III.1. Matériels
III.1.1. Rejet de la laverie de kamatanda
? Origine de l'échantillon
L'échantillon de minerais sujet de notre étude,
provient de la laverie de Kamatanda. Il a été tiré sur les
tas des rejets de la laverie de Kamatanda par les échantillonneurs de la
division de minéralurgie du département d'études
métallurgiques. Un échantillon de 120 kg de la fraction
inférieure à 0,8 mm indexé 4720 au magasin de la division
de minéralurgie a été mis à notre disposition pour
cette étude.
? Préparation de
l'échantillon
La préparation de l'échantillon a
consisté à faire une homogénéisation de
l'échantillon destiné à l'étude, une classification
granulométrique humide et un séchage. Une schématisation
de cette procédure est faite à la figure III.1.
Homogénéisation
Par la méthode cône couronne.
+53?m
Criblage
-53?m
Echantillon
120 kg
D'échantillon brut
Analyse granulométrique Analyse chimique Analyse
minéralogique
Séchage
Lot de
l'échantillon prêt
pour les essais
30 | P age
Figure III.1.Schematisation de la préparation de
l'échantillon
? Caractérisation de l'échantillon
? Analyse minéralogique
L'analyse minéralogique de l'échantillon a
été réalisée au laboratoire de la division de
minéralurgie de EMT. Elle a consisté en une identification des
minéraux constitutifs de l'échantillon par passage au microscope
binoculaire stéréoscopique. Les résultats de cette analyse
sont repris au chapitre relatif à la présentation et à
l'analyse des résultats.
31 | P a g e
V' Analyse chimique
L'analyse chimique a été effectuée au
spectromètre d'absorption atomique de la division des laboratoires du
département d'études métallurgiques. Les résultats
des analyses sont repris au chapitre relatif à la présentation
des résultats.
V' Analyse granulométrique
La caractérisation granulométrique a
été effectuée en vue de connaitre la répartition
granulométrique des particules dans l'échantillon. Elle a
été effectuée par tamisage sur 11 tamis d'ouvertures
différentes de la série américaine TYLER. Les
résultats de cette analyse sont repris au chapitre relatif à la
présentation et à l'analyse des résultats.
III.1.2. Rejet du circuit de concentration sur
spirale
Le rejet du circuit de concentration sur spirale est obtenu
après concentration gravimétrique sur spirale. Pour sa
caractérisation, une analyse chimique et minéralogique a
été effectuée sur un échantillon
prélevé sur le rejet.
? Analyse minéralogique
L'analyse minéralogique de l'échantillon a
été réalisée au laboratoire de la division de
minéralurgie de EMT. Elle a consisté en une simple identification
des minéraux constitutifs de l'échantillon par passage de
l'échantillon au microscope binoculaire stéréoscopique.
Les résultats de cette analyse sont repris au chapitre relatif à
la présentation et à l'analyse des résultats.
? Analyse chimique
L'analyse chimique a été effectuée au
spectromètre d'absorption atomique de la division laboratoire du
département d'études métallurgiques. Les résultats
des analyses sont repris au chapitre relatif à la présentation
des résultats.
III.1.3. Appareillages et accessoires
? Préparation de
l'échantillon
La préparation de l'échantillon a
nécessité les appareillages et accessoires suivants :
V' Appareillage
> Une étuve
V' Accessoires
> Un tamis de 53 ?m d'ouverture
;
32 | P a g e
> Des pans ;
> Un sceau ;
> Des sachets krafts.
? Analyse granulométrique
Les appareillages et accessoires suivants ont
été utilisés pour effectuer l'analyse
granulométrique :
V' Appareillages
> Une balance électronique ;
> Une étuve ;
> Un tamiseur automatique de marque RO - TAP.
