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Le traitement des minéraux est une activité clé dans le monde minier, qui vise à augmenter la valeur des minéraux bruts extraits de la terre. Cette étape cruciale transforme les minerais déterrés en versions plus propres et plus concentrées, prêtes à être utilisées. En utilisant des méthodes physiques et chimiques, le traitement des minéraux sépare les bons minéraux utiles des déchets sans valeur, appelés gangue. En découvrant ce qu'implique le traitement des minerais, nous jetons les bases qui nous permettront de comprendre l'importance de ce processus pour le travail minier, entre autres.
L'importance du traitement des minerais
Au cœur de tout cela, le traitement des minerais renforce l'aptitude de l'industrie minière à tirer le meilleur parti des gisements de minerais de manière rentable. Il s'agit d'extraire et de concentrer les bonnes choses, c'est-à-dire les minéraux de valeur. Cela permet non seulement aux projets miniers de gagner plus d'argent, mais joue également un rôle important dans la protection de notre environnement. En permettant d'obtenir des minéraux à partir de minerais moins riches, on réduit la nécessité d'extraire trop de minerais, ce qui permet d'économiser de précieuses ressources naturelles et d'éviter de gâcher le paysage.
Les minéraux couramment traités sont les suivants :
● Métaux: Cette catégorie englobe un large éventail d'éléments essentiels pour diverses industries, notamment l'aluminium, la bauxite, la chalcopyrite (un important minerai de cuivre), la chromite (la principale source de chrome), le cuivre, la galène (minerai de plomb), l'or, l'hématite (minerai de fer), le fer, le plomb, la magnétite (un autre minerai de fer), le molybdène, le nickel, le platine, l'argent, la sphalérite (minerai de zinc), l'étain, et le zinc.
● Non-métaux: Charbon, quartz, diamants.
● Minéraux industriels: Cette catégorie comprend le phosphate, la potasse et le soufre, ingrédients clés des engrais, le gypse, utilisé dans la construction, et la barytine.
● Pierres précieuses: Outre les diamants, d'autres pierres précieuses comme les rubis, les émeraudes et les saphirs.
Tous ces minéraux passent par le traitement des minéraux pour augmenter leur pureté, leur concentration ou leur utilité générale, ce qui montre à quel point ce domaine est polyvalent et essentiel dans le monde minier. Grâce aux progrès de la technologie et à des méthodes plus intelligentes, l'industrie du traitement des minéraux ne cesse de s'améliorer, ce qui nous permet de tirer le meilleur parti des trésors minéraux de la Terre de manière durable et efficace, avec l'équipement adéquat.
5 étapes du traitement des minerais
Étape 1 : Concassage et broyage
La première étape de la transformation du minerai en minéraux utiles consiste à réduire la taille du minerai en le concassant et en le broyant sous haute pression. Les machines appelées concasseurs à mâchoires et concasseurs giratoires sont extrêmement importantes pour réduire le minerai en petits morceaux. Ces machines grandes et puissantes écrasent le minerai pour le rendre plus petit. Ensuite, les concasseurs à cône rendent les morceaux encore plus petits, préparant ainsi le minerai pour les étapes suivantes. L'étape suivante est le broyage, qui s'effectue dans des broyeurs spéciaux tels que les broyeurs à meules, les broyeurs à boulets ou les broyeurs à barres, en fonction de ce dont nous avons besoin. L'objectif est d'obtenir un minerai de la bonne taille afin d'en extraire le maximum d'éléments de valeur. Le processus de broyage permet de séparer les bons minéraux des parties inutiles et de s'assurer que les étapes suivantes, comme la séparation des minéraux, fonctionnent encore mieux.
