IV.2.3. Analyse granulométrique
Les résultats de l'analyse granulométrique sont
repris dans le tableau IV.3 et sur la figure IV.1. Tableau
IV.3.Résultats de l'analyse granulométrique de
l'échantillon
|
Dimensions des tamis
|
|
Répartition granulométrique
|
|
Mesh
|
Micromètre
|
Poids(g)
|
% Poids
|
Refus cumulé (%)
|
Passant cumulé (%)
|
|
+20
|
+850
|
43,48
|
4,38
|
4,38
|
95,62
|
|
-20 +28
|
-850 +600
|
60,3
|
6,08
|
10,46
|
89,54
|
|
-28 +35
|
-600 +425
|
60,69
|
6,12
|
16,58
|
83,42
|
|
-35 +48
|
-425 +300
|
82,48
|
8,31
|
24,89
|
75,11
|
|
-48 +65
|
-300 +212
|
70,82
|
7,14
|
32,03
|
67,97
|
|
-65 +100
|
-312 +150
|
145
|
14,62
|
46,65
|
53,35
|
|
-100 +150
|
-150 +106
|
50,23
|
5,06
|
51,71
|
48,29
|
|
-150 +200
|
-106 +75
|
43,89
|
4,42
|
56,14
|
43,86
|
|
-200 +270
|
-75 +53
|
81,93
|
8,26
|
64,39
|
35,61
|
|
-270 +325
|
-53 +45
|
22,83
|
2,30
|
66,70
|
33,30
|
|
-325 +400
|
-45 +38
|
19,49
|
1,96
|
68,66
|
31,34
|
|
-400
|
-38
|
310,9
|
31,34
|
100,00
|
0,00
|
|
Total
|
|
992,04
|
100
|
|
|
120
Proportions cumulées (%J
100
40
20
60
80
0
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
850 900
Refus cumulé (%) Passant cumulé (%)
Ouverture tamis (micrometre)
47 | P a g e
Figure IV.1.Courbe de répartition
granulométrique de l'échantillon
Des résultats repris dans le tableau IV.3 et sur la figure
IV.1 nous pouvons faire des observations suivantes :
· Le d80 de l'échantillon est d'environ 350 um ;
· Les fractions supérieures à 53 um
représentent environ 64,39 % de l'échantillon et ont une teneur
en cuivre de 1,48% conformément à l'analyse chimique y
effectuée ;
· Les fractions fines, inférieures à 53 um
représentent environ 35,61 %.
D'après IMSC group (2018), la plage
granulométrique pour des meilleures performances lors de la
concentration sur spirale se situe entre 1 mm et 45 tm. Pour notre
étude, la plage granulométrique fixée est de -0,8 mm
à +53 tm.
IV.3. Essais de concentration sur spirale
3 séries d'essais comportant chacune 4 essais ont
été réalisées dans le but d'optimiser
l'étape de concentration sur spirale. Le critère de
sélection des conditions optimales est la teneur en cuivre du
concentré produit qui doit être le plus élevée
possible dans la plage de variation.
IV.3.1. Optimisation des paramètres
· Ouverture du collecteur de
concentré
La première série d'essais est faite sur une pulpe
préparée à 15 % solide et avec un débit
d'alimentation de 50 litres par minute. Seule l'ouverture de la cuillère
est variée.
48 | P a g e
Les résultats métallurgiques obtenus lors de la
première série d'essais sont repris dans le tableaux IV.5. Les
courbes donnant l'évolution du rendement de concentration et de la
teneur du cuivre dans le concentré et dans le mixte sont repris sur les
figures IV.2 et IV.3.