V' Accessoires
> Une brosse ;
> Un jeu de 11 tamis de la série Tyler ayant une
ouverture allant de 850 à 38 ?m (20, 28,
35, 48, 65, 100, 150, 200, 270, 325 et 400 mesh) ;
> Des pans ;
> Un marqueur ;
> Des sachets krafts ;
? Essai de concentration sur
spirale
La réalisation des essais de concentration sur spirale
a nécessité les appareillages et accessoires suivants :
V' Appareillages
> Une batterie de spirales comprenant 2 spirales (les
tests de concentration sur spirales ont été fait sur une de ces
deux spirales) dont les caractéristiques sont les suivantes :
Hauteur : 2,5 m,
Pas : 50 cm,
Angle d'inclinaison : 20°,
Rayon externe : 185 mm,
Rayon interne : 110 mm,
Angle d'inclinaison de la rigole : 15°,
33 | P a g e
> Deux pompes centrifuges de type DENVER, dont une a un
débit maximal de 120 litres
par minute (utilisée comme pompe d'alimentation) et
l'autre a un débit fixe de 90 litres
par minute (utilisée comme pompe de recirculation de
la pulpe) ;
> Un conditionneur de type DENVER d'une capacité de
100 litres ;
> Une étuve ;
> Une balance de type TOLEDO ;
> Un chronomètre. ;
> Une balance électronique de marque VIBRA ;
> Un conditionneur du type DENVER, une batterie des
spirales Humphreys et des pompes
centrifuges utilisés à l'usine pilote de
minéralurgie de GCM/ EMT sont illustrés à la
figure III.2 et III.3.
Figure III.2.Photo du conditionneur DENVER et de la pompe
centrifuge d'alimentation
34 | P age
Figure III.3.Photo de la batterie des spirales Humphreys et
de la pompe centrifuge de
recirculation
V' Accessoires
> Des pans ;
> Une brosse ;
> Une cuillère ;
> Un sceau de 80 litres de capacité ;
> Des tuyaux pour le transport de la pulpe ;
> Des sachets krafts.
? Essai de concentration
magnétique
La réalisation des essais de concentration
magnétique a nécessité les appareillages et accessoires
suivants :
V' Appareillages
> Un séparateur magnétique haute
intensité à voie humide de modèle WHIMS 3X4 L, de
série 239-08 date : 10-08 ayant les caractéristiques
électriques suivantes :
La tension électrique de 220V,
La machine est monophasée,
La fréquence du courant électrique est 50 Hz et
35 | P a g e
La puissance active est de 6 kw ;
> Un broyeur à boulets de laboratoire aux
caractéristiques suivantes :
Une vitesse de rotation de 123 tours par minutes,
Une longueur de 260 mm,
Un diamètre de 180 mm et
La masse de corps broyant est de 7kg ;
> Une étuve ;
> Une balance électronique de marque VIBRA ;
V' Accessoires
> Des pans ;
> Une brosse ;
> Une pissette ;
> Un bécher ;
> Une éprouvette de 100 ml ;
> Des sachets krafts.
III.2. Méthodes
III.2.1. Préparation de
l'échantillon
La préparation de l'échantillon sur lequel a
porté l'étude a été faite suivant le mode
opératoire suivant :
V' Mode opératoire de la préparation
de l'échantillon
> Déverser successivement les différents lots
de l'échantillon en formant un seul tas
conique ;
> Homogénéiser le tas par la méthode
cône-couronne ;
> Prélever environ 2000 grammes pour la
caractérisation de l'échantillon ;
> Préparer une pulpe dans un sceau (minerai + eau)
;
> Faire passer la pulpe sur un tamis de 53 ?m ;
> Recueillir et sécher dans une étuve pendent
24 heures la fraction supérieure à 53 ?m ;
> Faire une caractérisation chimique de cette
fraction.
36 | P age
III.2.2. Caractérisation de
l'échantillon
La caractérisation de l'échantillon a
consisté à faire une analyse minéralogique, chimique et
granulométrique.
De ces différentes analyses, seule l'analyse
granulométrique a été réalisée par nous et
le mode opératoire de cette analyse a été imposé
par EMT.
