II.3.2. PARAMETRES CINETIQUES
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C'est plutôt la cinétique qui, grâce
à l'étude du processus de lixiviation et à la
détermination de la vitesse de l'étape la plus lente, permet de
dire si cette lixiviation vaut la peine d'être faite.
Ainsi, il existe un certain nombre des paramètres
caractérisant le minerai qui affectent la cinétique de la
lixiviation en tas. Ces paramètres se rapportent
généralement aux caractéristiques du minerai (dimensions
des particules, constitution chimique et minéralogique, etc.) ainsi
qu'aux caractéristiques de la solution lixiviante dans le tas
(débit d'arrosage, acidité, etc.).
Parmi les paramètres pris en compte lors de la lixiviation
en tas, nous citerons : II.3.3. Granulométrie et
porosité
La granulométrie du minerai est un facteur limitant la
cinétique de lixiviation, Par ailleurs, son influence diminue fortement
avec l'augmentation de l'acidité de la solution arrosée.
Le broyage du minerai va se traduire par une augmentation de
la surface de contact et générer un certain pourcentage de fines.
Dans certains cas, cela peut se traduire par une libération de phases
emprisonnées dans des structures protectrices.
Le minerai peut subir un prétraitement avant la
lixiviation :
1. Cure acide
Une solution de concentration raisonnable en acide sulfurique
est distribuée au travers du minerai ou utilisée pour
agglomérer le minerai. Celui-ci est étalé et gardée
ainsi pendant 4 à 7 jours. Ensuite une solution diluée d'acide
sulfurique (normalement du raffinat) est utilisée pour « rincer
» et lixivier. Appliquée pour les minerais oxydés.
2. Agglomération
Le minerai est concassé et puis mélangé,
soit dans un tambour tournant soit sur un système de bandes
transporteuses, avec une solution aqueuse à degré
d'humidité qui donne de petits agglomérés de petites
particules avec les grosses. Le degré d'humidité dépend du
minerai. La solution aqueuse peut être du raffinat ou un acide plus
concentré avec ou sans fer. La solution aqueuse peut aussi contenir des
bactéries.
[II.20]
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Une forte porosité va augmenter la vitesse de transport
de la solution lixiviante à travers le matériau donc influe
positivement sur la vitesse de transport des espèces, et le début
du contact solide/liquide se traduira inévitablement par un nettoyage de
la surface (cognis, 2006).
II.3.3.2. Le débit d'arrosage
Le débit d'arrosage du tas est un paramètre
important dont dépend la conduite des opérations de lixiviation.
Un débit d'irrigation élevé fait migrer les particules
fines dans les parties inferieures du tas, ce qui cause une diminution de la
perméabilité du tas en créant des étangs de la
solution à la surface du tas. Si la vitesse de percolation est
inférieure à la vitesse d'arrosage, il se produit une
érosion du tas. Cela peut-être dû au bouchage des
tourniquets suite à la précipitation de sels ou à la
rupture de tête d'arrosage. Ceci conduit à l'apparition des zones
sèches et éventuellement des étangs de solution sur le tas
(Smith, 2008).
II.3.3.3. La perméabilité du
tas
La perméabilité est une caractéristique
physique qui représente la facilité qu'a un matériau
à permettre le transfert de fluide au travers d'un réseau
connecté. En considérant la lixiviation d'une masse des
particules, ce domaine peut être considéré comme
compressible et la valeur de la perméabilité peut varier en
fonction du changement du volume du vide dans le milieu.
Ce changement de volume de vide est le résultat du
tassement local du tas généralement fonction de la méthode
de constitution du tas.
Une perméabilité critique entraine un taux de
récupération des métaux ciblés faible dans le tas
car si le matériau mis en tas est trop compact, le temps
d'opération de lixiviation augmente au fur et à mesure que le
réactif lixiviant percole lentement à travers le tas. Par
ailleurs, si la perméabilité dans le tas est inégale, la
solution de lixiviation pourrait suivre des chemins de canalisation
préférentiels, laissant d'autres zones du tas non
traitées. (Thiel et al. 2009).
La perméabilité du tas est influencée
également par le taux d'irrigation du tas. La loi de Darcy permet de
décrire l'écoulement stationnaire d'un fluide incompressible
caractérisé par une viscosité dynamique et une masse
volumique au travers d'un milieu poreux.
La perméabilité peut-être calculé par
la relation suivante :
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Avec :
Q [l/h] : Débit d'eau à la sortie de la colonne
S [m2] : Section intérieure de la colonne
T[h] : Temps de percer de l'eau au travers du tas
H[m]: Hauteur du tas
II.3.3.4. L'acidité
L'acidité étant liée directement au pH,
est un facteur à ajuster chaque fois pendant la lixiviation en tas car
elle varie au fur et à mesure que le processus évolue. Le pH doit
être fixé en tenant compte de l'élément
indésirable contenu dans la gangue dont la dissolution est à
éviter.
On ne doit donc pas avoir une solution très acide ni
moins acide (presque neutre) pour éviter la précipitation des
cations métalliques qui n'existent qu'en solution acide (Laffitte,
1991).
II.3.3.5. Le temps de contact
Le temps de contact a une influence sensible sur la
solubilisation du minerai ou du concentré ; il doit satisfaire le
rendement de récupération des métaux valorisables. Il ne
faudra pas non plus aller au-delà du temps nécessaire à la
réaction ; il risque de se livrer à des opérations trop
onéreuses. Donc le temps de contact minerai solvant résulte de la
dissolution maximale des éléments désirés et d'une
dissolution possible des impuretés.
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