Optimisation de la lixiviation du minerai cupro-cobaltifère de Kamfundwa

La lixiviation du minerai cupro-cobaltifère est optimisée dans l’étude de la mine de Kamfundwa, en appliquant la méthodologie de Taguchi. L’objectif est d’améliorer la solubilisation du cuivre et du cobalt tout en réduisant la dissolution du fer et la consommation d’acide.

CHAP III MATERIEL ET METHODES

III.1. Présentation du site de Kamfundwa

Les minerais du remblais 433 faisant l’objet de cette partie du travail est issus du gisement de Kamfundwa. Ce gisement renferme des minerais cupro-cobaltifères oxydés exploité par la société Gécamines. Elle est traitée au concentrateur de Kambove pour alimenter l’usine shituru.

III.1.1. Localisation géographique du gisement

La mine de Kamfundwa est située à 10 km au nord des installations du siège de Kambove et à 4km au sud de la mine de shangulowe sur le permis d’exploitation n°465 appartenant à la Gécamines/Groupe centre. Elle s’étend sur une superficie de 1,5km x 0,9km.

III.1.2. Description géologique du gisement de Kamfundwa

Le gisement de Kamfundwa est constitué d’un ensemble de 7 écailles majeures de série de mines entourées de brèches à éléments calcaires. Cette nappe de brèche, au même titre que celle de Kazibizi et M’sesa, gisements antécédents, jalonne un accident tectonique moyen qui recoupe les plis du synclinal de Kambove et que l’on peut suivre jusqu’à Likasi.

Les études de prospection faites par les services de géologie de la Gécamines ont montré que le gisement de Kamfundwa comprenait des minerais cupro-cobaltifères estimés à 21 459 737 tonnes sèches, au début de son exploitation, en 1988. Selon les estimations faites en début d’année 2009 par les mêmes services de géologie, la réserve en minerai de ce gisement serait de 415 823 tonnes sèches avec des teneurs en cuivre de 2,6% et 0,3% pour le cobalt.

III.2. Echantillonnage

L’échantillonnage constitue une étape cruciale dans le processus de caractérisation d’un minerai. Le but visé est d’obtenir un éventail d’échantillons représentatifs qui reflète toutes les caractéristiques physique et chimique de l’ensemble du minerai étudier.

L’échantillon qui nous a servi pour nos expérimentations nous été fourni par la division de minéralurgie/EMT. Nous y avons effectué différentes analyses pour le caractériser, puis tamisé à l’aide d’un vibrotamiseur pour obtenir différentes tranches granulométriques.

III.3. Analyse

Elle a pour but essentiel, de rechercher toutes les informations utiles au traitement de ce minerais notamment du point de vu chimique et granulométrique.

III.3.1. Caractérisation minéralogique

L’observation aux microscope binoculaire de marque Wild a montré la présence des minéraux ci-après :

• La malachite comme principale minérale de Cuivre ;
• L’hétérogénite comme minérale de Cobalt ;
• La chrysocolle y est en trace : ;
• La gangue est constituée de : quartz , un peu de dolomie, La limonite (hématite brune :() et de l’argile.

III.3.2. Caractérisation chimique

Nous avons prélevé un petit échantillon représentatif de l’ensemble que nous avons envoyé au laboratoire pour analyse. Les résultats du laboratoire sont donnés au tableau 2.

Il s’agit d’un minerai riche en cuivre et le fer y est aussi en quantité, la gangue sera essentiellement siliceuse.

III.3.3. Caractérisation granulochimique

Cette analyse a pour but de déterminer la répartition granulométrique et chimique du cuivre et du cobalt de notre minerai.

• Mode opératoire :
• Peser 1kg de notre minerai ;
• Faire un tamisage humide sur un tamis de 400# soit 38µ ;
• Recueillir les passants et les refus dans les pans ;
• Mettre les pans à l’étuve ;
• Une fois les produits secs, faire passer les +400# sur une série de tamis à savoir :
• Tamis de 14# ;
• Tamis de 20# ;
• Tamis de 28# ;
• Tamis de 35# ;
• Tamis de 48# ;
• Tamis de 65# ;
• Tamis de 100# ;
• Tamis de 150# ;
• Tamis de 200# ;
• Tamis de 270# ;
• Tamis de 325# ;

Nous aurons les +400# qui seront mélanger aux -400# obtenu au tamisage humide ;

• Peser chaque fraction et envoyer chaque fraction au laboratoire pour l’analyse chimique du cuivre et du cobalt

• L’analyse granulométrique révèle que plus de la moitié de notre minerai, soit 52,8% se trouve à une granulométrie supérieure à 300 µm et elle nous révèle que 17,1% se trouve dans la fraction fine (-45 µm) ;
• L’analyse chimique quant à elle révèle que la teneur est presque la même dans toutes les tranches granulométriques pour le cuivre et présente de petites variations pour le cobalt

III.4. Procédures expérimentales

III.4.1. Test de broyabilité

Elle a pour but de rechercher le temps de broyabilité de notre minerai afin d’avoir notre d20, c’est-à-dire 20% de refus sur un tamis de 200mesh ou un d80 c’est-à-dire 80% des passants sur un tamis de 75µm (200mesh).

• Mode opérateur
• On pèse 1,2kg de minerai ;
• Mettre 1,2 litre d’eau dans une éprouvette de deux litres ;
• Déverser le tout dans le broyeur à boulets,
• Fermer le broyeur hermétiquement et faites tourner pendant différents temps fixer (5, 10, 15, 20) ;
• Une fois le temps écouler on déverse le tout dans une caisse, puis on tamise le tout sur un tamis de 200#.
• On recueille les +200# ou les refus qu’on met à l’étuve pou séchage ;
• Une fois sec, faites passer au Ro-tap pendant 10minute et peser les refus obtenus ( ,)

Le résultat du test du broyabilité est donné dans le tableau 4 et la courbe de broyabilité (figure 5) nous donne un temps de broyage de 20 minute pour obtenir 20% de refus sur un tamis de 200 mesh.

Figure 8: Courbe de broyabilité