INTRODUCTION
L e t a tio de l u a iu de sa ga gue se fait pa li i iatio , ui peut t e stati ue ou dynamique. Le terme de lixiviation statique regroupe les techniques de lixiviation en tas, lixiviation en colonnes et lixiviation in-situ. Lo s de la li i iatio , l u a iu doit t e o d à so plus fo t deg (VI) et solubilisé : pour ce faire, 3 types de solutions peuvent être utilisées : 1- des solutions acides (H2SO4) qui permettent la solubilisatio de l u a iu sous la fo e d u sulfate d u a le; - des
solutions alcalines (Na2CO3 ou NaHCO3) qui permettent la formation un complexe de carbonate
d u a iu solu le, so t utilis es lo s ue la ga gue est i he e a o ates Seidel, ; 3- des solutions bactériennes ( ioli i iatio , où des a t ies p oduise t des sulfates de fe et de l a ide sulfu i ue, pe etta t espe ti e e t l o datio et la solu ilisatio de l u a iu ‘ouas, . Des agents oxydants tels que NH4NO3, NaClO3, peuvent être ajoutés aux solutions de lixiviation
acides et alcalines, lorsque le gise e t d u a iu est à a a t e duit u a iu p se t da s les i au sous le deg d o datio < VI, et o eu age ts du teu s da s le i e ai .
C est la oie a ide (H2SO4) qui a été adopt e pou l e t a tio de l u a iu su les sites i ie s
du Niger : la lixiviation est dynamique pour les minerais concentrés en uranium et statique pour les minerais à faible teneur (lixiviation en tas). Cependant, les conditions de traite e t a ie t d u gisement à un autre en fonction du type de roche hôte, c'est-à-dire de la gangue. Ainsi, pour chaque gise e t d u a iu , et a a t de la e l e ploitatio , diff e ts tests so t alis s pou t ou e les conditions optimum de traitement, c'est-à-dire obtenir le rendement en uranium maximum en utilisant des quantités de réactifs minimum. Les conditions sur lesquelles on peut jouer sont : les quantités de réactifs, la granulométrie du broyage du minerai, éventuellement la minéralogie du minerai par le biais de mélanges de minerais est le as à SOMAÏ‘, où du i e ai i he e a giles est
la g à u aut e i e ai pou di i ue l i flue e faste des a giles .
Le gise e t d I ou a e p se te u i e ai t s oxydé (seules les chlorites sont des agents réducteurs) et la minéralisation uranifère est elle même à dominance oxydée, ainsi un ajout d o da t est superflu. Cependant la gangue est très hétérogène, comme nous avons pu le voir dans le premier volet de cette étude: elle consiste en des grès à granulométrie très variable avec des assemblages minéralogiques différents selon les zones géographiques et les unités géologiques. Ainsi, les minerais de ces différentes zones sont susceptibles de présenter des comportements différents lors du traitement, et nécessitent chacun des tests de traitement.
I. T aite e t du i e ai d’I ou a e
I.1. Minerai utilisé pour les tests
Les tests ont débuté en 2007, après la campagne de carottés gros diamètres. Une partie de ces a ott s a t p se e pou ali e te des tudes p t og aphi ues ota e t l tude du olet de cette thèse), et le reste a été utilisé comme matériel pour les tests de traitement du minerai.
Suivant les séries de tests, des mélanges divers ont été réalisés : mélanges de plusieurs carottés d u e e zo e g og aphique, toutes unités confondues ; mélanges de plusieurs échantillons d u e e u it et d u e e zone géographique ; mélanges de a ott s d u eg oupe e t de zones (notamment Imfout Nord, Centre et Sud regroupés parfois en Imfout).
I.2. Protocole de traitement
Co e o u da s l i t odu tio , les gise e ts u a if es du Nige so t e ploit s pa voie acide, en traitement dynamique pour les minerais riches en U et en lixiviation en tas pour les i e ais pau es. sites i ie s so t e e ploitatio depuis u e i ua tai e d a e, la SOMAÏ‘ So i t Mi i e de l Aï et la COMINAK Co pag ie MINi e d AKouta , da s la gio d A lit.
L e ploitatio du gise e t d I ou a e , situ k au Sud d A lit, d ute a e . Plusieurs séries de tests de traitement du minerai ont été réalisées entre 2007 et 2012 ; la plupart, en traitement statique (colonnes) sur le pilote Imouraren installé sur le site de la SOMAÏR, quelques uns en traitement dynamique et/ou statique au SEPA de Bessines. Suite à ces multiples tests, et étant donnée la faible teneur du minerai, il a été décidé ue l u a iu se ait e t ait du minerai d I ou a e pa li i iatio e tas, o e est le as du i e ai pau e des sites i ie s SOMAÏ‘ et COMINAK.
