Les stratégies d’implémentation de lixiviation révèlent des résultats surprenants sur l’influence de la granulométrie dans l’extraction du cuivre. Avec un rendement atteignant 82,64% en seulement 120 minutes, cette étude offre des perspectives cruciales pour optimiser les procédés de lixiviation en milieu acide.
IV-3-3. Essai de lixiviation avec 75 % de passant
Conditions opératoires :
- temps : 2heures ;
- pH : 1,5 ;
- vitesse d’agitation : 700 tr/min ;
- masse alimentée : 317,66 grammes ;
- volume d’eau : 882 ml ;
- volume d’acide : 34.7 ml ;
- teneur du Cuivre dans cette granulométrie : 8.9583%.
IV-3-3-1. Résultats de l’essai de lixiviation avec une granulométrie offrant 75% de passant
Les tableaux IV-9 ; IV-10 et les figures IV-9 ; IV-10 et IV-11 ci-dessous présentent les résultats obtenus au court et après de cet essai.
Tableau IV- 8: Résultats de lixiviation avec 75% de passant
Temps (min) | 30 | 60 | 90 | 120 |
Rendement de lixiviation (%) | 67.107933 | 70.465443 | 72.809629 | 74.989116 |
Cuivre mis en solution (g/L) | 20,4849 | 20,6074 | 21,6577 | 22.3071 |
solubilisation | 69,0003323 |
Tableau IV- 9 : Variation de la vitesse d’extraction
Variation du temps en min | De 0 à 30 | De 30 à 60 | De 60 à 90 | De 90 à 120 |
Vitesse d’extraction en g.L-1.min-1 | 0,68283 | 0,00408 | 0,03501 | 0,02165 |
Concentration Cu en g/L
20,484 | 9 | 20,6074 | 21,657 | 7 | 22,3071 | |
Figure IV- 9 : Courbe d’évolution de la cinétique de lixiviation du cuivre avec 75% de passant
25
20
15
10
5
0
0
20
40
60
Temps en min
80
100
120
140
140
120
100
80
60
Temps en min
40
20
0
66
67,1079
70
69
68
67
70,4654
72
71
72,8096
74
73
74,9891
76
75
Rendement de lixiviation en %
Figure IV- 10 : Courbe d’évolution du rendement de lixiviation avec 75% de passant
Figure IV- 11 : Courbe de la variation de la vitesse de mise en solution du cuivre avec 75% de passant
Temps en min
-0,1
140
120
100
80
60
40
20
0
0,03501
0,02165
0,3
0,2
0,1
0,00408
0,4
0,68283
0,8
0,7
0,6
0,5
Vitesse d’extraction en g L-1min-1
L’analyse des résultats des tableaux IV-8 ;IV-9 et des figures IV-9 ; IV-10 et IV-11 ci-dessus nous montre que durant le 30 premières minutes la cinétique de lixiviation soit
1. g/L à cet instant et elle décroit avec le temps sois 20.60 g/L à 60 minutes, 21.65 g/L à 90 minutes et 22.30 g/L à la fin de l’opération soit à 120 minute nous pouvons expliquer cette décroissance par le fait que plus l’opération continue plus le cuivre sous forme soluble diminue dans notre minerai alimenté et ceci peut continuer jusqu’à ce que la cinétique deviennent constante après un temps donné et le rendement durant cet essai a varié de 67.10% à 30 minutes, 70,46 à 60 minutes, 72,80 minutes et atteint 74.98% à la fin de l’essai.
Tout comme le montre la courbe de la Figure IV-12 la vitesse de mise en solution est grande durant les trente premières minutes sois 0.682 g L-1min-1 et décroit considérablement durant le reste de l’opération soit 0,00408 g L-1 min-1 durant la deuxième demi-heure, 0,03501 g L-1min-1 durant la troisième demi-heure et atteint les 0,02165 g L-1min-1 durant la quatrième demi- heure.
IV-3-4. Essai de lixiviation avec 80 % de passant
Conditions opératoires :
- temps : 2heures ;
- pH : 1,5 ;
- vitesse d’agitation : 700 tr/min ;
- masse alimentée : 317,66 grammes ;
- volume d’eau : 882 ml ;
- volume d’acide : 25,1 ml ;
- teneur du Cuivre dans cette granulométrie : 9.32%.
IV-3-4-1. Résultats de l’essai de lixiviation avec une granulométrie offrant 80% de passant
Les résultats de l’essai effectué avec 80% de passant sont présentés dans les Tableaux IV-11 ; IV-12 et les Figures IV-12 ; IV-13 et IV-14.
