III.2.3. Le TE-NORM dans l'industrie du cuivre
III.2.3.1.Le Katanga la Province Cuprifère
Le tableau 1 montre que le sous-sol Katangais est le plus
pourvu avec environs 70% des ressources minières
on y retrouve : le Cuivre, le cobalt, l'uranium, le
colombo-tantalite, l'or, le platine, le lithium, le talc, le wolfram, le zinc,
l'argile ,le bismuth, le cadmium, le germanium, la cassitérite, le
charbon ,le fer, les granites, le gypse, le kaolin, le manganèse,
salines, le béryl (émeraude), le saphir. Toute
l'activité économique de la province en dépend.
Ces ressources sont surtout concentrées sur deux
axes : l'arc cuprifère et la région
stannifère.
Figure 9. : Les régions cuprifère et
stannifère au Katanga (RDC)
L'arc cuprifère (Copper
belt), est une aire de 32.000 km2, alignée
suivant l'axe NO-SE au Katanga méridional (Kolwezi-Likasi-Lubumbashi) et
se prolonge jusqu'en Zambie. Dans cette aire, les opérations
d'exploitation minière couvrent près de 18.900 km2
représentant la concession regorgeant d'importants gisements de cuivre
à haute teneur et les minerais associés tels que le cobalt, le
zinc, le plomb, l'argent, le cadmium, le rhénium, la platine, l'uranium.
La consistance des richesses minières de cette partie de la RDC fait que
ce dernier regorge 50% des réserves mondiales de cobalt et 10% de
cuivre.
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Evaluation de l'exposition due à
Radioactivité renforcée dans les Industries Extractives (Cas de
l'industrie du Cuivre au Katanga)
La région stannifère
(Tin region) est une aire alignée suivant l'axe SO-NE au
Katanga septentrional (Kipamba-Mitwaba-Malemba Nkulu-Manono) et couvre
près de 14.000 km2, et se prolonge jusqu'au Nord-Kivu en
passant par le Maniema et le Sud-Kivu.
Il regorge d'importants gisements de la cassitérite
(Etain), de l'or, du Coltan (Colombo Tantalite), de pegmatites, des terres
rares,...
III.2.3.2.La production des TE-NORM, de l'exploration
jusqu'à la production du cuivre III.2.3.1.1.Exploration -
Prospection
Un projet minier peut commencer seulement quand on
connaît l'extension et la valeur du dépôt de minerai.
Les informations sur la localisation et la valeur du
dépôt de minerai s'obtiennent durant la phase de prospection,
cette phase comprend les enquêtes, les études de terrain, les
essais de sondage et d'autres excavations exploratoires les prochaines phases
du projet minier peuvent ne pas s'ensuivre si l'exploration n'arrive pas
à trouver des quantités suffisantes de dépôts de
minerai à hautes teneurs.
Pendant cette étape la radioactivité est
ramenée à la surface par les échantillons
prélevés dans les puits de forage, cette opération
entraine aussi une exposition due à la poussière
Image 1 exploration minière du cuivre
III.2.3.1.2. Exploitation des mines à ciel ou
ouvert et souterraines Mines à ciel ouvert:
L'exploitation débute par une découverture qui
consiste à décaper la partie de la roche stérile, elle
entraine de tonnes des résidus et une exposition à la
poussière c'est la plus répandue dans l'exploitation du cuivre au
Katanga.
Image 2 : mine à ciel ouvert
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Mines souterraines :
Dans l'exploitation souterraine, une quantité minimale
de stériles est enlevée pour accéder au dépôt
du minerai. L'accès à ce gisement de minerai consiste à
creuser des galeries dans la roche stérile si les minéralisations
visées sont en profondeur.
Cela génère les eaux d'exhaure, la boue, le gaz
radon,...
Image 3 : Entrée de la mine de Kamoto à
kolwezi/RDC
III.2.3.1.3. Le transport des minerais vers l'usine
de traitement
Le transport se fait par différentes voies : camions,
wagons, etc. une fois à l'usine de traitement les minerais sont
stockés en remblais et il s'ensuit une opération
d'homogénéisation à fin d'avoir une teneur homogène
à alimenter à l'usine de traitement. Source d'exposition :
poussières...