Étape 2 : Examen préalable et classification
Après avoir pulvérisé et broyé le minéral en petits morceaux, nous procédons au criblage et à la classification. Ces étapes sont essentielles car elles nous aident à découvrir les petits morceaux dont nous avons besoin en examinant l'énormité et l'écrasement de ces derniers. Pour ce faire, nous utilisons des tamis métalliques et des machines appelées hydrocyclones. Pendant le criblage, nous laissons le minéral broyé tomber sur des tamis dont les interstices sont de taille idéale. De cette façon, les petits morceaux dont nous avons besoin passent à travers, et les énormes morceaux restent derrière. La classification implique de trier les choses. Il s'agit d'isoler les pièces en fonction de leur taille et d'autres caractéristiques. Pour ce faire, on utilise des machines peu communes appelées concentrateurs à gravité. En faisant tout cela avec précision, on planifie le minéral pour les autres parties, par exemple en le baignant dans l'eau et en le tirant à l'aide d'aimants. Cela permet d'organiser le métal en fonction de sa taille et de maximiser la quantité de minerai traité jusqu'à la taille cible. Il ne fait aucun doute que nous utilisons autant de minerai que nous le souhaitons, ce qui constitue une estimation correcte pour un résultat optimal par la suite.
Étape 3 : Concentration (méthode de traitement des minéraux)
Dans le monde du traitement des minerais, cinq méthodes se distinguent par leur efficacité et leur utilisation intensive : la séparation par gravité, la séparation magnétique, la flottation, la séparation électrostatique et le traitement chimique.
Séparation par gravité
La séparation par gravité exploite la différence de poids entre les minéraux de valeur et les déchets. Pour ce faire, nous utilisons des outils tels que les gabarits, les spirales et les tables à secousses. Ils utilisent la gravité pour organiser les particules en fonction de leur poids et de leur gravité spécifique. Cette technique est particulièrement efficace lorsqu'il s'agit de gros morceaux et constitue une méthode de choix pour les sables minéraux et l'or. Cette méthode fonctionne également très bien pour les minéraux lourds comme l'étain, le tungstène et la chromite. Comme ces minéraux sont plus lourds, ils sont différents des déchets. Il est donc plus facile de les séparer à l'aide d'une méthode appelée concentration par gravité.
Séparation magnétique
La séparation magnétique exploite les caractéristiques magnétiques des minéraux pour les séparer. Les séparateurs magnétiques permettent de trier les minéraux en fonction de leur magnétisme et de les séparer les uns des autres ou des déchets non magnétiques, appelés gangue. Cette technique est très importante lorsque nous travaillons avec des minerais de fer et elle est également utilisée pour les sables minéraux. Elle est particulièrement efficace pour séparer la magnétite, l'hématite et d'autres minéraux riches en fer de la gangue à angle droit en utilisant les forces magnétiques. Ainsi, nous pouvons nous concentrer sur le fer dont nous avons besoin pour fabriquer de l'acier.
Flottation
La flottation consiste à extraire les minéraux en les faisant adhérer aux bulles d'air à l'intérieur d'une cellule de flottation, grâce aux différences de réaction de leurs surfaces. Nous ajoutons des adjuvants chimiques pour que les minéraux de valeur fuient l'eau et s'accrochent aux bulles, ce qui nous permet de les ramasser. Les matériaux indésirables, ou gangue, continuent d'aimer l'eau et restent sur place. Cette étape est très importante lorsqu'il s'agit de minerais complexes contenant du cuivre, du plomb, du zinc et du platine. Si nous travaillons avec des minerais qui contiennent de minuscules morceaux de minéraux sulfurés comme le cuivre, le molybdène et le plomb, nous utilisons souvent la flottation par écumage pour augmenter la quantité de ces métaux et les préparer pour les étapes suivantes du traitement.
Séparation électrostatique
La séparation électrostatique, également connue sous le nom de séparation électrique, sépare les minéraux précieux des matériaux inutiles en tirant parti de la façon dont ils réagissent à l'électricité sur leur surface. Voici comment cela fonctionne : nous donnons une charge électrique aux particules, puis nous les plaçons dans un champ électrique. En fonction de leur charge, elles sont attirées vers différentes électrodes. Cette technique est très utile pour séparer les minéraux présents dans le sable et certains types de minerais métalliques, comme l'ilménite et le rutile (minerais de titane), ainsi que le zircon. Parce qu'elle permet de distinguer clairement les minéraux en fonction de leur capacité à conduire l'électricité, elle est parfaite pour trier ceux qui conduisent l'électricité de ceux qui ne le font pas.
