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Influence de la granulométrie sur la cinétique de lixiviation du minerai oxydé de Kibolwepar Daniel UMBA KINDA Université de Lubumbashi - Bachelier (licence) 2022 |
REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO UNIVERSITE DE LUBUMBASHI LUBUMBASHI Influence de la granulométrie sur la cinétique de lixiviation du minerai oxydé du gisement de KIBOLWE. PAR UMBA KINDA Daniel Mémoire présenté et défendu en vue de l'obtention du grade de Bachelier en science de l'Ingénieur en génie des procédés chimiques. Février 2022
REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO ECOLE SUPERIEURE DES INGENIEURS
INDUSTRIELS BP.1825 LUBUMBASHI Influence de la granulométrie sur la cinétique de lixiviation du minerai oxydé du gisement de KIBOLWE. Par UMBA KINDA Daniel Mémoire présenté et défendu en vue de l'obtention du grade de Bachelier en science de l'Ingénieur en génie des procédés chimiques. Dirigé par : Augustin ILUNGA NDALA Professeur émérite Encadré par : Delphin MUKALAY UMBA Chef des travaux Février 2022 Page | I RESUMECe travail présente les résultats d'une étude qui avait pour objectif de déterminer l'influence de la granulométrie (tailles des particules) sur la cinétique de lixiviation du cuivre du minerai oxydé de KIBOLWE en milieu acide. Pour mener à bien cette étude, nous avons effectué d'une part des préparations et des caractérisations physiques et d'autre part des caractérisations chimiques et minéralogiques du minerai. Et pour les essais de lixiviation, nous avons utilisé quatre granulométries différentes offrant des % des passants différents sur un tamis de 75um que nous avons pris comme tamis de référence, et nous avons maintenu les autres paramètres constants, il faut signaler que ces essais ont été effectués en réacteur agité. Pour pouvoir évaluer la cinétique de lixiviation nous avons effectué des prélèvements à des instants différents durant nos essais afin de pouvoir déterminer l'évolution de la mise en solution du cuivre. 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. Page | II Table des matières RESUME I LISTE DES FIGURES V LISTE DE TABLEAUX VI EPIGRAPHE VII DEDICACE VIII REMERCIEMENTS IX INTRODUCTION GENERALE 1
CHAPITRE II : GENERALITE SUR LA LIXIVIATION 5
II-3-1. Lixiviation chimique : 7
II-3-2. Lixiviation bactérienne : 8
II-3-4. Technologie de la lixiviation 9 II-4-1. Lixiviation in-situ: 9 II-4-2. Lixiviation en tas ou lixiviation statique : 10 II-4-3. Lixiviation par percolation : 11 II-4-4. Lixiviation en réacteur agité : 12 II-4-5. Lixiviation sous pression(en autoclave) : 12 Page | III
II-9-1. Séparation Solide-Liquide 20 ? La décantation : 21 ? La filtration : 21 ? La centrifugation : 21 Partie II : Partie expérimentale 22 CHAPITRE III : MATERIEL ET METHODES 22 III.1 INTRODUCTION 22 III-1. MATERIELS ET APPAREILS 22 III-1-1. Matériel 22 III-1-2. Appareils 22 III-2. ECHANTILLONNAGE 23 III-2-1. Origine de l'échantillon 23 III-2-2. Caractérisation de l'échantillon 23 III-2-2-1. Caractérisation chimique 23 III-2-2-2. Caractérisation minéralogique de l'échantillon 23 III-2-2-3. Caractérisation granulométrique 