Soutenance mémoire
RESEAU HYDROGRAPHIQUE
Il est caractérisé par deux grands fleuves :
Fleuve de Mahajamba ;
Fleuve de Betsiboka.
Ces deux fleuves coulent du Sud vers le Nord en se dirigeant dans la province de Mahajanga. Ils drainent toute la région d’Andriamena avec un réseau hydrographique particulièrement dense. Durant le mois d’avril au mois de novembre, ces fleuves sont alimentés par les nappes phréatiques des montagnes. En outre il y a aussi d’autres petites rivières dont le nombre est très remarquable. (Voir fig. 1)
LES DECHETS [2]
Par définition, les déchets sont les minéraux ou les roches sans valeur, avec une faible teneur en chrome. Il y a deux sortes de déchets selon leur source :
– Déchets d’exploitation;
– Déchets de traitement.
Notre étude consiste à l’étude de ces déchets. Le pourcentage global de la gangue dans les minerais bruts est au voisinage de 15% Il est à signaler que les lieux de stockage des déchets sont dispersés partout à côté de l’usine de traitement et le site d’exploitation. Certaines quantités de ces déchets sont utilisées pour la réparation routière par la Société KRAOMA elle-même ou par d’autres entreprises ; d’autres sont jetées dans la rivière à côté de l’usine de traitement (pour les déchets fins).
Les déchets d’exploitation Les déchets d’exploitation proviennent soit du décapage de la mine avant l’extraction de minerai, soit du nettoyage de la mine après chaque extraction au tir. Ils sont constitués par des roches massives avec une granulométrie très différente (de quelques centimètres à un mètre) et des roches meubles ou de sols. Le volume total de ces déchets d’exploitation, depuis 1968 au mois de décembre 2003 est environ de 20.780.350m3 dont 14.295.350t dans la mine d’Ankazotaolana et 6.485.000t dans la mine de Bemanevika.
Les déchets de traitement Il y a trois sortes de déchets de traitement :
– déchets de la liqueur dense (ou déchets rocheux) ;
– déchets de la laverie (ou déchets laverie) ;
– déchets de la déphosphoration.
La granulométrie des déchets rocheux est comprise entre 40mm à 100 mm avec une teneur moyenne en chrome de 4 à16%. Leur quantité totale depuis 1981 au mois de décembre 2003 est à peu près 394.000t. La granulométrie des déchets de laverie est inférieure à 1mm avec une teneur en chrome variant de 16 à 25%. Leur quantité totale depuis 1969 au mois décembre 2003 est de 3.728.478t. Concernant les déchets de déphosphoration, leur granulométrie est inférieure à 1mm avec une teneur moyenne en chrome de 22% et leur quantité totale depuis 1979 en 1990 est autour de 61.800t.
GENERALITE SUR LES ROCHES BASIQUE ET ULTRABASIQUE [6]
D’après le paragraphe I-6, le minerai de chrome est généralement accompagné avec de pyroxénite, amphibolite, gneiss, pegmatite, migmatite, soapstone, granite et gabbro, plagioclasite.
PYROXENITES Ce sont des roches ultrabasiques avec de nombreux bloc de pyroxénites qui ont été retrouvés sur la feuille d’Andriamena ainsi que sur l’œil de Maevatanana. Il est constitué par de pyroxène (fréquementt le chlinopyroxène orthopyroxène, augite, brongite) ; mica (biotite), rarement de plagioclase et d’amphibole (hornblende).
AMPHIBOLITES Elles constituent la deuxième grande catégorie de roches cristallophylliennes dont l’ensemble forme la série basique métamorphique. Les minéraux dans les amphibolites sont les suivants : le plagioclase (17% à 43%), l’amphibole (34% à 82%), la hornblende verte, pyroxène (13% à 16%),le grenat, l’épidote et les minéraux accessoires comme le mica, le sphène, la magnétite, l’ilménite, l’apatite.
GNEISS Le quartz fait ici son apparition. Avec les plagioclases, il présente plus de la moitié en volume des constituants de la roche. Le quartz apparaît en cristaux lenticulaires présentant une structure granoblastique. La nature de plagioclase est délicate à déterminer en raison de leur extinction roulante et de leur cassure. Le pourcentage volumétrique de ces plagioclases oscille autour de 40%. Il y a aussi le grenat, rarement la magnétite.
