Ce point est consacré à l’exploitation des ressources minérales dans la province du Katanga. Il décrit brièvement les procédés appliqués au Katanga et les difficultés relatives à la
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concentration par flottation des minéraux porteurs du cuivre et de cobalt, rencontrées par certains industriels opérant au Katanga.
Troisième après le Fer et l’Aluminium, le cuivre est considéré aujourd’hui comme un métal industriel de grande importance. 60% de sa production est utilisée dans les industries de l’électricité et de la construction. L’émergence des pays comme la Chine, l’Inde et le Brésil conduit à une augmentation de la production mondiale et malgré l’évolution positive des cours, l’offre reste insuffisante face aux besoins des consommateurs. Pour remédier à cette situation, environ 35% des besoins mondiaux sont couverts par le recyclage du cuivre contenu dans des déchets, il faudra donc absolument mettre en exploitation de nouveaux gisements (P.
Gossens ., 2009).
La province du Katanga demeure une des régions du globe qui pourrait contribuer à accroitre l’offre avec l’atteinte rapide d’une production de 600.000 tonnes par an, soit 4% de la production mondiale (ministère des Mines RDC ., 2010).
Le cobalt sert lui, dans la fabrication des alliages résistant à l’usure et à la corrosion. 30% de sa production mondiale est assurée par la RD Congo (Edelstein ., 2006 ; Shedd .,2006) . L’industrie minière Congolaise a donc un rôle à jouer sur le marché du Cuivre et du Cobalt.
Les sociétés minières de la province du Katanga exploitent des gisements possédant une minéralisation sulfurée et une oxydée. Les minerais sulfurés sont généralement des gisements primaires se localisant en profondeur tandis que les minerais oxydés sont des gisements secondaires résultant de l’altération des sulfures en surface.
I.4.1. Description des procédés appliqués au Katanga.
Après 100 ans d’exploitation minière, l’histoire du traitement des minerais au Katanga peut se subdiviser en deux époques :
La première débute avec les exploitations du Congo Belge jusqu’à la promulgation de la loi portant code minier en 2002, prônant l’ouverture politique et la libéralisation du secteur minier congolais aux investissements privés (Soit de 1911 à 2003).
La seconde période est celle caractérisée par la signature des contrats miniers entre la Gécamines (société de l’Etat) et les partenaires privés. (Soit de 2004 à ce jour).
L’exploitation minière commence par l’étape de l’extraction des minerais, et se poursuit avec la phase d’enrichissement des minéraux utiles sous formes des concentrés. Les concentrés sont soumis au traitement métallurgique dans le but de l’élaboration du métal ou de l’alliage.
La Figure I-5 illustre les diverses étapes. La première période de l’histoire de l’exploitation
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minière au Katanga est attribuée à la Gécamines qui relaya l’Union Minière du Haut Katanga dans la production du cuivre et du cobalt en RD Congo. A ce jour la Gécamines traite encore ses minerais dans les concentrateurs de Kambove (KVC) et de Kolwezi (KZC), les usines de Shituru (US) ainsi que les fonderies de Panda (FEP) et de Lubumbashi (FEL) selon le schéma suivant : Fragmentation et réduction granulométrique associée à une unité de classification dimensionnelle. Concentration par flottation. Séparation solide-liquide par décantation et filtration. Extraction des métaux par hydrométallurgie ou par pyrométallurgie.
La seconde période caractérisée par les partenariats privés et les investissements des capitaux étrangers fait ressortir une évolution en rapport avec les techniques de traitement. Les usines construites après 2003 combinent pour la majeure partie les méthodes de concentration gravimétrique (Heavy Media Separtion et Density Media Separation), la flottation ainsi que la lixiviation directe suivie de l’extraction par solvant et de l’electrowining. L’automatisation ainsi que la régularisation y prennent une part importante (P. Kalenga 2012). L’auteur indique que les bilans métallurgiques des usines de la Gécamines (période 1) comparés à ceux des entreprises minières de la période 2, montrent que la Gécamines a une criante difficulté de production. Voici quelques statistiques de production indiquant les différences de production.
1.500 tonnes de cuivre et 100 tonnes de cobalt par mois pour la Gécamines / Shituru 10.000 tonnes de cuivre /mois pour Tenke Fungurume Mining
3.000 tonnes de cuivre /mois pour Boss Mining
2.100 tonnes de cuivre /mois pour CHEMAF ( Chemical of Africa) 5.000 tonnes de cuivre /mois pour Anvil Mining
7 .000 tonnes de cuivre/mois pour Mutanda Mining
Les préoccupations majeures que rencontrent les opérateurs du secteur de la concentration par flottation au Katanga sont liées :
Au faible rendement de récupération du cuivre dans les concentrés ; A la gestion et la consommation du réactif activant (Na HS) ;
Au problème posé par l’augmentation du rapport teneur Cu / teneur Co dans le minerai alimenté, pour les concentrateurs visant principalement la récupération du cobalt ;
A la problématique des fines ;
Au traitement des minerais mixtes (oxydés et sulfurés) ; A la gestion des rejets issus du traitement minéralurgique ;
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Notre problématique scientifique est fondée sur la préoccupation industrielle liée à l’amélioration des rendements de récupération en cuivre, au concentrateur de la Gécamines Kambove. Elle s’est principalement intéressée à question liée à l’optimisation du ratio des réactifs collecteurs, le KAX et le Rinkalore 10, utilisés au concentrateur de Kambove.