? Mode opératoire de l'analyse
granulométrique
L'analyse granulométrique a été
réalisé suivant le mode opératoire suivant :
y' Prélever 1000 g d'échantillon ;
y' Fractionner l'échantillon en deux tranches sur un
tamis de 38 ???? par un tamisage
humide ;
y' Sécher les deux fractions à l'étuve
pendant 24 heures ;
y' Tamiser pendant 10 minutes, la fraction des refus à
l'aide du RO-TAP sur une série des
tamis (20, 28, 35, 48, 65, 100, 150, 200, 270, 325 et 400 mesh)
;
y' Recueillir les différentes fractions
granulométriques et les peser.
y' Par calcul, déduire les proportions en pourcentage des
passants et refus cumulés sur
chaque tamis.
III.2.3. Essais de concentration
Les essais de concentration des rejets de la laverie de
KAMATANDA consisteront en une concentration sur spirale suivie d'une
concentration des rejets spirale par concentration magnétique. La figure
III.4 illustre par un schéma le processus de concentration
utilisé dans cette étude.
Alimentation
|
Concentration sur
spirale
|
Concentré
spirale
|
|
|
Rejet
spirale
|
Concentration
magnétique
|
Concentré magnétique
|
|
Rejet final
Figure III.4.Schema général du processus de
concentration
? Essais de concentration sur
spirale
Ces essais ont été réalisées sur une
spirale Humphreys en variant l'ouverture de la cuillère (collecteurs de
concentré), le débit d'alimentation de la pulpe, le pourcentage
solide de l'alimentation.
? Variation de l'ouverture du collecteur de concentré
Quatre essais ont été réalisés en
variant l'ouverture du collecteur de concentré. Les valeurs des
paramètres utilisées pour la variation de l'ouverture du
collecteur de concentré sont reprises dans le tableau III.1.
Tableau III.1. Valeurs des paramètres
utilisées pour la Ière série d'essais
Paramètres constants Paramètres
variables
Granulométrie : +53 ?m Ouverture du collecteur de
concentré (cm) :
Débit d'alimentation: 50 litres par minutes 10, 12, 14,
16
Pourcentage solide alimentation: 15% (valeurs
représentant les ouvertures du
Débit d'eau de lavage : - design de l'appareil)
L'objectif poursuivi lors de la réalisation de ces
essais est d'avoir un concentré ayant la plus grande teneur possible
dans la plage de variation de l'ouverture du collecteur de concentré.
? Mode opératoire
Le mode opératoire utilisé pour cette série
d'essais est le suivant :
Préparer les rejets servant à alimenter la
spirale (cette préparation consiste, par une méthode de
classification granulométrique, à réaliser une
séparation à la maille de coupure. Pour cette étude, la
maille de coupure est de 53 ?m et sera maintenue constante pour tous les
essais) ;
Calculer, peser et prélever la quantité de
rejets et d'eau nécessaire pour obtenir le pourcentage solide de la
pulpe désiré ;
Verser la quantité d'eau requise dans le conditionneur
d'alimentation et démarrer la pompe d'alimentation en maintenant le
circuit du conditionneur fermé c'est-à-dire que l'eau tourne en
boucle sans atteindre la spirale ;
37 | P a g e
38 | P a g e
Ajouter graduellement la masse calculée de minerai
à la cuve et laisser fonctionner en circuit fermé pendant 10
minutes afin d'assurer une bonne homogénéisation ;
Ajuster le débit d'alimentation à la valeur
désirée ; Ajuster la position du collecteur de concentré
à 10 cm ;
Laisser fonctionner pendant 10 minutes en s'assurant du bon
fonctionnement de la pompe de recirculation ;
Echantillonner les flux de concentré, mixte et de rejet
;
Pour tous les niveaux de la variable, ajuster et laisser
fonctionner pendant 10 minutes avant échantillonnage ;
Mettre les échantillons à l'étuve, les
sécher pendant 24 heures et les peser afin de pouvoir estimer le poids
de matière retiré du circuit lors de l'échantillonnage
;
Les pulvériser et les soumettre aux analyses
chimiques.