MIGMATITES Nous avons vu que les roches éruptives basiques de la région d’Andriamena ont pu être affectées par des phénomènes métasomatiques, en particulier par un apport de SiO2 se manifestant par des cristaux lenticulaires de quartz repoussant les autres minéraux. Parallèlement à cette métasomatose quartzeuse on peut mettre en évidence une métasomatose potassique qui peut, soit s’effectuer en même temps que la première, soit se développer seule. On aura ainsi toute une variété de migmatites : migmatites plagioclasiques à quartz, migmatites lamboanitiques à microcline et quartz, migmatites plagioclasiques sans quartz migmatites lamboanitiques à microcline sans quartz. La migmatite contient du quartz, du microcline, du plagioclase, de l’hypersthène, de l’hornblende verte, de la biotite, du grenat et du sphène.
SOAPSTONES Dans les descriptions détaillées de leurs échantillons les plus caractéristiques, les catégories suivantes peuvent être distinguées : amphibolites (trémolite, chlorite talc), tremolitites ou actinotites, chloritoschistes et enfin talcschistes. Les minéraux constitutifs des soapstons sont : la horneblende verte, le trémolite incolore, le chlorite (clinochlore), le plagioclase, le quartz, le calcite et la magnétite.
GABBROS Ce sont les gabbros qui forment un grand nombre de massifs, sills et filons basiques emballés dans l’ensemble gneisso-migmatitique de la feuille de Maevatanana, Andriamena et Anjozorobe. Les minéraux constitutifs des gabbros sont : les plagioclases, les pyroxènes, les amphiboles, accessoirement de l’épidote, zoïsite, séricite, biotite, apatite, sphène.
PLAGIOCLASITES Ce sont des roches métamorphiques, orientées ou non, constituées essentiellement de plagioclases et de pyroxènes dont le pourcentage des premiers est supérieur à celui des seconds. Il y a aussi des amphiboles, des micas (biotites) et des magnétites.
OXYDE DE ZINC (ZnO) [12][13]
Le zinc se trouve dans le sol à l’état de sulfure de zinc (ou blende) ZnS, ou de carbonate de zinc (smithsonite) souvent mêlés avec des silicates (calamine).
Caractéristiques physiques : C’est un métal blanc légèrement bleuâtre, à texture cristalline. Il est cassant à la température ordinaire, mais devient ductile et malléable entre 100° et 150°C, on peut alors le laminer en feuilles minces. Le zinc pur fond à 418°C et entre en ébullition à 918°C Il se moule facilement. Sa densité est de 6,87.
Caractéristiques chimiques : A température ordinaire, le zinc ne s’oxyde pas dans l’oxygène pur ou dans l’air sec. Mais au contact de l’air humide il se recouvre d’une couche imperméable d’hydrocarbonate de zinc sous l’action simultanée du gaz carbonique et de la vapeur d’eau. {Zn CO3 + Zn (OH)2} Cette équation à la réaction qui préserve le reste du métal de toute altération (protection contre l’oxydation plus profonde).
C’est un réducteur : il réduit les sels ferriques et stanniques en sels ferreux et stanneux. Tous les acides forts attaquent le zinc en donnant de sels et du gaz H2 ou NO2.
Attention : les sels de zinc sont toxiques car ils seraient attaqués par les acides faibles et le sel marin.
Applications : Il est employé pour couvrir les tôles, les gouttières, permet aussi la protection du fer contre la rouille (fer galvanisé). On ne peut pas l’employer pour la fabrication des ustensiles de cuisines. Il est utilisé pour la fabrication des feux d’artifice pour produire les étoiles brillantes. Il entre dans la constitution d’alliages importants.
Exemple : le laiton ou cuivre jaune est un alliage de cuivre et de zinc.
En chimie organique, est utilisé comme hydrogénant.
Oxyde de Zinc (ZnO = 81)
C’est une poudre blanche presque insoluble dans l’eau, mais soluble dans les acides étendus avec lesquels elle forme des sels de zinc. Il est réductible par le charbon : ZnO + C Zn + CO Il est employé principalement sous le nom de blanc de zinc et la préparation des peintures à l’huile de différentes teintes. Il peut remplacer le blanc du plomb, grâce à la propriété qu’il ne se noircit pas comme ce dernier au contact des émanations sulfureuses (exemple : acide sulfhydrique) ; il n’est pas toxique.
