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Développement du modèle géométallurgique

lors de la mise en valeur des gîtes de terres rares

Développement du modèle géométallurgique

lors de la mise en valeur des gîtes de terres rares

Jean-François Wilhelmy (COREM)

Serge Perreault (SOQUEM)

Sylvie Lévesque (COREM)

Patrick Laflamme (COREM)

Kwyjibo : Localisation

Kwyjibo : Localisation

Kwyjibo

KWYJIBO

Kwyjibo : Géologie locale

Forages métallurgiques

Essais métallurgiques préliminaires «avant 2012»

Les intersections de minéralisations sont rapportées en longueur de carotte et non en épaisseur vraie. L’horizon Josette est orienté 050° N avec unpendage entre -45° et -50° vers le sud-est. La plupart des sondages sont orientés 318° à 320° N et forés perpendiculairement à l’horizon Josette, àl’exception des forages 13-128, 13-129, 13-131 à 13-133. Tous les trous recoupent l’horizon Josette à fort angle (inclinaison des sondages : -45° à -75°).

Premiers essais métallurgiques (1999-2000)

Essais métallurgiques préliminaires

2012-2013


Premiers essais métallurgiques (1999-2000)Trous sélectionnés pour l’échantillon composite :60 % magnétitite et 40 % brèche – quart de carottes NQ

Essais métallurgiques préliminaires

2013-2014


MM1 : 10885-13-61A + 69A

BR1 : 10885-13-73A + 74A +84A

MM2 : 10885-13-101A + 116A

BR2 : 10885-13-94A + 101A + 116A

Essais métallurgiques 2013-14

MM1 - magnétitite

forage 10885-12-61

Essais métallurgiques 2013-14

BR1 – brèche et stockwerk

forage 10885-13-84A

Géométallurgie

2016-12-01 11

“ The primary aim of geometallurgy is toprovide constrained inputs that reflectinherent geological variability and itsimpact on metallurgical performances.”

(An overview of new geometallurgical research, S.G. Walters, ICAM congress2008)

Approche géométallurgique

2016-12-01 12

Habituellement, il est entendu que la géométallurgie

permet, dès l’étape de la définition du gisement, de:

– Définir quelles caractéristiques d’un minerai affectent les

performances de la concentration et mesurer l’impact de la

variabilité de ces caractéristiques;

– Définir la maille de broyage optimale et le aider au dévelop-

pement du procédé de concentration;

– Comprendre et prédire les performances du procédés selon les

différents zones de la mines;

– Réduire les risques technico-économique liés au démarrage

d’une mine.

Approche géométallurgique

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Habituellement… parce que dans le cas des

minéraux de terres rares, les éléments de terres

rares sont distribués inégalement :

– Au sein du dépôt;

– Parmi les minéraux porteurs, lesquels peuvent appartenir à

plusieurs familles minérales;

– Au sein d’un même grain;

– On doit donc accepter que le modèle géométallurgique doive

changer quelques fois en cours d’étude.

Équipement en usage chez COREM

– Microscopie optique

– Microscopie électronique à balayage;

– DRX et microsonde électronique (Université Laval)

– MLA (Mineral Liberation Analyzer)

Méthodologie

MLA : Image BSE et EDX

Par travaux antérieurs : + Ce Perrierite:(Ce,La,Ca)4(Fe,Mg)2(Ti,Fe)3Si4O22 + Aluminocerite : (Ce,REE,Ca)9(Al,Fe+++)(SiO4)3[SiO3(OH)]4(OH)3

Par Magrina, Jébrak & Cuney : + Yttrobetafite: (Y,U,Ce)2(Ti,Nb,Ta)2O6(OH)+ Euxenite: (Y,Ca,Ce)(Nb,Ta,Ti)2O6+ Polycrase: (Y,Ca,Ce,U,Th)(Ti,Nb,Ta)2O6

MLA : Liste minérale

MLA : Particule interprétée

Minéral Pixels Masse %

Britholite Y 182 3.4

P Si Britholite Ce 1555 6.5

Apatite 6786 90.2

– Analyse modale

– Distribution élémentaire (éléments

d’intérêt parmi les minéraux)

– Distribution granulométrique

– Libération des minéraux d’intérêt

– Associations minérales

– Courbe de récupération théorique

– Détermination des composition

minérale

MLA : Caractéristiques minéralogiques

– Travaux préliminaires en appui de a pétrographie

– À partir de carottes de forage

– MLA : Programme XMOD

Définition du gisement

Microscopie optique

a) Titanite (CaTiSiO5) et

b) Magnétite

Lumière transmise / lames minces issues de carottes de forage

MLA XMOD sur lame mince polie


Multiples injections d’un mélange d’allanite (13 %) et de britholite (15 %) dans de l’apatite massive (42 %). Présence de magnétite (15 %) au sommet de la lame.


Allanite « réactionnelle » autour de l’apatite dans une veine de fluorite.