Tableau IV.4.Résultats de la première
série d'essais
|
Ouverture (cm)
|
10
|
12
|
14
|
16
|
|
Concentré Cuivre(%)
|
3,72
|
2,92
|
2,31
|
1,91
|
|
Cobalt(%)
|
0,15
|
0,14
|
0,14
|
0,14
|
|
Rdt Cuivre(%)
|
20,83
|
31,15
|
48,13
|
69,38
|
|
Rdt Cobalt(%)
|
31,25
|
38,89
|
38,89
|
58,33
|
|
Mixte Cuivre(%)
|
2,31
|
1,91
|
1,71
|
1,57
|
|
Cobalt(%)
|
0,14
|
0,13
|
0,13
|
0,13
|
|
Rdt Cuivre(%)
|
29,98
|
43,58
|
65,31
|
85,00
|
|
Rdt Cobalt(%)
|
38,89
|
54,17
|
54,17
|
72,22
|
|
Rejet Cuivre(%)
|
1,24
|
1,21
|
1,11
|
0,98
|
|
Cobalt(%)
|
0,11
|
0,11
|
0,11
|
0,1
|
90
80
Rdt de récupération
70
60
50
40
30
20
10
0
Rdt Cu mix Rdt Cu Con
9 10 11 12 13 14 15 16
Ouverture (cm)
Figure IV.2.Evolution du rendement de concentration en
fonction de l'ouverture cuillère
% Cu Con % Cu Mixte
Teneur cuivre (%)
2,5
3,5
0,5
1,5
4
2
3
0
1
9 10 11 12 13 14 15 16
Ouverture (cm)
49 | P a g e
Figure IV.3.Evolution de la teneur en cuivre en fonction de
l'ouverture cuillère
De ces résultats, il ressort que la teneur du
concentré s'améliore avec la diminution de la taille de
l'ouverture de la cuillère. Cette tendance est constatée aussi
dans la variation de la teneur dans les fractions mixtes. Quant au rendement,
il évolue inversement à la teneur (ou au taux de concentration).
La teneur en cuivre dans le rejet va de la plus grande valeur à la plus
petite et cela quand on va de la plus petite ouverture à la plus grande.
Ces résultats s'expliquent par le fait qu'un degré d'ouverture
plus grand permet une récupération plus complète des
particules denses, de sorte que les solides résiduels ayant
échappé aux ouvertures ont une teneur moindre. Il en
résulte un concentré final plus pauvre et un rendement
métal plus élevé. Une ouverture plus petite a l'effet
contraire (Bouchard. 2001).
L'objectif de cette étape de l'étude
étant d'avoir un concentré ayant une teneur en cuivre la plus
élevée possible, il nous conduit à retenir l'ouverture de
10 cm comme étant la meilleure. L'ouverture de 10 cm conduit à un
concentré titrant 3,72 % en cuivre pour un rendement de 20,83%.
? Débit d'alimentation
Cette série d'essais est faite sur une pulpe
préparée à 15 % solide et avec une ouverture du collecteur
de concentré (cuillère) maintenue à 10 cm. le
paramètre varié est le débit d'alimentation.
Les résultats métallurgiques obtenus lors de
cette série d'essais sont repris dans le tableau IV.6. Les courbes
donnant l'évolution du rendement de concentration et de la teneur en
cuivre dans le concentré et dans la fraction mixte sont repris sur la
figure IV.4 et IV.5.
50 | P age
Tableau IV.5.Résultats de la deuxième
série d'essais (variation débit d'alimentation)
|
Débit
|
30
|
40
|
50
|
60
|
|
Concentré Cuivre
|
3,77
|
3,82
|
3,88
|
5,53
|
|
Cobalt
|
0,18
|
0,19
|
0,19
|
0,21
|
|
Rdt Cuivre
|
40,79
|
33,16
|
28,62
|
24,61
|
|
Rdt Cobalt
|
60,00
|
57,58
|
57,58
|
31,82
|
|
Mixte Cuivre
|
1,49
|
1,61
|
2,44
|
3,45
|
|
Cobalt
|
0,14
|
0,17
|
0,17
|
0,17
|
|
Rdt Cuivre
|
92,69
|
74,54
|
38,09
|
29,29
|
|
Rdt Cobalt
|
77,78
|
62,96
|
62,96
|
40,48
|
|
Rejet Cuivre
|
1,01
|
1,1
|
1,15
|
1,16
|
|
Cobalt
|
0,08
|
0,08
|
0,08
|
0,1
|
Rdt Cu Con Rdt Cu Mixte
Rdt de recuperation (%)
100
40
20
90
70
60
50
30
80
10
0
25 30 35 40 45 50 55 60
Débit d'alimentation (Litre /minute)
Figure IV.4.Evolution du rendement de
récupération en fonction du débit d'alimentation
% Cu Con % Cu Mixte
Teneur Cu (%)
4
2
6
5
3
0
25 30 35 40 45 50 55 60
Débit d'alimentation (Litre/ minute)
1
Figure IV.5.Evolution de la teneur en cuivre en fonction du
débit d'alimentation
51 | P a g e
Une analyse des résultats repris ci haut nous montre
que les teneurs en cuivre du concentré et de la fraction mixte croissent
lorsque le débit augmente. Quant au rendement de
récupération, il évolue d'une manière descendante
dans les deux fractions quand le débit augmente. Quant à la
teneur du rejet, elle évolue d'une manière ascendante lorsque le
débit augmente.