+53 ?m
Criblage sur un tamis 53 ?m
Séchage
Concentration
sur spirale
-53 ?m
Echantillon brut
Concentré
Rejet destiné à l'épuisement sur
séparateur magnétique
Figure III.5.Schéma des Figure essais de
III63 : concentration sur spirale
Les schémas montrant la procédure de
réalisation des essais de concentration sur spirale et le fonctionnement
du circuit utilisé sont repris respectivement sur les figures III.5 et
III.6.
Figure III.6.Schéma du fonctionnement du circuit de
traitement
(Kalongo,2016)
? Variation du débit d'alimentation
Quatre essais ont été réalisés en
variant le débit d'alimentation de la pulpe. Les valeurs des
paramètres utilisées pour la variation du débit
d'alimentation de la pulpe sont reprises dans le tableau III.2.
Tableau III.2.Parametres utilisés pour la
IIème série d'essais
Paramètres constants Paramètres
variables
Granulométrie : +53 ?m Débit d'alimentation de la
pulpe (litres par
Ouverture du collecteur de concentré :10cm Pourcentage
solide alimentation : 15% Débit d'eau de lavage : -
|
minute) : 30, 40, 50, 60
|
|
L'objectif poursuivi lors de la réalisation de ces
essais est d'avoir un concentré ayant la plus grande teneur possible
dans la plage de variation du débit d'alimentation de la pulpe.
? Mode opératoire
Le mode opératoire utilisé pour cette série
d'essais est le suivant :
Calculer, peser et prélever la quantité de
rejets et d'eau nécessaire pour obtenir le pourcentage solide de la
pulpe désiré réajustement du pourcentage solide) ;
39 | P a g e
Verser la quantité d'eau requise dans le conditionneur
d'alimentation et démarrer la pompe d'alimentation en maintenant le
circuit du conditionneur fermé c'est-à-dire que l'eau tourne en
boucle sans atteindre la spirale ;
Ajouter graduellement la masse calculée de rejet
à la cuve et laisser fonctionner en circuit fermé pendant 10
minutes afin d'assurer une bonne homogénéisation ;
Ajuster la position du collecteur de concentré
à la valeur retenue ; Ajuster le débit à la plus faible
valeur de la plage de variation ;
Laisser fonctionner pendant 10 minutes en s'assurant du bon
fonctionnement de la pompe de recirculation ;
Echantillonner les flux de concentré, mixte et de
rejet ;
Pour tous les niveaux de la variable (débit
d'alimentation), ajuster et laisser fonctionner pendant 10 minutes avant
échantillonnage ;
Mettre les échantillons à l'étuve, les
sécher pendant 24 heures et les peser afin de pouvoir estimer le poids
de matière retiré du circuit lors de l'échantillonnage
;
Les pulvériser et les soumettre aux analyses
chimiques. ? Variation du pourcentage solide
Quatre essais ont été réalisés en
variant le pourcentage solide de la pulpe. Les valeurs des paramètres
utilisées pour la variation du pourcentage solide de la pulpe sont
reprises dans le tableau III.3.
Tableau III.3. Paramètres utilisés pour la
IIIème série d'essais
Paramètres constants Paramètres
variables
Granulométrie : +53 ?m Pourcentage solide de la pulpe (%)
: 10,
Ouverture du collecteur de concentré: 10 cm Débit
d'alimentation : 60 litres par minute Débit d'eau de lavage : -
|
15, 20, 25
|
|
L'objectif poursuivi lors de la réalisation de ces
essais est d'avoir un concentré ayant la plus grande teneur possible
dans la plage de variation du pourcentage solide de la pulpe.