Tableau IV- 10 : résultats de lixiviation avec 80% de passant
Temps en min | 30 | 60 | 90 | 120 |
Evolution du Rendement en % | 71,8591201 | 77,0359978 | 77,9143240 | 81,3666845 |
Cuivre mis en solution (g/L) | 19,8052 | 21,8432 | 22,9835 | 24,5528 |
solubilisation | 80,1452826 |
Tableau IV- 11 : Variation de la vitesse d’extraction
30
25
20
15
10
5
0 0
0
20
40
60
80
100
120
140
Temps en min
Concentration du Cuivre en g/L
Variation du temps en min | De 0 à 30 | De 30 à 60 | De 60 à 90 | De 90 à 120 |
Vitesse d’extraction en g.L-1.min-1 | 0,660 | 0,068 | 0,038 | 0,052 |
19,8052 | 21,8432 | 22,9 | 835 | 24,5528 | ||
Figure IV- 12 : Courbe d’évolution de la cinétique de lixiviation du cuivre avec 80% de passant
Figure IV- 13 : Courbe d’évolution du rendement de lixiviation avec 80% de passant
Temps en min
140
120
100
80
60
40
20
0
70
71,85912017
72
74
76
77,03599785
77,91432403
78
80
81,36668455
82
Temps en min
140
120
100
80
60
40
20
0
0
0,052
0,038
0,2
0,1
0,068
0,4
0,3
0,660
0,7
0,6
0,5
Vitesse d’extraction en g/L min
Rendement de lixiviation en %
Figure IV- 14 : Courbe de la variation de la vitesse de mise en solution du cuivre avec 80% de passant
L’analyse des résultats des Tableaux IV-11 ; IV-12et des Figures IV-12 ; IV-13 et IV- 14 nous montres que la cinétique de lixiviation varie de manière croissante et décroissante à des temps différents ce qui peut s’expliquer par le fait que la variation de la concentration du cuivre dans la solution de lixiviation évolue en fonction du temps.
Durant les 30 premières minutes on a pu extraire 19.8 g/L de cuivre, 2.038 g/L durant la deuxième demi-heure, 1.1403 g/L durant la troisième demi-heure et 1.5693 g/L. le rendement quant à lui contrairement à la cinétique ne varie que de manière croissante soit 71.85% après la première demi-heure, 77.03% après la deuxième, 77.91 après la troisième et 81.36% après la dernière demi-heure de notre essai.
Tout comme la cinétique la vitesse d’extraction croit durant les 30 premières minutes soit avec une vitesse d’extraction d’environ 0.660 g L-1min-1 ; durant la deuxième demi-heure elle décroit jusqu’à atteindre 0.068 g L-1min-1 ; durant la troisième demi-heure elle atteint les 0.038g.L-1min-1et durant la dernière demi-heure de notre essai elle croit encore de peu par rapport à celle de la troisième demi-heure et atteint les 0.052 g L-1min-1.
IV-4. RESULTATS DES QUATRE ESSAIS
Tableau IV- 12 : variation de la concentration en fonction du temps
Granulométrie (%passant sur un tamis de 75µm) | Concentration du cuivre en g/L | |||
Temps de prélèvement (min) | ||||
30 | 60 | 90 | 120 | |
65% | 17,91 | 20,35 | 20,41 | 20,81 |
70% | 18,2337 | 20,4745 | 22,7728 | 24,8796 |
75% | 20,4849 | 20,6074 | 21,6577 | 21,6577 |
80% | 19,8052 | 21,8432 | 22,9835 | 24,5528 |
Tableau IV- 13 : Résultats du rendement de lixiviation en fonction du temps
Granulométrie (%passant sur un tamis de 75µm) | Rendement de lixiviation (%) | |||
Temps de prélèvement (min) | ||||
30 | 60 | 90 | 120 | |
65% | 74,75 | 75,39 | 77,69 | 87,48 |
70% | 74,30 | 79,46 | 81,90 | 82,64 |
75% | 67.10 | 70.46 | 72.80 | 74.98 |
80% | 72,39 | 77,47 | 78,33 | 81.36 |
Tableau IV- 14 : variation des vitesses de quatre essais
Temps en minutes
140
120
100
80
60
40
20
0
0
5
Courbe cinétique avec 65%
de passant
Courbe cinétique avec 70% de passant
Courbe cinétique avec 75% de passant
Courbe cinétique avec 80% de passant
10
15
24,8796
24,5528
22,3071
20,81
25
20
30
Granulométrie (%passant sur un tamis de 75µm) | Vitesse d’extraction en g.L-1.min-1 | |||
Variation du temps de prélèvement (min) | ||||
De 0 à 30 | De 30 à 60 | De 60 à 90 | De 90 à 120 | |
65% | 0,597 | 0,081 | 0,002 | 0,013 |
70% | 0,608 | 0,075 | 0,077 | 0,070 |
75% | 0,68283 | 0,00408 | 0,03501 | 0,02165 |
80% | 0,660 | 0,068 | 0,038 | 0,052 |
Figure IV- 15 : courbes cinétiques des quatre essais
Concentration en g/L
Figure IV- 16 : courbe d’évolution des rendements des 4 essais
Temps en %
140
120
100
80
60
40
20
0
60,00
Rendement avec 65% de passant Rendement avec 70% de passant Rendement avec 75% de passant Rendement avec 80% de passant
80,00
70,00
90,00
100,00
Temps en minutes
-0,1
140
120
100
80
60
40
20
0
0,1
0
Variationde la vitesse
avec 65% de passant Variationde la vitesse avec 70% de passant
