Soutenance mémoire
Système de régulation de température des fours de fusion
Description du traitement de l’argent
Broyage / Gravimétrie
Le broyage est la suite de la préparation mécanique de la roche, tandis que la gravimétrie a pour objectif de séparer les particules d’argent natif ou concentré (Concentré Gravimétrique Fin (CGF) et Concentré Gravimétrique Gros (CGG)) des particules d’argent sulfuré.Le contenu des silos de stockage est acheminé par des convoyeurs vers une cuve où il est mélangé avec de l’eau. Le mélange est ensuite broyé dans un broyeur à boulets. La pulpe obtenue est ensuite pompée vers une batterie d’hydrocyclone où les particules sont entrainées par une vitesse centrifuge. Cette vitesse permet de les classer selon le poids. Les plus lourds sont proches des parois, tandis que les plus légers sont proches du centre. L’effet de pression que crée la forme du cyclone repousse les particules légères (over flow ou surverse) vers le haut, ces particules vont être entrainées vers une bâche de stockage. Tandis que les plus lourdes (Under flow ou sous-verse) sont acheminées vers ce qu’on appelle des Jigs. A ce niveau, une séparation granulométrique est faite par la succession de deux effets : la pulsion et la succion. Les particules les plus légères (les rejets) sont acheminées vers la bâche de stockage tandis que les plus denses qui contiennent l’argent (le concentré) sont amenées vers une autre batterie d’hydrocyclones dont la surverse est envoyée à la bâche et la sousverse envoyée vers un broyeur secondaire. A la sortie du broyeur secondaire, on a une pulpe bien plus fine qui est envoyée vers les tables à secousse dont le rôle est la séparation gravimétrique. Trois produits sont recueillis à la sortie de la table : le concentré granulométrique fin (CGF), des rejets et un produit mixte.
Le CGF est envoyé à la lixiviation, les mixtes sont renvoyés au broyeur secondaire formant ainsi une boucle fermée et les rejets sont envoyés au niveau de la bâche. Toutes les pertes non cyanurées du processus de traitement sont également stockées dans la bâche. Le contenu de cette bâche est envoyé vers une troisième batterie d’hydrocyclones dont la surverse alimente le broyeur principal et la sous-verse est envoyée à la flottation.
En résumé, le broyage nous a permis d’affiner les grains, tandis que la gravimétrie nous a permis de séparer l’argent concentré gravimétrique fin qu’on envoie à la lixiviation, l’argent concentré gravimétrique gros qui va directement à la fonderie, et le moins concentré qui va alimenter la flottation.
Flottation
La flottation consiste à faire flotter l’élément qui nous intéresse, en l’occurrence l’argent, pour pouvoir le récupérer par débordement. Ceci se base sur les propriétés hydrophobes et hydrophiles des surfaces des solides : qu’active l’ajout d’un collecteur. On ajoute aussi un moussant en même temps que le collecteur, et qui a pour rôle d’assurer la stabilité de la mousse à la surface. Ainsi, en présence de bulles d’air, il y a un transport sélectif des particules hydrophobes qui se fixent aux bulles pour remonter en surface.On observe donc une mousse chargée en surface tandis que les particules à surfaces hydrophilesrestent en suspension dans la pulpe.
A Imiter, le moussant utilisé est le MIBC et les collecteurs utilisés sont l’aérophine et l’AXK.
A l’issue de l’étape de flottation, nous obtenons des rejets qui partent vers la digue non cyanurée, et une pulpe concentrée en argent et qui va alimenter l’étape de la cyanuration.
Cyanuration
L’objectif de la cyanuration est de mettre l’argent en solution pour pouvoir le récupérer ensuite sous forme de céments. L’étape commence par le stockage du concentré flotté il contient cinq agitateurs en série où l’on ajoute le cyanure de sodium (NaCN) pour dissoudre l’argent. Dans le premier agitateur on ajoute de l’eau oxygénée H₂O₂, et ce pour ne pas inverser le sens de la réaction de complexation de l’argent avec le cyanure. En plus du taux d’oxygène et de cyanure libre dans la solution, il est important également de contrôler la température et le pH (entre 11 et 12). A la sortie de cette étape, on retrouve une pulpe qui contient de l’argent liquide et une quantité d’argent solide qui n’a pas été dissoute.En résumé, la cyanuration nous permet d’obtenir de l’argent liquide qu’on appelle eaux-mères et qui va alimenter la cémentation. On a également à la fin du circuit des rejets qui contiennent une certaine teneur en argent solide et en argent liquide.