II.2.3.1.4. Usine de traitement
Le cuivre est traité par voie humide
(hydrométallurgie) ou par voie sèche
(pyrométallurgie), le traitement est
précédé selon le cas par une concentration ou
enrichissement.
La détermination de l'une ou de l'autre méthode
est fonction des plusieurs paramètres, entre autre : la nature du
minerai (oxydé, sulfureux), la nature de la gangue, etc.
La concentration
Elle Comprend les opérations de concassage, broyage,
classification : qui ont pour but de libérer les minéraux en vue
de passer à la flottation qui consistera à faire remonter
à la surface les minéraux (partie riche en métaux) pour la
séparer des boues (gangue) qui restent au fond.
Source d'exposition : poussières, l'entreposage de
minerais, dépôt dans les canalisations, les tanks ...
Traitement hydrométallurgique
L'hydrométallurgie est une technique plus récente
(début de 20e siècle) qui
comporte une étape où le métal est
solubilisé (d'où le préfixe "hydro") elle veut dire : la
métallurgie par voie humide.
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Un procédé d'hydrométallurgie
typique comporte les étapes suivantes : y'
Lixiviation : C'est la mise en solution des
différents métaux à l'aide de l'acide sulfurique.
y' Décantation, filtration : une
séparation solide-liquide
y' Purification : la
séparation des différents métaux entre eux
réalisée par différentes techniques (cémentation,
précipitation, extraction par solvant qui est
utilisée dans la plus part des cas.)
Image 4 électrolyse du cuivre
y' Electrolyse : elle consiste
à faire déposer le cuivre à la cathode, elle est
réalisée en faisant passer un courant électrique de forte
puissance entre une anode et une cathode dans une solution métallique
contenant l'élément à extraire.
y' Raffinage : Une
élimination des
impuretés résiduelles qui peut
être thermique ou électrolytique
Sources d'exposition: résidus, poussières,
dépôt dans les canalisations, dans les tanks ...
Traitement pyrométallurgique:
Est une technique d'extraction qui comporte une étape
où l'ensemble de la charge est fondue par la chaleur à fin
d'extraire le métal d'intérêt (d'où le
préfixe "pyro") elle veut dire : la métallurgie par voie
sèche.
Elle comprend plusieurs étapes qui conduisent à
l'obtention du cuivre
métallique.
y' La première étape : le grillage
qui consiste à préparer la forme du minerai pour
l'adapter à la méthode qui sera utilisée lors de la
fusion, il peut être sulfatant, agglomérant, une
désulfuration partielle, épurant (une élimination des
éléments indésirables),...
y' La deuxième étape : la
fusion, elle consiste à fondre dans un four tous les
composants de la charge à une température suffisante pour
atteindre l'état liquide.
Le type de fusion opéré avec les minerais de
cuivre est une fusion pour matte, mélange de sulfures fondus, qui a pour
but de rassembler le cuivre et tous les éléments chalcophiles
(Ni, Co, Pb, Zn, métaux précieux, As, Sb, Se, Bi, Te...), en
rejetant le fer et les éléments de gangue sous forme d'une scorie
et en abaissant la teneur en soufre initiale par oxydation partielle en SO2.
y' La troisième : le convertissage,
une étape qui consiste à convertir la
matte en cuivre métallique, ou blister, par oxydation du soufre restant
avec de l'air atmosphérique ou enrichi à l'oxygène. Le
soufre est oxydé en SO2 , qui est entraîné hors du
convertisseur, et les métaux plus oxydables que le cuivre passent dans
la scorie.
Le blister ainsi obtenu titre 98 à 99,5 % de cuivre, et
contient un peu d'oxygène et les éléments chalcophiles
signalés précédemment. Il est coulé dans un four
à anodes sous forme de plaques d'anodes ou de lingots devant être
ensuite raffinés.
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