Figure I- 5: Circuit de production du cuivre de la mine à l’exportation ( Kalenga et al ., 2006 ; Kaniki., 2008)
I.4.2.Problèmes rencontrés par les industriels au Katanga
Depuis l’exploitation des minerais au Katanga par l’Union Minière du haut Katanga en passant par la Gécamines et jusqu’à ce jour, les procédés de concentrations appliquées au Katanga sont : la concentration gravimétrique et la concentration par flottation des minerais oxydés et sulfurés, cette dernière s’est faite par :
L’utilisation des acides gras comme collecteurs et moussants des minerais oxydés ; L’utilisation des xanthates comme collecteurs après sulfuration superficielle des minerais oxydés ;
L’utilisation des collecteurs de type xanthate pour les minerais sulfurés.
Le choix entre les diverses voies est principalement orienté dans le cas des minerais oxydés, par la nature minéralogique des minerais, et le coût de production.
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Les rendements de récupération à la flottation sont faibles, lors de l’utilisation des acides gras comme collecteurs en présence des minerais à gangue dolomitique, suite à la grande affinité des acides gras pour le calcium et le magnésium. La flottation à l’aide des xanthates après une sulfuration superficielle, s’est donc avérée plus intéressante dans la mesure où elle permettait d’obtenir des bons résultats quelle que soit la nature de la gangue rencontrée.
Etant donné que du point de vue performance en présence des minerais à gangue non dolomitique, les acides gras conduisent à des rendements de récupération du même ordre de grandeur que les xanthates, il y a intérêt à préconiser un retour à l’utilisation des acides gras en flottation des minerais oxydés de Cu-Co du copperbelt Congolais. Cette question est une préoccupation des industriels au Katanga qui cherchent à optimiser la flottation avec l’apport du Rinkalore, un réactif collecteur type acide gras en promotion dans les concentrateurs au Katanga.
Le choix des certains industriels au Katanga (notamment CMSK et Boss Mining) guidé par les cours du cobalt sur le marché et visant à obtenir à l’issue de la flottation d’un minerai cuprocoabltifère, deux concentrés distincts, un premier riche en cuivre et un second riche en cobalt et comprenant le reste de cuivre est une seconde préoccupation industrielle, nécessitant une étude sur la flottation différentielle du cuivre et du cobalt, à partir des minerais n’ ayant pas un rapport en teneur Cu /Co proche de 1.
La Gécamines établit son bilan de concentration par rapport au cuivre, car ayant fait le choix de produire un concentré global cuivre-cobalt, choix justifié certainement par la possession de ses propres usines hydrométallurgiques. La préoccupation de la Gécamines demeure, la mauvaise qualité des concentrés produits dans les concentrateurs de Kambove et de Kolwezi.
Les objectifs fixés par les autorités de la Gécamines visent à obtenir à partir d’une alimentation de 2 à 3% cuivre, un concentré titrant 12 à 18% en cuivre pour un rendement de récupération d’au moins 70% et un rejet usine contenant moins de 1% en cuivre.
La gestion optimisée du circuit de flottation exige donc la maîtrise de :
(1) du coût de l’énergie lié au broyage qui correspond à environ 50% du coût total en Energie.
(2) du coût en réactifs, principalement le Sulfhydrate de sodium, activant de la malachite lors de la flottation,
(3) de la production des fines particules lors du broyage
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(4) de la flottation des minerais mixtes (oxydés et sulfurés) du Katanga qui est déjà une problématique à l’étude chez certains industriels comme Boss Mining ou à la Compagnie minière du sud Katanga.
(5) de la caractérisation des rejets issus de la chaîne de traitement pour les nouvelles compagnies minières installées au Katanga en vue ou non de leur retraitement ou valorisation. En effet dans la perspective du respect de l’environnement, l’exploitation dans le secteur minier devrait se faire avec la prise en compte des critères de protection de l’environnement.
En RD Congo et au Katanga particulièrement pendant près d’un siècle, l’industrie minière a travaillé sans intégration des critères environnementaux. Cette situation peut être expliquée par une prise de conscience tardive des enjeux liés à la problématique environnementale. Il fallait attendre l’année 2003, avec la publication du nouveau code minier et règlement minier, pour voir paraître un cadre légal protecteur de l’environnement. L’étude de Kalenga et al.,(2006) a évalué à environ 350 millions de tonne les rejets minérométallurgiques contenant encore des métaux valorisables à des teneurs pouvant conduire à leur retraitement.