L’analyse comparative des échantillons révèle des influences inattendues des facteurs sur le rendement de précipitation du cobalt. Ces découvertes, essentielles pour optimiser le décobaltage primaire, promettent de transformer notre compréhension des processus métallurgiques dans l’industrie minière.
CHAPITRE III. MATERIEL ET METHODES
Dans ce chapitre, il est question de présenter clairement le matériel utilisé et les réactifs ainsi que les procédures expérimentales suivies lors de l’expérimentation tout au long de notre étude.
ECHANTILLONAGE ET ORIGINE DES ECHANTILLONS
L’échantillon utilisé pendant la période de notre étude provient des OF décuivrage de l’usine de Kwatebala de Tenke Fungurume Mining.
Le service d’échantillonnage du laboratoire chimique de Tenke Fungurume Mining a mis à notre disponibilité un lot d’échantillon de 30 litres d’une solution des OF décuivrage que nous avons subdivisé pour isoler l’échantillon à soumettre à la caractérisation et aux essais de précipitation.
CARACTERISATION DES ECHANTILLONS
La caractérisation des échantillons a consisté en une analyse chimique dont l’objectif est d’identifier et quantifier les différents éléments chimiques (métalliques) constituant notre échantillon.
L’analyse chimique a porté sur un échantillon des OF décuivrage et sur un échantillon d’eau, elle a été réalisée au laboratoire chimique de Tenke Fungurume Mining à l’aide d’un spectrophotomètre d’absorption atomique (SAA).
Les résultats de cette analyse sont consignés au chapitre IV.
ESSAIS DE PRÉCIPITATION DES HYDROXYDES METALLIQUES
Les essais de précipitation ont pour objectif d’effectuer des tests de précipitation en utilisant la magnésie comme agent précipitant.
Réactifs utilisés
Les réactifs suivants ont été utilisés pour la préparation de l’hydroxyde de magnésium comme agent précipitant :
- La magnésie (MgO) sous forme solide (NEELKANTH) ;
- L’eau (H2O) sous forme liquide.
Préparation de l’hydroxyde de magnésium
La préparation de l’hydroxyde de magnésium consiste à faire réagir la magnésie avec de l’eau, elle se fait selon la réaction suivante :
[6_analyse-comparative-des-echantillons-de-decobaltage_7]
Figure III-1 : Préparation de l’hydroxyde de magnésium sur un agitateur magnétique
L’hydroxyde de magnésium a été préparé à différents pourcentages solides pour les essais de précipitation sur la solution des OF décuivrage, il a varié de la manière suivante : 11,6% ; 13% ;15% ;17% et 18,4%.
Matériel
Le matériel ci-dessous a été utilisé pour le mode opératoire de la préparation de l’hydroxyde de magnésium :
- Le bécher de 200 ml ;
- La balance analytique ;
- Le verre de montre ;
- La spatule ;
- L’éprouvette graduée de 1800 ml ;
- L’agitateur magnétique.
Procédure expérimentale
La procédure expérimentale ci-dessous est utilisée pour la préparation de l’hydroxyde de magnésium au laboratoire :
- Calculer la masse de la magnésie à peser pour obtenir un pourcentage solide voulu en utilisant la formule suivante :
Avec
- m : la masse de la magnésie à peser en g
- %S : pourcentage solide voulu par l’expérimentateur en pourcentage
- d : densité de la magnésie, grandeur sans dimension, pour chaque densité correspond un pourcentage solide voir annexe A
- v : volume d’eau en ml.
- Prendre 200 ml d’eau à l’aide d’une éprouvette graduée ;
- Transvaser la quantité d’eau mesurée dans un bécher ;
- Placer le bécher contenant de l’eau sur l’agitateur magnétique ;
- Mettre la barre magnétique dans le bécher contenant de l’eau ;
- A l’aide d’un verre à montre, peser la masse obtenue de la magnésie sur une balance de précision ;
- Verser la magnésie pesée dans le bécher contenant de l’eau ;
- Allumer l’agitateur magnétique ;
- Laisser l’agitateur magnétique tourner jusqu’à la fin de l’essai pour favoriser la mise en contact des réactifs et d’éviter également le colmatage.
PLANIFICATION DES ESSAIS DE PRECIPITATION
La planification des essais en amont a pour but d’anticiper un traitement aisé de données en aval (Perrin, et al., 1993).
Nos tests sont planifiés suivant un plan composite centré, nous avons utilisé Minitab 18 qui est un logiciel pour le plan d’expérience afin de planifier les essais et de traiter les données en aval.
Choix des facteurs expérimentaux
Le choix des facteurs expérimentaux est guidé par la théorie sur le phénomène étudié, il peut aussi être guidé dans un autre temps par ce qui se fait en pratique à l’usine comme tel est le cas de notre étude, dans la revue bibliographique, nous avons évoqué l’influence des facteurs sur le processus de précipitation.
Dans le cadre de notre étude, nous avons choisi les facteurs susceptibles d’avoir une influence assez significative sur nos réponses étudiées, il s’agit de :
- La température ;
- Le pourcentage solide de la magnésie ;
- Le pH de consigne.
Définition du domaine expérimental
Le domaine expérimental est résumé dans le Tableau III-1
Tableau III-1 : Domaine expérimental des essais de précipitation
En dehors des variables choisies pour l’expérimentation, certains facteurs contrôlables ont été maintenus constants tout au long de l’expérimentation et sont résumés dans le tableau suivant :
Tableau III-2 : Facteurs maintenus constants lors de l’expérimentation
Les conditions expérimentales imposées aux variables réelles (VR) et codées (VCR) dans la réalisation des différents essais sont déclinées dans le Tableau III-3.
Les conditions expérimentales en variables codées (variables centrées réduites) sont générées à l’aide du logiciel Minitab 18.
Tableau III-3 : Conditions expérimentales en VCR et VR pour un total de 20 essais
Facteurs
Ordre des essais
VCR VR
% solide
Le Tableau III-3 donne le nombre d’essais à exécuter au cours de cette étude, il a été obtenu à l’aide du logiciel Minitab après avoir défini le domaine d’étude.
Questions Fréquemment Posées
Quels réactifs sont utilisés pour la préparation de l’hydroxyde de magnésium?
Les réactifs utilisés pour la préparation de l’hydroxyde de magnésium sont la magnésie (MgO) sous forme solide et l’eau (H2O) sous forme liquide.
Comment se déroule la procédure expérimentale pour préparer l’hydroxyde de magnésium?
La procédure expérimentale consiste à peser la magnésie, mélanger avec de l’eau dans un bécher, et utiliser un agitateur magnétique pour favoriser la réaction.
Quel logiciel est utilisé pour planifier les essais de précipitation?
Le logiciel utilisé pour planifier les essais de précipitation est Minitab 18, qui permet de planifier les essais et de traiter les données en aval.