Soutenance mémoire
Les matières premières peuvent varier considérablement en ce qui concerne leurs caractéristiques naturelles (composition chimique, composition minéralogique, leur pureté, propriétés physiques et chimiques, taille des particules et prix). Les différentes catégories de matières premières comprennent : Des matières premières d’origine naturelle de composition souvent hétérogène ; des matières premières purifiées, dont la composition chimique et les propriétés physiques sont régularisées et des matières premières industrielles, synthétiques, qui on subit un processus physico-chimique de préparation de façon à atteindre un haut niveau de qualité. Leur prix varie en fonction du processus de préparation. La caractérisation d’une matière première se fait à partir des techniques d’analyses utilisées pour identifier la composition chimique, la composition minéralogique ainsi que les propriétés physiques des minéraux.
Les feldspaths sont des roches utilisées pour leurs propriétés fondantes. Elles forment spontanément un verre à haute température. Les plus utilisés sont ceux contenant les minéraux d’albite, orthose ou microcline, néphéline, pétalite, spodumène. Généralement, on constate la présence d’un mélange de ces minéraux ce qui crée une grande dispersion dans les propriétés physiques et chimiques. Donc, l’objectif de cette recherche est de mettre en valeur la matière première feldspathique d’Ain Barbar par des méthodes minéralurgiques ou utilisation des procédés de séparation des minéraux (séparation magnétique, séparation par flottation). Les feldspaths constituent un important groupe de silicates entrant dans la constitution de nombreuses roches d’origine volcanique, ignée ou métamorphique. Formant environ la moitié de l’écorce terrestre, ils sont les plus abondants de tous les minéraux. Depuis l’apparition du terme « Feldspath » en 1740, ils ont fait l’objet de nombreux travaux, de point de vue cristallographie, cristallochimie et mise en valeur ainsi que son utilisation.
Les feldspaths sont des minéraux appartenant aux tectosilicates, possèdent une structure reposant sur un assemblage de tétraèdres [SiO4] et [AlO4] formant une charpente tridimensionnelle dans laquelle viennent se loger des ions monovalents (Na+ , K+ ) ou bivalents (Ca+2), plus rarement (Ba+ . Sr+2), de formule générale R+ [AlSiOx] à R+2 [Al2Si2Ox], les plus communs d’entre eux, les feldspaths alcalins et les plagioclases, pouvant être représentés dans un diagramme triangulaire dont les pôles sont l’orthose, l’albite et l’anorthite. Selon l’Association minéralogique internationale (IMA). Les feldspaths regroupent une vingtaine d’espèces cristallisant principalement dans les systèmes monoclinique, triclinique ou orthorhombique. Bien que les feldspaths soient majoritairement xénomorphes, de beaux cristaux peuvent être récoltés, notamment dans les roches d’origine magmatique. Ils arborent une grande diversité d’habitus automorphes.
APPRECIATION ET ANALYSE DES CONDITIONS GEOLOGIQUES ET MINIERES DU GISEMENT DE FELDSPATH D’AIN-BARBAR
APERCU GEOLOGIQUE REGIONAL
Le cadre géologique de la plaine conditionne les écoulements des eaux souterraines et des eaux superficielles. Nous voulons montrer ici la complexité géologique des diverses formations qui présentent les unités suivantes :
❖ Les formations métamorphiques.
❖ La nappe numidienne.
❖ Le Quaternaire.
FORMATIONS METAMORPHIQUES
Le massif de l’Edough
Il s’élève brutalement au-dessus de la mer et des plaines environnantes jusqu’a plus de milles mètre (1000m). I1 est constitué par un empilement de plusieurs unités qui forment un dôme de foliation allongé selon la direction NE—SW. Les formations métamorphiques se subdivisent en deux unités principales.
● Une unité inférieure constituée de gneiss oeillés et de migmatites et de quelques horizons subordonnés de micaschistes et marbre. Au sein de gneiss oeillés un petit corps de péridotites contient des metabasites à reliques d’une association éclogitique à clin pyroxenemphacitique, grenat, zoirite et rutile.