Coloration des minéraux en lame mince et pléochroïsme
Les minéraux incolores sous une certaine épaisseur sont masqués en lame mince. Parmi ceux qui sont en masse se montrent fortement colorés, certains sont pratiquement incolore sous l’épaisseur de 0.02mm à 0.03mm (c’est l’intervalle qui nous intéresse), d’autres conservent en lumière naturelle toute ou partie de leur coloration. Ce sont ces derniers minéraux seuls que l’on désigne ici sous le nom de minéraux colorés. Enfin, certains restent opaques, ils sont heureusement rares dans les sections de roches . Pour certains minéraux, l’intensité et la nature de la teinte sont constantes au cours d’une rotation complète de la platine ; pour d’autres l’intensité et la coloration varient notablement. Ces derniers sont dits pléochroïques, et le phénomène correspondant a reçu le nom pléochroïsme.
|
Table des matières
PARTIE 1 : ETUDES ET RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I : GENERALITE SUR LA SOCIETE KRAOMA ET LA REGION D’ANDRIAMENA
I – Historique de la société KRAOMA
II- Cadre géographique
II-1 Situation générale
II-1-1 Localisation des mines d’exploitation et la cite minière de la Société KRAOMA
II-1-2 Economie générale et population
II-2 Topographie
II-3 Climat
II-4 Réseau hydrographique
II-5 Couvertures végétales
III- Cartographie
IV- Production
IV-1 Diagramme de production de la société KRAOMA
IV-2 Les mines
IV-3 Alimentation des usines de traitement
IV-3-1 Alimentation de l’unité de traitement par liqueur dense
IV-3-2 Alimentation de l’unité de traitement laverie
IV-3-3 Alimentation de l’usine de déphosphoration
IV-4 Produits marchands
IV-4-1 Les rocheux
IV-4-2 Les concentrés
IV-5 Les déchets
IV-5-1 Les déchets d’exploitation
IV-5-2 Les déchets de traitement
IV-6 Estimation des réserves actuelles
Chapitre II : GEOLOGIE DE LA REGION D’ANDRIAMENA
I- Zonation de la région d’Andriamena
II- Le socle cristallin
II-1 Série rubanée hétérogène
II-2 Orthogneiss mésozoïques
II-3 Série charnockitique composite
III- Déformation existante
IV- Intrusions mafiques et ultramafiques
IV-1 Zone de bordure
IV-2 Zone de pyroxènite
IV-3 Zone des péridotites
V- Les phénomènes existants au sein de ces formations
V-1 Métamorphisme
V-2 Altération
VI- Les gangues des minerais de chrome des mines d’Ankazotaolana et de Bemanevika
VI-1 Les roches basiques et ultrabasiques
VI-2 Les recoupents ou les formations granitiques
Chapitre III : PETROGRAHIE
I- Généralité sur les roches basique et ultrabasique
I-1 Pyroxènites
I-2 Amphiboles
I-3 Gneiss
I-4 Migmatites
I-5 Soapstones
I-6 Gabbros
I-7 Plagioclasites
II- Caractéristiques des minéraux des roches des roches basiques et ultrabasiques
II-1 Groupe des pyroxènes
II-2 Groupe des amphiboles
II-3 Feldspaths
II-4 Plagioclases
II-5 Les familles micas et des micas dures et chlorites
II-6 Autres minéraux
Chapitre IV : GENERALITE SUR LES ELEMENTS CHIMIQUES DES ROCHES DE LA GANGUE DU CHROME
I- Constituants majeurs
I-1 Oxyde de chrome (cr2o3)
I-2 Oxyde de magnésium ou alumine (Al2O3)
I-3 Magnésium- magnésie (MgO)
I-4 Oxyde de fer (FeO – Fe2O3)
I-5 Silice (SiO2)
I-6 Oxyde de calcium ou chaux vive (CaO)
II- Eléments à l’état de trace
II-1 Oxyde de potassium
II-2 Oxyde de zinc (ZnO)
II-3 Oxyde de manganèse (MnO]
II-4 Dioxyde de titane (TiO2)
II-5 Phosphore (P)
II-6 Oxyde de nickel ou busenite l’état naturel
III- Les métaux nobles
III-1 Propriétés physiques