Ces observations s'expliquent par le fait qu'un accroissement
du débit de la pulpe fait augmenter la vitesse de descente de la pulpe
dans le couloir, de sorte que la vitesse tangentielle des solides augmente, de
même que la force centrifuge qui s'y applique, dans ces conditions, plus
des solides sont refoulés vers l'extérieur. La conséquence
de ce phénomène est que plus de particules mixtes se dirigent au
rejet, de sorte que le rendement métal décroit au
concentré, sa teneur augmente par le même fait. Une baisse de
débit a l'effet contraire (Kalongo. 2016).
L'objectif de cette étape de l'étude
étant d'avoir un concentré ayant une teneur en cuivre la plus
élevée possible, il nous conduit à retenir le débit
de 60 litres par minute comme étant le meilleur. Le débit de 60
litres par minute conduit à un concentré titrant 5,53% en cuivre
pour un rendement de 24,61% et une fraction mixte titrant 3,45 % cuivre pour un
rendement de récupération de 29,29%.
? Pourcentage solide de la pulpe
La variation du pourcentage solide de la pulpe est faite avec
une ouverture de la cuillère de 10 cm et un débit d'alimentation
de 60 litres par minute. Les résultats métallurgiques obtenus
lors de cette série d'essais sont repris dans le tableaux IV.7. Les
courbes donnant l'évolution du rendement de récupération
et la teneur en cuivre dans le concentré et dans le mixte sont repris
sur la figure IV.6 et IV.7.
Tableau IV.6.Résultats de troisième
série d'essais (variation pourcentage solide)
|
% solide
|
10
|
15
|
20
|
25
|
|
Concentré Cuivre
|
3,89
|
4,36
|
4,57
|
6,44
|
|
Cobalt
|
0,14
|
0,22
|
0,22
|
0,23
|
|
Rdt Cuivre
|
27,36
|
29,06
|
30,27
|
50,04
|
|
Rdt Cobalt
|
38,89
|
42,31
|
42,31
|
51,11
|
|
Mixte Cuivre
|
2,44
|
2,78
|
2,85
|
4,34
|
|
Cobalt
|
0,14
|
0,16
|
0,16
|
0,17
|
|
Rdt Cuivre
|
29,32
|
35,84
|
37,54
|
53,79
|
|
Rdt Cobalt
|
38,89
|
57,14
|
57,14
|
62,96
|
|
Rejet Cuivre
|
1,2
|
1,13
|
1,11
|
0,81
|
|
Cobalt
|
0,11
|
0,09
|
0,09
|
0,08
|
Rdt Cu Con Rdt Cu Mixte
Rdt de recuperation (%)
40
20
60
50
30
10
0
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
% Solide
52 | P a g e
Figure IV.6.Evolution du rendement de
récupération en fonction du pourcentage solide pulpe
% Cu Con % Cu Mixte
Teneur Cuivre (%)
4
2
7
6
5
3
0
1
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
% Solide
Figure IV.7.Evolution de la teneur en cuivre en fonction du
pourcentage solide
Une analyse des résultats fournis dans le tableau IV.7
et sur les figures IV.6 et IV.7 nous montre qu'il y une variation ascendante du
rendement de récupération du cuivre dans le concentré et
dans la fraction mixte. Quant à la teneur du cuivre dans le
concentré et dans la fraction mixte, elle connait une évolution
lente.