● Une unie supérieur représentée par un ensemble de micaschistes alumineux, gneiss leuco granitiques et marbre. Des intercalations de quartzite et lydiennes dans les micaschistes ont livré une faune d’accritarches d’âge Ordovicien supérieur a Dévonien démontrant que la tectonique tangentielle a vergence NW de l’Edough ne pouvait être qu’hercynienne ou alpine.
Au Nord du massif les micaschistes encaissent un complexe d’amphibolites-metagabbros comprenant a la base une association de péridotite-kinzigites comparable a celle rencontrée en petite kabyle et dans bético- rifain. Ces unités profondes de l’Edough ont été affectées par un métamorphisme de haut degré qui montre une évolution depuis des conditions de hautes températures, haute pression (P> 7-8 Kbar) vers des conditions de basses pressions (P=3-4 Kbar) bien traduites par des relations chronologiques entre les trois polymorphes Al2SiO5. On observe dans les micaschistes que les cisaillements ductiles extensifs a vergence NW sont matérialises par des associations syncinematiques a biotite-sillimanite qui oblitèrent une paragenèse primaire a disthène-grenat-staurotide-rutile-muscovite, alors que l’andalousite apparait dans les stades les plus tardifs de la déformation, en se superposant par fois directement au disthène. A l’Ouest et au Sud du massif, l’unité supérieure des micaschistes comprend localement à son sommet des formations de type épizonal dont Paléozoïque ou Mésozoïque est discuté. La présence d’assemblages minéraux microscopiques à mica blanc, disthène, staurotide, rutile, grenat dans les schistes de Boumaiza montre cependant que l’evo1ution métamorphique de ces formations est indissociable de celles des unités sous jacentes. En plusieurs points du massif, le socle cristallophyllien de l’Edough est surmonte par des formations attribuées au Mésozoïque et qui sont affectées par un métamorphisme épi. Les déformations ductiles y ont une vergence NW identique a celle des gneiss et micaschistes sous-jacents et sont particulièrement bien développées au contacte socle-couverture ou les associations minérales indiquent des températures proches de 400°C.
Le contraste métamorphique entre socle et couverture peut être considéré comme une conséquence des déplacements tangentiels soustractifs qui contribueraient au rapprochement d’unité de degrés métamorphiques différents. La déformation ductile de l’Edough et la mise en place de la nappe des flyschs scellées par des rhyolites et microgranites d’âge Langhien a 15-16 Ma. Ces roches magmatiques sont affectées par une altération hydrothermale à l’origine de minéralisation filonienne polymétallique.
|
Table des matières
Introduction générale
Chapitre I. APPRECIATION ET ANALYSE DES CONDITIONS GEOLOGIQUES ET MINIERES DU GISEMENT DE FELDSPATH D’AINBARBAR
1.2. Aperçu géologique régional
1.2.1. Formations métamorphiques
1.2.1.1. Massif de l’Edough
1.2.1.2. Domaine des Flyschs
1.2.1.2.1. Flyschs Mauritanien
1.2.1.2.2. Flyschs Massyliens
1.2.2. Nappe Numidienne
1.2.3. Quaternaire
1.2.3.1. Pléistocène inférieur
1.2.3.1. Pléistocène moyenne
1.2.3.2. Pléistocène supérieur
1.3. Cadre géologique local
1.3.1. Description stratigraphique et lithologique
1.3.2. Esquisse structurale et tectonique
1.3.3. Roches Magmatique
1.3.4. Localisation géologique du site d’étude
1.3.5. Situation géographique d’Ain Barbar
1.4. Géologie de gisement d’Ain Barbar
1.4.1. Flysch sénoniens
1.4.2. Cornéennes albitiques
1.4.3. Intrusions subvolcaniques
1.5. Calcul des réserves de gisement d’Ain Barbar
1.5.1. Réserves géologique
1.5.2. Réserves exploitable