III-2 Caracteristique chimiques
PARTIE 2 : ETUDE EXPERIMENTAL DE DECHETS D’EXPLOITATION DE LA SOCIETE KRAOMA
Chapitre I : ECHANTILLONNAGE
I -Théorie d’échantillonnage
I-1 Méthode d’échantillonnage
I-2 Erreurs principales autour de l’échantillonnage – solutions proposées
II- Application
I-1 Broyage
I-2 Système diviseur
I-3 Operation de quartage (en cône)
Chapitre II- METHODES EXPERIMENTALES DES ANALYSES
I- Caractérisation pétrographique
I-1 Caractéristique macroscopique des roches
I-1-1 La couleur
I-1-2 La structure
I-1-3 Texture
I-2 Caractéristiques microscopiques des minéraux dans les roches
I-2-1 Caractéristique des minéraux de roche en lumière naturelle
I-2-2 Caractéristique des minéraux de roche en lumière Polarisée
II- Méthode de caractérisation mécanique des roches
II-1 La dureté
II-1-1 Essai Los Angelès( LA )
II-1-2 Essai d’usure Micro-Deval
II-2 Résistance à la compression
II-3 Densité apparente
III- La méthode d’analyse chimique
III-1 Analyse gravimétrique
III-1-1 Principe
III-1-2 Opération- Matériel- Précision de l’analyse
III-1-3 Conditions nécessaires pour le précipité
III-1-4 Méthode de mesure
III-2 Analyse volumétrique
III-2-1 Principe
III-2-2 Indicateurs colorés
III-2-3 Opérations – matériels – précision d’analyse
III-2-4 Méthode de mesure
III-3 Analyse colorimétrique
III-3-1 Principe
III-3-2 Loi de la spectrométrie
III-3-3 Matériel
III-3-4 Méthode de mesure
III-4 Analyse par spectrométrie de flamme
III-4-1 Principe
III-4-2 Matériel
III-4-3 Possibilités de la méthode
III-4-4 Méthode de mesure
III-5 Analyse spectrale (spectrographie d’émission UV)
III-5-1 Principe
III-5-2 Matériel- Opération
Chapitre III : TECHNIQUES EXPERIMENTALES DES ANALYSES
I- Etude pétrographique des déchets d’exploitation et de traitement de la société KRAOMA
I-1 Etude de la roche pulvérisée
I-1-1 Préparation des échantillons
I-1-1-1 Pesage
I-1-1-2 Tamisage
I-1-1-3 Lavage
I-1-1-4 Séchage
I-1-2 Séparation magnétique
I-1-3 Etude minéralogique sous lampe binoculaire et résultat
I-2 Etude des roches massives
I-2-1 Conception de la lame mince
I-2-1-1 Matériel utilisé et fonctionnement
I-2-1-2 Mode opératoire
I-2-2 caractérisation macroscopique des échantillons
I-2-3 Etude microscopique des échantillons
I-2-3-1 Gabbro
I-2-3-2 Quartzite à magnétite
I-2-3-3 Pyroxenite à phlogopite à hornblende
I-2-3-4 Amphibolite
I-2-3-5-Metagabbro
I-2-3-6 Plagioclasite à pyroxène
I-2-3-7 Pegmatite
I-2-3-8 Pyroxenite à chromite
I-2-3-9 Chromite à filon de talc
I-2-3-10 Micaschiste
I-2-3-11 Migmatite
I-2-3-12 Gneiss amphibolique
I-2-3-13 Granite à pyroxène
I-2-3-14 Pyroxenite
II- Etude mécanique des roches
II-1 Etude de la dureté
II-1-1 Essai Los Angelès
II-1-1-1 Appareillage
II-1-1-2 Mode opératoire
II-1-2 Essai micro-Deval
II-1-2-1 Appareillage
II-1-2-2 Mode opératoire
II-2 Etude expérimentale par essai de compression mesure de densité
II-2-1 Essai de compression
II-2-1-1 Mécanisme d’essai
II-2-1-2 Mode opératoire
II-2-2 Essai de densité
II-2-1-1 Appareillage
II-2-1-2 Exécution des essais
III- Etudes chimiques
III-1 Dosage du chrome (méthode volumétrique)
III.-1-1 Principe
III-1-2 Appareillage
III-1-3 Réactifs
III-1-4 Mode opératoire
III-1-4-1 Attaque au peroxyde et préparation de la solution principale
III-1-4-2 Dosage volumétrique de chrome
III-1-4-2-1 Principe de ce dosage
III-1-4-2-2 Titrage ou Etalonnage de la solution de KMnO4 déjà préparée