Amélioration chimique
L'enrichissement chimique utilise des réactions chimiques pour modifier la surface des minéraux de manière à faciliter leur séparation. Il s'agit de méthodes telles que la lixiviation. Dans la lixiviation, nous utilisons des produits chimiques tels que des acides ou de l'hydroxyde de sodium pour dissoudre les métaux précieux du minerai. Cette méthode est très efficace pour extraire les métaux précieux des roches difficiles. Les gens l'utilisent beaucoup pour obtenir de l'or, de l'uranium et du cuivre. Par exemple, pour obtenir de l'or à partir de minerais qui n'en contiennent pas beaucoup, nous utilisons une méthode appelée lixiviation au cyanure. Pour l'uranium, nous utilisons principalement des méthodes appelées lixiviation acide ou alcaline.
Étape 4 : Déshydratation
La déshydratation est essentielle lorsqu'il s'agit de transformer des minéraux en éléments prêts à l'emploi. Il s'agit presque d'évacuer l'eau supplémentaire en rendant le mélange plus épais et en le tamisant ensuite. En épaississant, nous laissons la gravité faire son travail en tirant vers le bas les parties solides, ce qui rend le mélange moins aqueux. Ensuite, c'est le moment du tamisage. C'est à ce moment-là que nous utilisons des machines extraordinaires pour extraire encore plus d'eau et de petites particules. Les machines telles que les presses à canal ou les tambours à canal sont idéales à cet effet. Ces étapes permettent sans aucun doute de préparer les minéraux à l'étape finale du séchage et, par la suite, de les transformer en objets de valeur. La préparation minutieuse de l'eau dans l'exploitation minière a un impact sur la planète, car cela signifie que nous ne gaspillons pas l'eau ou d'autres ressources.
Étape 5 : Séchage et transformation du produit final
Nous sommes arrivés au processus final du traitement des minéraux : le séchage et la préparation du produit final en vue de sa vente ou d'autres travaux. L'utilisation de méthodes de séchage par la chaleur, comme les fours rotatifs ou les séchoirs à lit fluidisé, nous permet d'éliminer l'humidité restante et de nous assurer que les niveaux sont corrects. Après le séchage, le produit peut subir d'autres processus tels que la fusion, le trempage dans des produits chimiques (lixiviation) ou le mélange avec d'autres métaux (alliage), en fonction de ce que nous attendons du minéral. Il est très important que le séchage soit parfait, car c'est ce qui fait la qualité du produit final et la possibilité de le vendre ou de l'utiliser. Si nous ne le séchons pas correctement, nous risquons d'abîmer les minéraux précieux qu'il contient ou de payer plus cher le transport parce qu'il est trop lourd.
Étude de cas : Traitement minéral de l'or
Rassembler les étapes de traitement de l'or alluvial et de l'or en roche nous donne un aperçu complet de la manière dont l'or est extrait de la terre, principalement par séparation gravitaire. Cette méthode est essentielle pour récupérer l'or, car elle fonctionne aussi bien avec l'or en vrac que l'on trouve dans les lits de rivière (alluvions) qu'avec l'or plus solide enfoncé dans la roche. En utilisant la lourdeur naturelle de l'or par rapport aux autres matériaux qui l'entourent, cette technique permet de séparer l'or du reste.
1. Traitement de l'or alluvial: L'or alluvial est principalement soumis à un processus appelé "séparation par gravité". Cela est dû au fait que l'or se trouve dans le lit des rivières, des ruisseaux et des plaines inondables, mélangé à de la terre et du sable plus légers. Voici comment nous procédons :
● Alimentation: Nous commençons par introduire la terre dans le processus, à l'aide de gadgets sympathiques tels que des alimentateurs vibrants ou simplement en la chargeant à la main.
● Lavage et tamisage: Nous nettoyons ensuite l'or à l'aide d'installations de lavage à trommel et de tamis. Cela nous permet de nous débarrasser de la saleté et de séparer l'or des autres petits morceaux.
