Analyse technique de l’évolution de la production du minerai de fer

Au cours des cinq dernières décennies, les marchés financiers ont vu l’émergence d’une nouvelle matière première ; le minerai de fer, qui était au début de siècle commercialisé exclusivement sur la base de contrats à long terme conclus directement entre les grandes entreprises minières et les industries clientes, principalement les producteurs d’aciers (environ 98% de sa production mondiale est destinée { l’industrie sidérurgique). En effet, le minerai de fer est une matière première essentielle au développement des économies modernes (Olivier, 2012). Historiquement, le fer était le métal le plus important pour le développement technique et économique de toutes les civilisations humaines. Il a été connu depuis environ 4000 ans avant JC. La première utilisation du fer remonte à environ 2800 avant JC, mais la réelle importance du fer n’était connue que vers 1350 avant JC quand la modernité de l’acier a commencé de remplacer le bronze au Moyen-Orient (Belhaj, 2008). Le métal du fer est relativement mou, il ne convient donc pas pour les armes et les alliages d’outils, mais le mélange fer/carbone est deux fois plus dur que le bronze. La connaissance et l’utilisation des alliages de fer ce sont propagées rapidement et le fer a été adopté en Italie et en Grèce autour de 1000 avant JC, où il est devenu le matériau principal utilisé pour la production d’outils et d’armes. Les outils fabriqués à base du fer ont permis d’accroître la productivité, en particulier dans l’agriculture. Cependant, l’utilisation du fer ne s’est répandue en Europe qu’au 14ème siècle, quand les fours de fusion (le précurseur de hauts fourneaux) ont commencé à remplacer les forges. En fait, l’utilisation du minerai de fer n’est devenu possible que grâce { l’élaboration de trois traitement;
– « Trempe » l’ajout de carbone au minerai;
– « Revenu » le refroidissement brusque de métal chaud ;
– « Recuit » le réchauffement de métal trempé.

Le fer se produit rarement dans la nature que le métal natif, sauf dans les météorites. Le métal pur est blanc argenté, très ductile, fortement magnétique et fond à 1528 °C. Il représente près de 95% de tous les métaux utilisés par les sociétés industrielles modernes (Yellishetty et al, 2010 ; Casali, 2013). Les minerais de fer sont des roches et des minéraux à partir des quels, le fer métallique est extrait. Le fer se trouve dans divers montants dans des gisements où il se produit principalement comme des oxydes, Fe2O3 (hématite) et Fe3O4 (magnétite), de sulfure FeS2, et de carbonate FeCO3, ainsi que des silicates et nombreux autres minéraux de moindre importance (Belhaj, 2008).

Analyse technique de l’évolution de la production du minerai de fer

Le fer est un élément abondant dans la croûte terrestre avec une moyenne de 2 à 3% dans les roches sédimentaires, qui qualifie le fer comme le quatrième élément le plus abondant en poids après l’oxygène. Typiquement, un dépôt doit contenir au moins 25% de fer pour être considéré comme économiquement récupérables. La plupart du minerai de fer dans le monde est extrait dans des mines à ciel ouvert, transporté aux ports par chemin de fer, puis expédié aux usines d’acier dans le monde, principalement en Asie et en Europe pour produire un concentré de haute qualité ou « minerai vendable » (Yellishetty et al, 2010). Le fer rentre dans la production de plusieurs produits, mais la quasi-totalité de la production mondiale en fer (98%) est destinée à la sidérurgie (Bureau européen pour la PRIP, 2004).

Généralités sur le fer 

Le fer est un élément chimique, de symbole (Fe) et de numéro atomique « 26 ». Le noyau de l’atome de fer est l’isotope 56 le plus stable de tous les éléments chimiques, car il possède l’énergie de liaison par nucléon la plus élevée (Miguel and Aranguren, 2008). Le minerai de fer est une substance minérale composée de roches et de minéraux parmi lesquels le fer métallique (Fe), ce dernier, peut être extrait de manière rentable en présence d’un agent réducteur comme le coke (Miguel and Aranguren., 2008). Il est généralement trouvé sous la forme de magnétite, d’hématite ou de sidérite, associé avec le nickel et le cobalt (Yellishetty et al, 2010). L’expression « minerai de fer » est employée lorsque la teneur de la roche est suffisamment riche en fer pour procéder à son extraction de manière rentable (Ressources naturelles Canada, 2014). Le terme « minerai » désigne une roche. Un minéral (Il n’existe pas de consensus sur ce qu’il faut entendre précisément par « minéral ») mais, en général, on s’accorde tout de même sur l’idée qu’il s’agit d’un matériau solide cristallisé homogène dans les conditions normales de température et de pression. L’étude des minéraux s’appelle la minéralogie. La sphalérite constitue par exemple un minerai de fer. Ce terme provient du latin «minera » qui signifie « mine » (Mauskar, 2007).

Origine de minerai de fer

Ball et al. (1973) ont discuté qu’il ya deux processus fondamentaux des mécanismes de minerais de fer concentré dans les dépôts présents (Belhaj, 2008).