23 III-2-2-4. Procédure expérimentale : 23 III-2-2-5. Analyse granulochimique 24 III-2-2-6.Etude de broyabilité 24 Page | IV III-2-2-7. Mode opératoire 24 III-3. ESSAIS DE LIXIVIATION 24 III-3-1. Préparation de la pulpe 25 III-3-1-1. Calcul de la pulpe pour une densité de 1200 25 III-3-2. Mode opératoire pour la lixiviation 25 III-4. CALCUL DES CARACTERISTIQUES HYDROMETALLURGIQUES 26 ? Calcul du rendement de lixiviation 26 ? La solubilisation 27 ? Calcul expérimental de la vitesse de mise en solution 27 CHAPITRE IV : PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS 28 IV-1.INTRODUCTION 28
Conclusion générale et perspectives 48 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 49 ANNEXES 1 Annexe 1. : Résultats des analyses des gâteaux 1 Page | V LISTE DES FIGURES FIGURE II- 1 : TECHNIQUE D'EXPLOITATION PAR LIXIVIATION IN SITU. 10 FIGURE II- 2 : LIXIVIATION EN TAS, MINE DE NICKEL EN FINLANDE ( WWW.WROMP-INT.COM). 11 FIGURE II- 3: ZONE DE STABILITE THERMODYNAMIQUE DE L'EAU VIS-A-VIS DES OXYDANTS ET DES REDUCTEURS. 17 FIGURE II- 4: DIAGRAMME E-PH DU SYSTEME CU-H2O 18 FIGURE IV- 1 : COURBE DE LA REPARTITION GRANULOMETRIQUE 31 FIGURE IV- 2 : COURBES DE L'EVOLUTION DE PASSANTS ET REFUS. 32 FIGURE IV- 3 : COURBE D'EVOLUTION EXPRIMANT LA CINETIQUE DE LIXIVIATION DU CUIVRE AVEC 65% DE PASSANT 34 FIGURE IV- 4 : COURBE D'EVOLUTION DU RENDEMENT DE LIXIVIATION AVEC 65% DE PASSANT 35 FIGURE IV- 5 : COURBE DE LA VARIATION DE LA VITESSE DE MISE EN SOLUTION DU CUIVRE 35 FIGURE IV- 6 : COURBE D'EVOLUTION EXPRIMANT LA CINETIQUE DE LIXIVIATION DU CUIVRE AVEC 70% DE PASSANT 37 FIGURE IV- 7: COURBE D'EVOLUTION DU RENDEMENT DE LIXIVIATION AVEC 70% DE PASSANT 38 FIGURE IV- 8: COURBE DE LA VARIATION DE LA VITESSE DE MISE EN SOLUTION DU CUIVRE AVEC 70% DE PASSANT 38 PASSANT 40 75% DE PASSANT 41 DE PASSANT 42 80% DE PASSANT 43 FIGURE IV- 15 : COURBES CINETIQUES DE LIXIVIATION DES QUATRE ESSAIS 45 FIGURE IV- 16 : COURBE D'EVOLUTION DES RENDEMENTS DE LIXIVIATION DES 4 ESSAIS 46 FIGURE IV- 17 : COURBES DES VARIATIONS DES VITESSES D'EXTRACTION 46 Page | VI LISTE DE TABLEAUX TABLEAU I- 1: COORDONNEES GEOGRAPHIQUE DU GISEMENT DE KIBOLWE 4 TABLEAU IV- 1 : RESULTATS DE L'ANALYSE CHIMIQUE 28 TABLEAU IV- 2: RESULTATS DE L'ANALYSE GRANULOMETRIQUE 30 TABLEAU IV- 3 : RESULTATS DE L'ETUDE DE BROYABILITE DE L'ECHANTILLON 31 TABLEAU IV- 4 : RESULTATS DE LIXIVIATION AVEC 65% DE PASSANT 34 TABLEAU IV- 5 : VARIATION DE LA VITESSE D'EXTRACTION 34 TABLEAU IV- 6: RESULTATS DE LIXIVIATION AVEC 70% DE PASSANT 37 TABLEAU IV- 7 : VARIATION DE LA VITESSE D'EXTRACTION 37 TABLEAU IV- 8: RESULTATS DE LIXIVIATION AVEC 75% DE PASSANT 39 TABLEAU IV- 9 : VARIATION DE LA VITESSE D'EXTRACTION 39 TABLEAU IV- 10 : RESULTATS DE LIXIVIATION AVEC 80% DE PASSANT 42 TABLEAU IV- 11 : VARIATION DE LA VITESSE D'EXTRACTION 42 TABLEAU IV- 12 : VARIATION DE LA CONCENTRATION EN FONCTION DU TEMPS 44 TABLEAU IV- 13 : RESULTATS DU RENDEMENT DE LIXIVIATION EN FONCTION DU TEMPS 44 TABLEAU IV- 14 : VARIATION DES VITESSES DE QUATRE ESSAIS 45 Page | VII EPIGRAPHE Que l'évolution soit poussée par le passé ou tirée par le futur, c'est avec l'homme et ses techniques