L'objectif de cette étape de l'étude
étant d'avoir un concentré ayant la teneur en cuivre la plus
élevée possible, cela nous conduit à retenir le
pourcentage solide de 25% comme étant la condition optimale pour cette
variation. Le pourcentage solide de 25% conduit à un concentré
titrant 6,44% en cuivre pour un rendement de 50,04% et une fraction mixte
titrant 4,34 % cuivre pour un rendement de récupération de
53,79%.
53 | P a g e
La teneur en cuivre du rejet montre que la concentration sur
spirale n'est pas parvenu à un appauvrissement poussé de la
matière alimentée et le rejet obtenu dans les conditions
jugées optimales présente une teneur en cuivre non
négligeable. Ce qui justifierai une opération d'appauvrissement
du rejet.
Une analyse minéralogique effectuée au
microscope binoculaire stéréoscopique du laboratoire de
minéralurgie de EMT révèle que le rejet comporte de la
malachite, de la chrysocolle et de l'hétérogénite en une
quantité relativement faible. Les minéraux de la gangue y
contenus sont le quartz et les oxydes de fer. La quantité du quartz est
relativement supérieure par rapport à celle des oxydes de fer.
IV.4. Essai de concentration magnétique IV.4.1.
Introduction
Deux essais de concentration sur séparateur
magnétique ont été réalisés dans les
conditions opératoires suivantes :
Tableau IV.7.Conditions opératoires sur
séparateur magnétique
|
Essai
|
Ampérage(A)
|
% solide
|
Cycle
|
Etat
|
|
1
|
4
|
50
|
5
|
Broyé
|
|
2
|
4
|
50
|
5
|
Non broyé
|
Le critère de sélection retenu est la teneur en
cuivre du rejet qui doit être le plus faible possible et
inférieure et par conséquent un rendement de
récupération le plus élevé possible. La teneur en
cuivre du concentré global doit être supérieure à 3%
cuivre.
IV.4.2. Optimisation des paramètres
? Essai sans broyage
Cet essai est effectué sur une pulpe contenant 50
grammes de matière solide non broyée (rejet spirale non
broyé). Le volume de la pulpe est de 100 ml.
Les résultats métallurgiques obtenus sont
mentionnés dans le tableau IV.10.
Tableau IV.8.Résultats du test de concentration
magnétique sur le rejet non broyé
|
Poids (g)
|
% Cu
|
%Co
|
|
Alimentation
|
50
|
0,81
|
0,08
|
|
FM1
|
7,07
|
2,74
|
0,09
|
|
Rdt
|
|
47,83
|
15,91
|
|
FM2
|
6,92
|
1,02
|
0,07
|
|
Rdt
|
|
17,43
|
12,11
|
|
C
|
13,99
|
1,89
|
0,08
|
|
FM3
|
5,18
|
1,02
|
0,07
|
|
C
|
19,17
|
1,65
|
0,14
|
|
FM4
|
3,18
|
1,13
|
0,07
|
|
Rdt
|
|
8,87
|
5,57
|
|
C
|
22,35
|
1,58
|
0,28
|
|
FM5
|
0,92
|
0,64
|
0,06
|
|
C Global
|
23,27
|
1,54
|
0,22
|
|
Rdt global
|
|
28,70
|
48,49
|
|
Rejet
|
25,73
|
0,68
|
0,05
|
|
Rdt Poids
|
46,54
|
|
|
54 | P a g e
55 | P a g e
? Essai avec broyage
Cet essai est effectué sur une pulpe contenant 50 grammes
de matière solide broyée (rejet spirale broyé) pendant 1
minute. Le volume de la pulpe est de 100 ml.