● Primaire Sélection: Tout d'abord, nous utilisons des machines qui tournent très vite ou des machines à jig spéciales pour séparer l'or.
● Concentration finale et raffinage: Ensuite, pour rassembler tout l'or, nous utilisons des tables à secousses, des sluices pour récupérer les morceaux manquants et des fours de fusion pour rendre l'or pur.
2. Traitement de l'or de roche: D'autre part, le traitement de l'or de roche commence par la décomposition physique du minerai en le concassant, parfois en plusieurs étapes, pour le préparer à la séparation. Comme pour l'or alluvionnaire, après avoir été préparé au départ, le minerai provenant de veines de quartz ou d'autres zones de roches dures est traité :
● Séparation par gravité: C'est ici qu'interviennent les équipements tels que les tables à secousses, particulièrement utiles pour séparer l'or oxydé juste après le concassage.
● Flottaison et plus: Pour l'or mélangé à des minéraux sulfurés, nous utilisons souvent la flottation pour séparer l'or de ces sulfures. Et pour les minerais vraiment délicats, nous pouvons même utiliser d'autres étapes, comme le broyage à boulets, pour nous assurer que nous extrayons autant d'or que possible.
Rôle central de la séparation par gravité: Dans l'extraction de l'or alluvial et de l'or en roche, la séparation par gravité est la star du début. Pour l'or alluvial, sa façon simple et efficace d'extraire l'or des matériaux de moindre importance en fait le premier choix. C'est généralement la première étape, suivie de méthodes encore plus détaillées. Dans le cas de l'or de roche, la séparation par gravité s'associe à d'autres méthodes, telles que la flottation pour l'or mélangé à des minéraux sulfurés, ce qui montre à quel point le minerai peut être complexe. Cette stratégie d'association nous permet d'obtenir le plus d'or possible, ce qui montre à quel point la séparation par gravité est flexible lorsque l'on a affaire à différentes techniques d'extraction.
Pour résumer, l'extraction de l'or consiste à utiliser à notre avantage ce que la nature nous offre, comme le poids de l'or. Nous utilisons toute une série d'outils pour répondre aux besoins spécifiques du minerai que nous travaillons. Ce mélange d'anciennes et de nouvelles astuces montre à quel point le monde minier peut être astucieux lorsqu'il s'agit d'extraire de l'or.
De quel équipement de traitement des minerais avez-vous besoin ?
| Catégorie d'équipement | Type d'équipement |
|---|---|
| Concassage et réduction de la taille | Concasseurs à mâchoires
Concasseurs à cône Concasseurs giratoires Broyeurs à marteaux Concasseurs à percussion Concasseurs à cylindres |
| Broyage et réduction supplémentaire de la taille | Broyeurs à billes
Moulins à barres Broyeurs SAG Broyeurs à rouleaux verticaux |
| Séparation et concentration | Séparateurs magnétiques
Cellules de flottation Équipement de séparation par gravité (par exemple, turbo, spirales, tables à secousses) Séparateurs centrifuges Hydrocyclones |
| Déshydratation et réduction de l'humidité | Réservoirs d'épaississement
Filtres-presses Filtres à vide Sécheurs rotatifs |
| Manutention | Bandes transporteuses
Alimentateurs (par exemple, tablier, grizzly, vibrant) Élévateurs à godets |
| Gestion des résidus | Barrages à stériles
Épaississants pour pâtes |
| Affinage et fusion | Fours de fusion
Cellules électrolytiques |
Conclusion
Le traitement des minerais est un élément clé de l'exploitation minière. Il permet de transformer le minerai brut en produits de valeur. En suivant des étapes telles que le concassage, le broyage, le criblage, la séparation, la concentration et le séchage, nous pouvons obtenir et nettoyer des minéraux de valeur. L'utilisation des bons outils et des nouvelles technologies contribue à rendre l'exploitation minière bénéfique pour les entreprises et l'environnement. À l'avenir, il sera très important d'améliorer le traitement des minéraux et de trouver de nouvelles méthodes pour répondre aux besoins mondiaux en minéraux. Cela contribuera à la croissance de l'économie tout en préservant notre planète.
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