III-1-4-2-3 Correspondance entre FeSO4 et KMnO4 titré
III-1-4-2-4 Titrage en retour de l’échantillon
III-1-5 Résultats du dosage du chrome
III-2 Dosage du phosphore par la spectrométrie uv
III-2-1 Principe
III-2-2 Préparation des réactifs
III-2-3 Appareillage
III-2-4 Mode opératoire
III.-2-4-1 Traitement de la solution principale
III-2-4-2 Etablissement de la courbe d’étalonnage
III-2-4-3 Dosage de l’échantillon
III-2-5 Résultats
III-3 Dosage spectrophotométrie de l’aluminium (méthode a l’eriochrome cyanine)
III-3-1 Principe
III-3-2 Préparation des réactifs
III.-3-3 Appareillage
III-3-4 Mode opératoire
III.-3-5 Résultat de dosage de l’aluminium
III-4 Dosage spectrophotométrie du titane (Effectué au Laboratoire de l’OMNIS)
III.-4-1.Principe
III-4-2 Réactifs
III-4-3 Appareillage
III-4-4 Mode opératoire
III-5 Dosage gravimétrique du fer, du calcium et du Magnésium
III-5-1 Dosage gravimétrique du Fer
III-5-1-1 Principe
III-5-1-2 Appareillage
III.-5-1-3 Réactifs
III-5-2 Mode opératoire
III.-5-2-1 Attaque du minerai
III-5-2-2 Dosage gravimétrique
III-5-2-3.Dosage volumétrique du calcium
III-5-2-4 Dosage gravimétrique du magnésium
III-5-2-5 Résultats d’analyse
III-6 Dosage du sodium et du potassium par spectrophotométrie de flamme
III-6-1 Principe
III-6-2 Réactifs d’étalon
III-6-3 Apareillage
III-6-4 Mode opératoire
III-6-5 Résultats
III-7 Dosage de zinc par la methode colorimetrique (Dosage courant)
III-7-1 Principe
III-7-2 Réactif de dosage
III-7-3 Appareillages
III-7-4 Mode opératoire
III-8 Dosage complexometrique de calcium et de magnésium
III-8-1 Principe
III-8-2 Réactifs
III-8-3 Matériel
III-8-4 Mode opératoire
III-8-4-1 Dosage du calcium
III-8-4-2 Dosage de Mg2+
Chapitre IV: EXPRESSION DES RESULTATS
I- Résultats d’analyses pétrographiques
I-1 Résultat d’analyse des matériaux en poudre
I-2 Résultat d’analyse des roches massives
I-3 Les minéraux
II- Résultat des essais mécanique
II-1 Résultat des essais de dureté
II-1-1 Essai Los Angelès
II-1-2 Essai micro-Deval
II-2 Résultat sur essais de compression et de dureté
II- 3-Interpretation des résultats des essais mécaniques
III- Résumes sur les résultats des analyses chimiques
PARTIE 3:ETUDE D’EVALUATION VALORISATION DES DECHETS ET ETUDES ECONOMIQUES
I- Essai de traitement de la chromite en vue de fabrication de pigment de vert d’oxyde de chrome et de pigment brun d’oxyde de fer
I-1- Traitement par le carbonate
I-2- Traitement par la potasse et réduction du chromate alcalin
I-3- Traitement par le sulfate acide de sodium et précipitation du sel chromique
I-4 Essai de fabrication de pigments par attaque au bisulfate alcalin
I-4-1 Broyage et tamisage
I-4-2 Etude du rendement d’attaque en fonction du rapport réactif d’attaque et du minerai
I-4-2-1- Attaque au bisulfate de sodium
I-4-2-2- Méthode de séparation du fer et du chrome
(méthode par précipitation)
I-4-2-3- Mode opératoire
II- Aspect technico-économique
II-1 Introduction
II-2 Méthodologie
II-3 Etude technique
II-3-1 Procédé de fabrication
II-3-2 Description des produits
II-3-3 Effets des dispositions sur l’activité d’oxyde de chrome et d’oxyde
II-4- Etudes techniques et financières
II-4-1 Caractéristiques du marché et de la concurrence
II-4-1-1Type de marché
II-4-1-2 Apport économique du projet
II-4-1-3 Etude financière
II-4-1-4 Le prix de revient par tonne
CONCLUSION
GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
Télécharger le rapport complet