Pour visualiser les différentes étapes du protocole de traitement par lixiviation en tas, prenons l e e ple a tuelle e t e pla e à SOMAÏR.
1- concassage du minerai à 20mm (Planche 5-1, A).
2- agglomération du minerai : le minerai est placé dans une cuve, dans laquelle 25kg d’H2SO4 par
tonne de minerai sont ajoutés (Planche 5-1, A). Le but de cette étape est double : i. initier le
p o essus de li i iatio o datio et solu ilisatio de l u a iu , ii. lie les fi es pa ti ules su les plus g osses ou e t e elles, pou pe ett e d assu e u e pe olatio u ifo e de la solutio lo s de la lixiviation (Dawhan et al., . L agglo atio est g ale e t utilis e lo s ue la ga gue contient beaucoup de fines particules (>10- % telles ue des a giles, o e est le as du i e ai de la SOMAÏR (formation du Tarat).
3- transport du minerai aggloméré par bandes transporteuses (Planche 5-1, B et C [1 et 2]), vers une ai e d e t eposage, pou o stitue u tas d e i o de hauteu (Planche 5-1, C [3 et 4]). Sur un te ai de pe te à %, u pais li e est dispos , su o t d u e ou he de g a ie s ou he drainante) et enfin du minerai aggloméré (Planche 5-1, C).
4- û isse e t du i e ai agglo da s le tas pou ue l atta ue a ide se pou sui e du a t 24h. 5- li i iatio ui o siste e l a osage o ti u du tas de i e ai agglo pa u e solutio à 16g.l-1
d’a ide sulfurique durant 90 jours (Planche 5-1, C [5 et 6]).
6- récupération des jus dans des rigoles (Planche 5-1, C [7]) puis dans des bassins de stockage
(Planche 5-1, C [8]) a a t le t a spo t e s l usi e pou l e t a tio à p op e e t pa l de l u a iu .
U e fois d a ass de l u a iu , les jus so t utilis s pou la li i iatio du tas.
Cepe da t, le i e ai de SOMAÏ‘ est diff e t de elui d I ou a e et des adaptatio s du protocole sont nécessaires ; elles concernent les données apparaissant en gras et italique dans le protocole ci-dessus. Pour définir ces paramètres de façon à optimiser le traitement du minerai d I ou a e , des tests o t t e t ep is.
I.3. Protocole et dispositif des tests de t aite e t stati ue du i e ai d’I ou a e
Les tests de traitement statique ont commencé en 2007, bien avant que la découverture du st ile d I ou a e ait t e ta e ; ainsi le matériel utilisé pour ces tests provient des carottés gros diamètres de la campagne de forages de 2007. Etant donnée la faible quantité de minerai disponible, il a fallu utiliser un dispositif peu consommateur de minerai pour réaliser ces tests.
Chaque test a donc été réalisé avec 250 ou 125 kg de minerai, concassés à tout passant 10mm,
(Planche 5-2, A), et l agglo atio est effe tu e e to i e (Planche 5-2, B) (5 relevés de
température sont effectués à la fin). Pour limiter la consommation de minerai, celui- i est pas disposé en tas de 6 m de haut, mais déposé dans des colonnes (Planche 5-2, C) de dimensions : diamètre extérieur 250mm, diamètre intérieur 215mm, section 3,6 dm2, hauteur totale 6,22 m,
volume total 225 litres. Le dispositif comprend 21 colonnes en polyéthylène haute densité (PEHD), at iel sista t au te p atu es e t es ai si u à l a ide. Ces olo es so t ep es pa des lett es A à X et pe ette t d effe tue plusieu s tests e si ulta . Un drain de 4l de galets de 20-30mm est déposé en base de colonne.
Ai si, ap s l agglo atio e to i e ua tit d a ide a ia le , le i e ai est pla da s ces colonnes et laissé pour le mûrissement de 24h (appelé aussi maturation). A la fin de la atu atio , la hauteu du i e ai est ele e et le dispositif d a osage est is e pla e au so et
de la colonne. Ensuite une solutio à g d H2SO4.l-1 percole sur toute la section de la colonne, avec
un débit de 180ml.h-1 (2 paramètres de lixiviation invariables pour les séries de tests étudiées ici). Les
jus de lixiviation sont récupérés à la base des colonnes dans des bidons (Planche 5-2, D). Le temps de lixiviation est variable suivant les tests et divers suivis sont réalisés :
-suivi bi-hebdomadaire de la hauteur du minerai (pour le calcul du tassement)
-suivi bi-hebdomadaire des solutions (jus) recueillies, avec mesures pH, Eh et teneurs U
Planche 5-1 : Traitement statique du minerai pauvre du site minier SOMAÏR. A- Concasseur et cuve