Les résultats métallurgiques obtenus lors de cet
essai sont repris dans le tableau IV.11. Tableau IV.9.Résultats de
l'essai de concentration magnétique avec le rejet broyé
|
Poids (g)
|
% Cu
|
%Co
|
|
Alimentation
|
50
|
0,81
|
0,08
|
|
FM1
|
4,64
|
3,04
|
0,21
|
|
Rdt
|
|
34,83
|
24,36
|
|
FM2
|
3,93
|
2,03
|
0,21
|
|
Rdt
|
|
19,69
|
20,63
|
|
C
|
8,57
|
2,58
|
0,21
|
|
FM3
|
2,21
|
0,88
|
0,19
|
|
C
|
10,78
|
2,23
|
0,27
|
|
FM4
|
1,12
|
0,53
|
0,16
|
|
Rdt
|
|
1,47
|
4,48
|
|
C
|
11,9
|
2,07
|
0,3
|
|
FM5
|
0,82
|
0,52
|
0,16
|
|
C Global
|
12,72
|
1,97
|
0,18
|
|
Rdt global
|
|
61,87
|
57,24
|
|
Rejet
|
37,28
|
0,41
|
0,04
|
|
Rdt Poids
|
25,44
|
|
|
56 | P age
Le graphique IV.8 présente une comparaison entre les
résultats métallurgiques obtenus lors des essais de concentration
magnétique.
70
60
50
40
30
20
10
0
Rdt Cu (%) Rdt Poids (%) Teneur Cu (%)
Non Broyé Broyé
Figure IV.8. Evaluation des résultats des essais de
concentration magnétique
Les résultats repris dans les tableaux IV.10,IV.11 et
sur le graphique IV.8 appellent les commentaires suivants :
Pour ce qui est de l'essai réalisé avec une
alimentation non broyée, le concentré global obtenu titre 1,54%
cuivre. Pour un rendement de concentration équivalant à 28,70 %.
La fraction non magnétique (rejet) issu de cet essai titre 0,68 %
cuivre.
L'essai réalisé avec une alimentation
broyée révèle que le concentré global obtenu dans
ces conditions titre 1,97% cuivre. Pour un rendement de concentration
équivalant à 61,85%. La fraction non magnétique (rejet)
issu de cet essai titre 0,41 % cuivre.
De ces commentaires, il ressort que le meilleur
épuisement du rejet et un bon rendement de récupération
sont obtenus dans les conditions du deuxième essai (essai avec
broyage) où la teneur en cuivre du rejet et le rendement de
récupération sont respectivement de 0,41% et 61,85%. Ceci
pourrait s'expliquer par le fait que la granulométrie d'alimentation est
relativement fine et que la fraction magnétique reste facilement
figée dans le champ magnétique de l'appareil. Quant à la
granulométrie d'alimentation de l'essai sur le rejet non broyé,
elle est relativement grossière donnant une possibilité aux
particules d'être entrainées par la somme des forces s'opposant
à la force magnétique (force de gravité, force centrifuge,
etc) (Yoann,2020).
57 | P a g e
IV.5. Evaluation du bilan de concentration
L'évaluation du bilan de concentration sur spirale et
sur séparateur magnétique est reprise au tableau II.10 et
illustrée par la figure IV.9 présentant le bilan cuivre.
Tableau IV.10. Bilan global de concentration
Echantillon brut Poids(kg) Teneur Cu (%)
|
23,30
Concentration sur spirale
|
1,44
|
|
Alimentation spirale
|
15
|
1,48
|
|
Concentré spirale
|
2,45
|
5,19
|
|
Rejet spirale
|
12,55
|
0,81
|
|
Rdt de Con(%)
|
|
57,1
|
|
Rdt poids(%)
|
16,33
|
|
Concentration magnétique
|
Alimentation
|
12,55
|
0,81
|
|
Concentré magnétique
|
3,21
|
1,97
|
|
Rejet S Magnétique
|
9,27
|
0,41
|
|
Rdt de Con(%)
|
|
61,85
|
|
Rdt poids(%)
|
25,54
|
|
|
Bilan global
|
|
|
Concentré global
|
5,65
|
3,36
|
|
Rejet final
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9,27
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0,41
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Rdt de Conc (%)
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56,56
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Rdt Poids(%)
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24,17
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58 | P a g e
Figure IV.9. Bilan global de concentration
Sur base des exigences de EMT, la granulométrie sur
laquelle nous avons effectué nos essais se trouve dans l'intervalle de
-0,8 mm à 53 ?m ; ce choix a conduit à l'élimination de la
fraction inférieure à 53 ?m qui représente environ 40% des
rejets inferieurs à 0,8 mm de la laverie de KAMATANDA. Ainsi donc notre
étude ne traite qu'environ 60% des rejets inferieurs à 0,8 mm de
la laverie de KAMATANDA.
59 | P a g e
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