Memoire Online - Approche d'un paramétrage des conditions optimales d'un circuit lixiviation extraction par solvant du cuivre à l'usine à cuivre de Kolwezi sur base du minerai oxydé de cuivre du gisement de Kilamusembu

Approche d'un paramétrage des conditions optimales d'un circuit lixiviation - extraction par solvant du cuivre à l'usine à cuivre de Kolwezi sur base du minerai oxydé de cuivre du gisement de Kilamusembu.

CHAPITRE 1 : APERCU SUR L'USINE A CUIVRE DE KOLWEZI.

Cette usine est située à 15 kilometres au nord ouest de Kolwezi à mi chemin entre l'usine hydro métallurgique de Luilu et le concentrateur de Kolwezi.

Devant l'importance croissante des tonnages des concentrés produits à partir de la mine de Kipushi et du concentrateur de Kipushi, il fut décidé de constituer le 30 juin 1948 la société métallurgique du Katanga en abrégé `METALKAT' dont le rôle était de traiter la blende (sulfure de zinc) grillée à la division acide des usines Shituru de Likasi.

L'industrie de production du zinc électrolytique étant une grosse consommatrice de courant électrique (5000 kilowatt heure par tonne de zinc), le fonctionnement de la nouvelle usine était conditionné par la construction de la centrale de Nzilo mise en service en 1952 et plus tard celle de Nseke opérationnelle en 1956.

Le site de l'usine avait été choisi à l'époque de manière à être le plus près possible de la source d'alimentation en courant électrique pour réduire le coût d'investissement du transport de l'énergie électrique et etre à coté d'une source d'eau suffisante.

L'extraction et la production du zinc à partir de la blende crue exige que le zinc contenu soit sous forme lixiviable dans les conditions de marche de l'usine à zinc de Kolwezi, choix économique porté sur la forme de l'oxyde de zinc pour le besoin en acide sulfurique dans usines hydro métallurgiques de Shituru à Likasi.

Avant d'être livré à l'Usine à zinc, la blende subit, à la division acide des usines de Shituru, un grillage à mort qui permet de transformer le sulfure de zinc insoluble en oxyde de zinc soluble en milieu acide sulfurique.

Le gaz sulfureux qui se dégage lors du grillage à 930 degré centigrade ( la réaction ZnS + 3/2 O2 ZnO + SO2 s'amorce à 800 degré centigrade) est cycloné, filtré, débarrassé des poussières avant d'entrer dans le circuit propremendit de la fabrication de l'acide sulfurique.

L'oxyde de zinc (blende grillée) ainsi obtenu reste encore associé, en proportions variables, aux diverses impuretés telles que le cuivre, le cadmium, l'antimoine, le germanium, le cobalt,...

Toutes ces impuretés qui sont, plus nobles que le zinc sont susceptibles de se déposer à l'électrolyse avant le zinc et de compromettre ainsi l'extraction métallurgique de ce métal.

Il faut donc purifier au maximum avant l'électrolyse, la solution de sulfate de zinc obtenue par lixiviation acide de l'oxyde de zinc impur.

La purification est effectuée par les méthodes classiques de précipitation

Cette purification qui s'opère par étapes avec ajout des morceaux de cathodes et la poudre de zinc, de l'antimoine et du permanganate de potassium permet d'écarter au maximum possible du circuit direct de production de zinc des éléments tels que le cuivre, le cobalt, le cadmium et le fer.

Etant donné que le cuivre et le cadmium sont en proportions élevées dans le calciné alimenté et partant dans les éléments écartés, il a été conçu un petit circuit de production du cadmium (cathodes électrolytiques fondues sous forme des baguettes de 250 grammes par pièces et de pureté 99,99%) et un four de production de cuivre métallique en lingot de 3 à 4 tonnes à 95,96% de cuivre par fusion des céments obtenus lors de l'élimination du cuivre.

Le cuivre métallique produit servait généralement à la fabrication des anodes solubles pour les usines de Luilu et de Shituru.

La première tonne de zinc électrolytique a été produite en juin 1953 par METALKAT. En 1962, fut crée la société métallurgique Katangaise MTK qui devint en 1971 la société métallurgique de Kolwezi, qui finalement le 30 septembre 1974 intégra la Gecamines sous le nom de l'Usine à Zinc de Kolwezi (UZK).

De 1955 à 1966, cette usine traitait pour le compte de l'UMHK (Union Minière du Haut Katanga), les poussières des filtres à sacs des Usines Pyrometallurgiques de Lubumbashi (UL) et en extrayait du cadmium et des hydrates de Germanium.

Finalement en 2008, suite à l'arrêt de la mine de Kipushi et à la baisse du coût de zinc par rapport à celui du cuivre, UZK fut transformé en Usine à Cuivre de Kolwezi (UCK) traitant le minerai de cuivre de ramassage dans les rails et dans les bassins du concentrateur de Kamoto (KTC) et du concentrateur de Kolwezi (KZC).

A l'heure actuelle, avec la relance de la mine de Kilamusembu, sous le projet Kilamusembu, UCK porte deux types d'alimentation : le minerai ramassé et le minerai de Kilamusembu préalablement concentré au niveau de KZC

Le gisement de Kilamusembu est encaissé par le Katanguien qui comprend les métaux du groupe du cuivre, du cobalt, du zinc, du cadmium et du germanium. Ce gisement est constitué souvent par du stérile. Le cuivre est dans l'ore body inferieur seulement. Le cobalt y est relativement abondant.

Le minerai de Kilamusembu subit une concentration par flottation à la mousse au concentrateur de Kolwezi pour atteindre une teneur de 17% en cuivre afin de rentabiliser le processus de production afin d'atteindre dans l'électrolyte destiné à l'électrolyse du cuivre les teneurs compatibles à cet opération de production du cuivre métallique.

Le flow sheet actuel du processus de traitement est sur le schéma suivant :

Ainsi, en travaillant avec ce circuit de production, les usines à cuivre de Kolwezi ont fait la production suivante :

MOIS	JANVIER	FEVRIER	MARS	AVRIL
PRODUCTION	131,779	147,9	176,1	187,78

Approche d'un paramétrage des conditions optimales d'un circuit lixiviation extraction par solvant du cuivre à l'usine à cuivre de Kolwezi sur base du minerai oxydé de cuivre du gisement de Kilamusembu

Première partie :

Quelques concepts fondamentaux.

CHAPITRE 1 : APERCU SUR L'USINE A CUIVRE DE KOLWEZI.