Variationde la vitesse avec 75% de passant
Variationde la vitesse avec 80% de passant
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
Vitesse d’extraction en g.L-1.min-1
Rendement de lixiviation en %
Figure IV- 17 : courbes des Variations de lixiviation des vitesses d’extraction
Durant les essais cinétiques nous avons constatés que durant les premières demi- heures des quatre essais la granulométrie ayant 75% a donné le meilleur résultat, soit 20.4849g/L de cuivre, suivi de celle ayant 80% de passant 19.8052g/L de cuivre, et pour la granulométrie ayant 70% de passant 18.2337 g/L de cuivre et enfin la granulométrie ayant 65% de passant a fait passer en solution 17.91 g/L de cuivre ; et la cinétique de lixiviation a varié comme le montre le tableau IV-9 et la figure
IV-15 jusqu’à atteindre à la fin de nos essais 24.879 g/L de cuivre en 120 minutes avec la granulométrie offrant 70% de passant, 24.5528g/L de cuivre en 120 minutes avec la granulométrie offrant 80% de passant, 22.3071g/l de cuivre en 120 minutes avec la granulométrie offrant 75% de passant et 20.81 g/L de cuivre en 120 minutes avec la granulométrie offrant 65% de passant.
Tandis qu’en comparant les rendements de lixiviation nous nous rendons compte que c’est la granulométrie offrant 65% de passant donne un meilleur rendement après un temps de séjours de 2 heures soit 87.48%, 82.64% pour la granulométrie ayant 70% de passant, 81.36% pour la granulométrie ayant 80% de passant et 74.98% pour la granulométrie ayant 75% de passant.
Conclusion générale et perspectives
L’objectif poursuivi dans ce travail était de déterminer l’influence de la granulométrie sur la cinétique de lixiviation du minerai de KIBOLWE provenant du concasseur de SEHMKAT ayant une teneur de 9.50% en cuivre, ce qui permettrait de déterminer la granulométrie optimale pour le traitement de ce minerai par lixiviation si cette option sera envisagée.
Pour ce faire, quatre essais ont été réalisés avec des granulométries différentes mais en gardant constant le pH, la densité de la pulpe, la concentration de l’agent lixiviant, le temps de séjour et la vitesse d’agitation, La première série d’essais avec une granulométrie offrant 65% des passant sur un tamis de 75µm ; la deuxième avec une granulométrie offrant 70% des passant sur un tamis de 75µm ; la troisième avec une granulométrie offrant 75% des passant sur un tamis de 75µm et la quatrième a été effectuée avec une granulométrie offrant 80% des passant sur un tamis de 75µm.
Les meilleurs résultats cinétiques sont ceux obtenus avec la granulométrie offrant 70% de passant qui ont donné une extraction de 24.8796 g/L de cuivre en 120 minutes avec un rendement de lixiviation de 82.64% et une solubilisation de 74.34 kg de cuivre par tonne de minerai.
Au regard des résultats obtenus dans ce travail, nous nous proposons d’orienter la poursuite des travaux additionnels de la manière suivante :
Du point de vue technique, nous proposons que des études soient menées en augmentant le temps de séjour, en variant la vitesse d’agitation et en variant la densité de la pulpe afin de pouvoir améliorer tant soit peu le rendement de lixiviation.
Et du point de vue étude cinétique, nous proposons que des études plus approfondies soient menées afin de pouvoir déterminer un mécanisme réactionnel, déterminer l’ordre des réactions qui se produisent lors de cette opération afin de pouvoir la modéliser.
Questions Fréquemment Posées
Quelle est l’influence de la granulométrie sur la lixiviation du cuivre?
L’influence de la granulométrie sur la lixiviation du cuivre est significative, comme le montre l’étude qui utilise différentes granulométries pour évaluer leur impact sur la mise en solution du cuivre.
Quels sont les résultats de l’essai de lixiviation avec 75% de passant?
Les résultats montrent une extraction de 24,8796 g/L de cuivre en 120 minutes avec un rendement de lixiviation de 82,64%, le rendement ayant varié de 67,10% à 74,98% au cours de l’essai.
Quels paramètres ont été utilisés lors des essais de lixiviation?
Les essais de lixiviation ont été réalisés avec un pH de 1,5, une vitesse d’agitation de 700 tr/min, et des masses alimentées de 317,66 grammes, avec des volumes d’eau et d’acide spécifiques.