Apatite

Pyrrhotite

Fluorite

Britholite

Allanite

Apatite

Chalcopyrite

Analyse modale des carottes de forage

0

Résultats quantitatifs des XMOD

Distribution de Ce dans les minéraux des forages

Forage 11-56 11-57 11-60 12-60 12-61 12-68 12-75 12-84

Allanite (La) 72 7 1 1 3 39 11 25

Allanite high REE 15 19 13 2 38 14 14 27

Apatite 3 3 6 6 4 3 4 8

Bastnasite-(Ce,La,Nd)) 2 0 3 46 1 1 2 0

Britholite high Ce, Nd 4 36 11 11 10 31 37 2

Britholite-Y 4 31 66 28 39 11 32 34

Kainosite 1 3 1 4 5 1 1 5

Monazite-(Ce) 0 0 0 1 0 0 0 0

Total 100 100 100 100 100 100 100 100

Distribution du cérium dans les minéraux (carottes de forage)

Tests de développement en laboratoire

“T1475Beneficiation of apatite ore using pilot plant mechanical flotation cells”

Tests de développement en laboratoire

Fraction -150 +106µm -106 +75µm -75 +53µm -53 +45µm -45µm Souche calculée

Masse relative (%) 1.0% 6.8% 21.9% 8.7% 61.5% 99.9%

Libre (>95% volume) 56.4% 62.8% 74.3% 80.3% 73.2% 73.1%

Fraction -150 +106µm -106 +75µm -75 +53µm -53 +45µm -45µm Souche calculée

Masse relative (%) 2.7% 14.7% 25.5% 8.1% 49.0% 99.9%

Libre (>95% volume) 76.6% 78.1% 79.6% 81.6% 79.8% 79.5%

Indice Josette : 8.2%

Brèche à magnétite : 12.7%

Présentation à SOQUEM, le 18 décembre 2013

0

Libération de l’apatite


Nombre de microanalyses (à la microsonde effectuées)

Minéral Indice Josette Brèche à Magnétite

Magnétite 32 32

Fluorite 32 32

Allanite 28 39

Andradite 0 32

Apatite 62 125

Analyse à la microsonde e-

Profil 2 Pr2O3 SmO Gd2O3 Y2O3 P2O5 SiO2 Al2O3 Total

85al2 1 0.982 0.204 0.025 0.072 0.046 29.289 7.535 95.092

85al2 2 1.023 0.227 0.000 0.091 0.032 29.094 7.594 94.866

85al2 3 0.909 0.063 0.001 0.034 0.023 29.206 7.560 94.692

85al2 4 0.944 0.141 0.000 0.029 0.034 28.998 7.424 94.689

85al2 5 1.024 0.194 0.051 0.113 0.032 29.229 7.095 93.899

Analyse à la microsonde e-

Traverse la plus complète possible des grains


0

Conciliation

10%

10%


0+53µm -53 +38µm -38 +20µm -20µm

Masse % 24.5 19.0 21.6 34.9

Apatite 43.5 50.2 53.7 51.2 49.7

Fluorite 34.9 34.4 34.9 36.2 35.3

Allanite (La) 11.4 7.2 4.4 1.8 5.7

Kainosite 3.1 2.5 2.1 2.2 2.5

Autres 1.8 1.0 0.8 2.3 1.6

Calcite 0.3 0.3 0.6 3.7 1.5

Titanite 1.5 1.6 1.4 0.9 1.3

Andradite 0.8 1.0 1.2 0.8 0.9

Quartz 1.8 1.0 0.3 0.3 0.8

Mica 1.0 0.8 0.6 0.6 0.7

Total 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0

Proportion

minérale

IJ Apatite : Concentré du 4ième nettoyage

Total

+53µm -53 +38µm -38 +20µm -20µm

Masse % 24.5 19.0 21.6 34.9

Libre (>95%) 11.8 13.6 23.4 26.4 19.7

Ass. Binaire 51.2 62.8 64.2 46.8 54.7

Ass.Ternaire 37.1 23.7 12.4 26.8 25.6

Détail des associations binaires

Apatite 25.7 35.6 40.5 34.8 34.0

Fluorite 11.9 15.8 14.4 6.6 11.3

Allanite (La) 6.0 4.2 3.4 1.6 3.6

Titanite 3.1 3.1 1.7 0.5 1.9

Mica 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 Bastnasite 0.5 1.2 0.5 0.3 0.5

Minéral IJ Apatite: Concentré du 4ième nettoyage : Kainosite (2.46%)

Total

Libération et associations

Quand une particule est-elle libérée?

0

La plupart des rejets n’ont pas été analysés

• Quels minéraux de terres rares ne sont pasrécupérés?

• Quel est l’état des minéraux (associations) suiteà l’utilisation de déprimants?

Question à la fin des premiers essais

Poursuite du développement

35

SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O TiO2 MnO P2O5 Y2O3 ThO2 Ce2O3 La2O3 Nd2O3

Teneur (%) 57.90 9.93 9.6 0.58 9.66 1.01 5.15 1.84 0.24 0.13 0.34 0.01 0.76 0.32 0.42

Résultats d'analyse (MLA) de l'échantillon BR2.6 Concentré Dégros. de l'épidote

A Composition chimique analysée de l'échantillon

Les familles « géométallurgiques »

Connaissance « après »

Les éléments de terres rares sont distribuésinégalement :

– Au sein du dépôt;

– Parmi les minéraux porteurs, lesquels peuvent appartenir à plusieursfamilles minérales;

– Au sein d’un même grain;

– On doit donc accepter que le modèle géométallurgique doive changer quelques fois en cours d’étude.

MERCI!

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