1.6. Généralités sur la production minière en Algérie
Chapitre II. INTERET DE LA MATIERE PREMIERE FELDSPATHIQUE COMME AJOUT DANS L’INDUSTRIE CERAMIQUE ET VERRIERE
2.1. Domaines d’utilisation de feldspath
2.1.1. Utilisation de feldspath dans le secteur de céramique
2.1.2. Utilisation de feldspath dans le secteur de verre
2.1.3. Utilisation de feldspath comme charges
2.1.4. Utilisation de feldspath dans les émaux et Frittes
2.2. Procédé de fabrication de verre et céramique
2.2.1. Fabrication des verres
2.2.1.1. Composition du verre
2.2.1.2. Propriétés physiques
2.2.1.3. Propriétés thermiques
2.2.1.4. Propriétés chimiques
2.2.1.5. État physique du verre
2.2.1.6. Opérations de l’élaboration du verre
2.2.2. Fabrication des céramiques
2.2.2.1. Céramiques feldspathiques : le « modèle » des céramiques dentaires
2.2.2.2. Nouvelles céramiques feldspathiques
2.2.2.3. Céramique dentaire
2.2.2.4. Céramiques techniques
Chapitre III. CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIQUE DU MINERAI DE FELDSPATH D’AIN- BARBAR–ANNABA
3.1. Introduction
3.2. Echantillonnage
3.3. Observation macroscopique
3.4. Préparation des échantillons pour analyses minéralogiques et chimiques
3.5. Analyse granulochimiques
3.5.1. Analyse granulométrique du feldspath
3.5.2. Analyse chimiques
3.6. Analyse minéralogique
3.6.1. Analyse minéralogique par diffraction des rayons X (DRX)
3.6.2. Analyse microscopique
3.7. Calculs normatifs selon la méthode CIPW
3.7.1. Evaluation des proportions minéralogiques de minerai de feldspath
3.7.2. Principe d’un calcul normatif
Chapitre IV. ANALYSE DE LA LITTERATURE SCIENTIFIQUE SUR L’ENRICHISSEMENT DES MATIERES FELDSPATHIQUES
4.1. Séparation magnétique
4.1.1. Aspect théorique de la séparation magnétique
4.1.1.1.Notion du champ magnétique
4.1.1.2. Classification des substances minérales
4.1.1.3.Action des forces magnétiques et mécaniques
4.1.2. Aspect pratique de la séparation magnétique
4.1.2.1. Matrice d’extraction
4.1.2.1.1. Classification des séparateurs
4.1.2.1.2. Séparateurs magnétiques à haute intensité (SMHI) en voie sèche
4.1.2.1.3. Séparateurs travaillant par extraction
4.1.2.1.4. Séparateurs travaillant par déviation
4.2. Separation par la flottation
4.2.1.Définition et principe
4.2.2.Variables importantes de la flottation
4.2.3.Angle de contact
4.2.4.Potentiel de surface et charge superficielle
4.2.5. Réactifs de flottation
4.2.5.1. Collecteurs
4.2.5.2. Moussants
4.2.5.3. Déprimant
4.2.5.4. Activant
4.2.6. Paramètres affectant la flottation
4.2.6.1. Longueur de la chaîne des surfactants
4.2.6.2. Concentration des surfactants
4.2.6.3. pH
4.2.6.4. Temps de résidence de la pulpe
4.2.6.5. Vitesse du gaz (vitesse d’agitation)
4.2.6.6. Taille des particules
4.2.6.7. Taille des bulles
4.3. Revue de la littérature spécifique a la flottation des silicates et tectosilicates
4.3.1. Equilibres des surfaces des silicates en milieu aqueux
4.3.2. Les silicates
4.3.3. Flottation cationique des silicates et tectosilicates
4.3.4. Présence d’ions Ca+2 dans la pulpe : cas de la surface des silicates
4.3.5. Effet de Fe+3 dans la pulpe sur la flottation des silicates et tectosilicates
4.3.6. Effet synergique d’un mélange de tensioactif (collecteurs) ionique et non ionique
4.3.7. Mode d’adsorption d’un collecteur cationique sur la surface minérale des silicates
4.4. Historique de la séparation du feldspath par flottation
4.5. Synthèse des études réalisées sur l’enrichissement de feldspath
4.4.1. Enrichissement des feldspaths a l’échelle mondiale
4.4.2. Enrichissement des feldspaths a l’échelle locale (Ain Barbar)
Conclusion générale