Propriétés du minerai de Fer

Propriétés physiques
En fonction de la température, le fer se présente sous plusieurs formes allotropiques. Dans les conditions normales de pression et de température, c’est un solide cristallin de structure cubique centré (fer α ou ferrite) ; { partir de 912 °C, il devient cubique { faces centrées (fer γ ou austénite). Au-delà de 1394 °C, il redevient cubique centré (fer δ). Il fond à 1535 °C. La transformation en Feε (structure hexagonale compacte) ne se rencontre qu’à des pressions supérieures à 110 kilo bars. Le fer est ferromagnétique : les moments magnétiques des atomes s’alignent sous l’influence d’un champ magnétique extérieur et conservent leur nouvelle orientation après la disparition de ce champ. Des courants de convection riches en fer liquide dans la couche externe du noyau terrestre (noyau externe) sont supposés être à l’origine du champ magnétique terrestre. S’il est exposé à l’air libre ou mis dans l’eau salée, il rouille et s’il n’est pas entretenu, il va progressivement se dégrader jusqu’à ce que plus rien ne reste de son état solide naturel (Rod, 2007).

Propriétés chimiques

Laissé à l’air libre en présence d’humidité, le fer se corrode en formant de la rouille Fe2O3. La rouille étant un matériau poreux, la réaction d’oxydation peut se propager jusqu’au cœur du métal, contrairement, par exemple, à l’aluminium, qui forme une couche fine d’oxyde imperméable. En solution, il présente deux valences principales:
• Fe2+ (le fer ferreux) qui présente une faible couleur verte ;
• Fe3+ (le fer ferrique) qui possède une couleur rouille caractéristique.

Le fer ferrique (Fe3+) peut être réduit par du cuivre métallique, par exemple, réaction à l’origine du procédé de gravure des circuits imprimés par le trichlorure de fer, FeCl3.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : Analyse de la bibliographie scientifique sur les minerais de fer
Introduction
I.1. Analyse technique de l’évolution de la production du minerai de fer
I.2. Généralités sur le fer
I.2.1. Origine de minerai de fer
I.2.2. Propriétés du minerai de Fer
I.2.3. Principaux types de minerais de fer
I.3. Etude historique des cours du minerai de fer
I.3.1. Sources minéralogiques de fer
I.4. Production du minerai de fer dans le monde
I.4.1. Différents Minerais de Fer dans le Monde
I.4.2. Réserves mondiales de minerai de fer
I.4.3. Valeur de la production mondiale des minerais et métaux en 2011
I.4.4. Utilisations des minerais de fer
I.5. La production de produits minéraux en Algérie
I.5.1.Production du minerai de fer en Algérie (2002-2012)
I.5.2. Les entreprises productrices de minerai de fer en Algérie
Chapitre II : Revue de littérature sur les procédés d’enrichissements des minerais de fer
Introduction
II.1. Définition du traitement des minerais
II.2. Techniques minières
II.2.1. L’extraction du minerai de fer
II.3. Enrichissement des minéraux
II.4. Techniques de traitement du minerai
II.5. Évaluation de la technologie d’enrichissement du minerai de fer
II.6. La préparation mécanique de minerais de fer
II.6.1. Concassage et criblage
II.7. Procédés d’enrichissement des minerai de fer
II.7.1. La séparation magnétique
II.7.2. La flottation
II.7.3. Procédé de séparation gravimétrique
II.7.4. La séparation électrostatique
II.7.5. Traitement par lavage
II.8. Le choix des équipements minéralurgiques
Conclusions
CHAPITRE III : Etude Géologique du gisement de Djebel Anini (Sétif)
III.1. Situation géographique et géologique du gisement
III.1.1. Localisation du site
III.2. Géologie locale
III.3. Litho stratigraphie de gisement d’Annie
III.3.1. Jurassique
III.3.2. Crétacé inférieur
III.4. Tectonique du secteur d’étude
III.5. La paléogéographie
III.6. Etude minéralogique
III.6.1. Les hydroxydes de fer
III.6.2. Les oxydes de fer
III.7. Méthode d’exploitation du gisement de fer d’Anini-Sétif
III.7.1. Généralités
III.8. Préparation mécanique du minerai de fer d’Anini
III.8.1. Concassage
III.8.2. Criblage
III.8.3. Homogénéisations
III.8.4. Expédition
III.8.5. Diagnostic des installations de l’établissement
Conclusion
CHAPITRE IV : Caractérisation physico-chimique du minerai de fer d’Anini (Sétif)
Introduction
IV.1. Échantillonnage
IV.1.1. Echantillonnage des roches
IV.1.2. Protocole de l’échantillonnage de minerai de fer d’Anini
IV.1.3. Prélèvement des échantillons sur terrain
IV.1.4. Résultats d’analyse préliminaire
IV.1.5. Test de comparaison multiple de la distribution des éléments (Fe2O3, SiO2, Al2O3, CaO, MgO) dans les différentes zones échantillonées
IV.2. Préparations des échantillons pour l’analyse
IV.2.1. Concassage et division
IV.2.2. Quartage
IV.3. Caractérisation physico-chimique
IV.3. 1. Etude granulométrique
IV.3. 2. Tamisage des échantillons
IV.4. Caractérisation chimique des oxydes minéraux d’Anini
IV.4.1. Interprétation des résultats
IV.5. Caractère auto-fondant : Indice de basicité (Ip)
IV.6. Caractérisation minéralogique du minerai de fer
IV.6.1. Préparation des lames et sections polies
IV.7. Caractérisation minéralogique du minerai
IV.7.1. Les lames minces
IV.7.2. Les sections polies
IV.8. Caractérisations physico-chimiques des couches minéralisées
IV.8.1. Analyse par Diffraction des Rayons X (DRX)
IV.8.2. Analyse par Microscopie électronique à balayage (MEB) et EDX
Conclusion
CONCLUSION GENERALE

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