que l'univers devient intelligent. Albert Jacquard Page | VIII DEDICACE A vous Familles BANZA et KAMALENGE pour m'avoir soutenu, pour avoir été présentes à mes côtés et pour m'avoir aidé, A vous tous frères, soeurs, oncles, tantes, cousins, cousines, amis et amies, Et à ceux qui nous ont précédé dans l'au-delà, Je dédie ce travail. Page | IX REMERCIEMENTS La reconnaissance et l'honnêteté font partie des grandes valeurs que doivent avoir un homme intègre, aspirant donc à cette fin il nous est donc impossible de terminer la présente étude sans pour autant présenter notre reconnaissance et nos remerciements les plus sincères aux personnes qui ont été à nos côtés durant notre parcours académique et à tous ceux qui nous ont soutenu d'une manière ou d'une autre durant celui-ci. Nous ne pourrons pas terminer ce travail sans pour autant exprimer notre sincère reconnaissance et nos remerciements à Dieu qui nous a permis de tenir jusqu'au bout malgré les aléas de la vie. Qu'il nous soit aussi permis d'exprimer au sein de ce travail nos remerciements les plus sincères au professeur émérite Augustin ILUNGA NDALA qui a accepté de diriger la réalisation de ce travail malgré ses multiples et importantes occupations. Au chef de travaux Delphin MUKALAY qui nous a encadré et orienté durant la réalisation du présent travail. Au corps professoral de l'Ecole Supérieure des Ingénieurs Industriels qui nous a encadré durant notre parcours académique. Nos remerciements s'adressent une fois de plus à ma famille biologique et plus particulièrement à ma chère Viviane KATUMBA mère et femme forte, à ma tante Marie KAPAPA, à mes tantes Agnès et Médiatrice KANZA, à mes Oncles : Albert TWITE, Xavier KAZEMBE, Benjamin DYANDA ; à mes frères et soeurs : Betty MANDE, Jean MONGA, Barth MALUNGA, Marie BANZA et Albert TWITE ; à mes cousins et cousines : Ben DYANDA, Olivier MATANGA, Chris NSAMBI, Christian, Marie KAPAPA, Alice, Laurène MUKUMBI, Nathalie, Jojo, Junior KANZA, Patrick KANZA ; à Préfina, Brieuc, Candide, Soan, à Tantine Cendra et à papa Joseph MATANGA. Nos remerciements s'adressent également à toutes les personnes qui me sont chères et à tous mes amis : Hauvette PEZU, Mardochée HAMICI, Benjamin MWENDA, Lucien KALULUA, Robert KIBOKO, Tharsis KABUNJI, Justin MALANGO, Blandy MWENZE, Blaise MBUYU, Orline KYUMA, Thassi KIKUNI, Jonathan PAYISAYO, Marc KASAMBAY, Karol Xavier IMWA, Dany MAZANGA, Toussaint, Sael, Gift, Esther, Tendresse, Tatiana, Christian, Gladys , Benita, Merveille, Prisca, Patrick, Lorack, Osé, Kadingi, MWALABA ainsi qu'à tous ceux qui de loin ou de près ont apportés d'une manière ou d'une autre une touche à ce travail. Nos remerciements s'adressent aussi aux salésiens de DON BOSCO et particulièrement ceux qui nous ont encadrés au sein de la communauté DON MARIO ZANIN, Père Didace KATELE, Père Pamphile, Père Jacques S, Frère Thaddée B, Père Antoine W, Père Dieudonné M, Père Jean-Luc V, Père Pierre M, Abbé Evariste, merci au Home ZANIN qui nous a donné un toit, un couvert, un abri durant notre parcourt académique et à tous ses hôtes pour leurs soutient.
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