays. Elle est composée d’une bande sans fin en caoutchouc, munie à sa partie extérieure de riffles en forme de dents dissymétriques de 5 mm espacés de 10 mm. Entre tambours, la bande fait 3 m, sa largeur étant de 1,5 m. Elle a une pente de 3 à 12o, le plus souvent de 8 à 10o. Son mouvement, inverse de celui de la pulpe (moyennement diluée), est de 0,3 m/min. Elle travaille habituellement en tant que finisseuse pour un préconcentré d’or issu de tambours Johnson. Enduite de graisse, elle traite les préconcentrés diamantifères, le diamant se fixant sur la graisse.
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Traitement des fines particules (< 100m)
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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