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? Mode opératoire
Le mode opératoire utilisé pour cette série
d'essais est le suivant :
Calculer et peser la quantité de rejets
nécessaire pour obtenir le pourcentage solide de la pulpe ;
Verser la quantité d'eau requise dans le conditionneur
d'alimentation et démarrer la pompe d'alimentation en maintenant le
circuit du conditionneur fermé c'est-à-dire que l'eau tourne en
boucle sans atteindre la spirale ;
Ajuster la position du collecteur de concentré
à la position jugée optimale à la première
série d'essais;
Ajuster le débit à la valeur jugée optimale
à la deuxième série d'essais ;
Ajouter graduellement la masse de rejet à la cuve et
laisser fonctionner en circuit fermé pendant 10 minutes afin d'assurer
une bonne homogénéisation (commencer par la plus petite valeur de
la plage de variation) ;
Echantillonner les flux de concentré, mixte et de rejet
;
Pour tous les niveaux de la variable (pourcentage solide),
ajuster et laisser fonctionner pendant 10 minutes avant échantillonnage
;
Mettre les échantillons à l'étuve, les
sécher pendant 24 heures ;
Retirer les échantillons de l'étuve, les
laisser refroidir, les pulvériser et les soumettre aux analyses
chimiques.
? Essais de concentration
magnétique
La seule variation lors des essais sur séparateur
magnétique est l'état de l'alimentation (broyée et non
broyée). Deux essais ont été réalisés dont
l'un sur le rejet non broyé et l'autre sur rejet broyé pendant 1
minute. La raison d'être de cette variation est de voir l'impact de la
granulométrie sur cette étape.
Le pourcentage solide de la pulpe d'alimentation,
l'ampérage, le nombre de passe et le temps de broyage seront
gardés constants tout au long des essais. Les paramètres non
fixés sont le débit d'alimentation, les susceptibilités
magnétiques des minéraux présents dans
l'échantillon, etc. Les paramètres et variations utilisés
dans la réalisation de cette étape ont été
fixés par la division minéralurgie de EMT.
42 | P a g e
L'objectif primordial de cette étape est d'épuiser
le rejet en récupérant le plus de cuivre et de cobalt
possible.
La procédure utilisée pour les essais de
concentration magnétique est la suivante :
y' Peser et placer 50 g de matière solide (rejet spirale)
dans un bécher de 1 litre de capacité; y' Prélever un
volume d'eau nécessaire à la préparation d'une pulpe
à un pourcentage solide donné dans une éprouvette de 100
ml de capacité et l'ajouter dans le bécher ; y' Assurer
l'agitation pendant un bref délai au moyen d'une spatule ;
y' Lorsque la pulpe à traiter est déjà
prête pour l'essai, brancher le séparateur magnétique
à une source de tension alternative monophasée de 220V du
laboratoire ; y' Insérer le support médium magnétique
entre les bobines magnétiques, les courants qui traversent ces
dernières sont nuls par signalisation de la lampe témoin ; y'
Démarrer la machine en appuyant sur le bouton poussoir de
démarrage ; y' Tourner lentement le curseur servant à la
variation de l'intensité du champ magnétique vers la droite
jusqu'à un courant de 4 ampères (qui est la valeur de
l'intensité du champ de travail, il reste constant au cours de nos
essais) ;
y' Lorsque l'appareil est en fonctionnement normal, alimenter la
pulpe sur le support médium magnétique ;
y' Récupérer la fraction non magnétique
traversant le support médium magnétique dans un pan placé
au bas de l'appareil ;
y' La fraction magnétique quant à elle est
piégée au niveau des sphères magnétisées, et
pour récupérer cette fraction, on procède comme suit :
y' Remettre le curseur servant à la variation de
l'intensité du champ magnétique à la position zéro
en le tournant dans le sens anti-horlogique,
y' Prendre au moins 2 minutes pour attendre la
démagnétisation des sphères, y' Verser de l'eau avec une
pression relativement élevée afin de permettre à la
fraction magnétique qui y est piégée d'être
recueillie dans un pan placé au bas de l'appareil ; y' Recirculer 5 fois
la fraction non magnétique en reproduisant les mêmes
opérations ; y' Sécher à l'étuve pendant 24 heures
les fractions magnétiques et la fraction non magnétique (rejet),
les peser avant de les soumettre aux analyses chimiques.
La procédure de réalisation des essais de
concentration magnétique est schématisée sur la figure
| 