Cémentation
L’objectif de la cémentation est de récupérer l’argent liquide à la sortie de la cyanuration sous forme de céments d’argent (argent solide) et ce à travers une réaction de précipitation de l’argent avec le Zinc. Au préalable, on doit :
Eliminer les matières en suspension par clarification sur des toiles filtrantes
Eliminer l’oxygène gênant la précipitation en consommant le Zn selon l’équation 1.1.
Zn + ½ O2 ZnO (Equation 1.1)
Cette désoxygénation est réalisée par une pompe à vide. Ensuite la poussière de zinc est ajoutée aux eaux mères clarifiées et désoxygénées. Les principales réactions de dissolution de zinc et de précipitation d’argent sont :
Zn + Ag(CN)2- + H2O + 2CN- Zn(CN)42- + Ag + OH- + ½ H2
Le mélange Eaux mère/Zinc alimente 4 filtres presses où le cément d’argent est retenu. Ce dernier constitue l’un des intrants de la fonderie.
Les eaux à la sortie du filtre presse, dites eaux usées, devenues pauvres en argent (de l’ordre de 5 à 10 ppm d’argent), sont recyclées pour servir au lavage dans l’étape de la cyanuration.
Lixiviation
L’objectif de l’étape de lixiviation est d’augmenter la teneur en argent du CGF en transformant ce dernier en chlorure d’argent AgCl avant de l’envoyer à la fonderie. En effet, AgCl contient 7072% d’argent tandis que le CGF en contient seulement 10-25%.
Les opérateurs ramènent le CGF dans des sacs à l’unité de lixiviation où il est introduit dans un réacteur contenant de l’eau et de l’acide nitrique HNO3. L’ajout de HNO3 a pour objectif d’obtenir du nitrate d’argent(AgNO3). La solution obtenue est pompée vers un filtre à presse. Le nitrate d’argent est ensuite récupéré puis mis dans un réacteur avec NaCl pour obtenir du chlorure d’argent AgCl qui sera donc envoyé à la fonderie et qui a une plus forte teneur en argent.
La lixiviation nous permet donc de transformer le CGF en chlorure d’argent qui est plus riche en argent, et qui constitue l’un des intrants de la fonderie.
Fonderie
La fonderie est la dernière étape du processus de traitement de l’argent. Son objectif est de mettre sous forme commercialisable l’argent qu’on a pu récupérer sous différentes formes. A l’issue de cette opération on retrouve de l’argent fini à une teneur entre 99,6 et 99,8%.
L’entrée de la fonderie est constituée des intrants suivants :
– Le CGG contenant 63% d’argent
– L’AgCl issue de la lixiviation contenant 70 – 72% d’argent
– Le cément contenant 70 – 80% d’argent
Le cément à lui seul constitue jusqu’à 80% des intrants de la fonderie, d’où l’importance des étapes qui précèdent la cémentation à savoir la flottation et la cyanuration.
La fonte de l’argent solide commence par :
Démércurisation : Le but à ce niveau est de récupérer le mercure contenu dans les différents intrants. En effet, le cément contient entre 1-4% de mercure, les plaques en contiennent 15% et les CGG environ 10%. Pour ce faire, on introduit le mélange d’intrants dans un four électrique à 650°C. La température d’évaporation du mercure (Hg) étant de 500°C, on récupère la vapeur Hg qu’on condense par la suite pour la protection de la santé du personnel et de l’environnement. Hg liquide est donc récupéré est aussi commercialisé.
La fusion : L’objectif de cette étape est d’éliminée les impuretés et faire fondre l’argent provenant de la 1ére étape. Tous les intrants sauf AgCl sont introduits dans un four à propane avec de l’air à 962°C (température de fusion de Ag). Pour s’assurer que toute la quantité d’argent introduite sera fondue, on ajoute du Borax (Na2B4O7, 10H2O) qui a pour rôle de diminuer la température de fusion de l’argent. Comme les impuretés sont moins denses que l’argent, elles flottent à la surface formant ce qu’on appelle des scories. Une analyse en teneur d’argent est faite sur les scories. Si celle-ci est supérieure à 3%, les scories sont recyclées dans l’étape de la fusion. Sinon, elles sont renvoyées au niveau du concassage.
L’affinage : L’affinage permet d’éliminer les impuretés contenues dans AgCl. La même opération précédente est faite dans les mêmes conditions sauf que l’on utilise du carbonate de sodium, de la chaux et de la farine. Comme AgCl contient encore du plomb (Pb) et du zinc (Zn), on l’oxyde pour éliminer ces impuretés. On obtient du PbO et du ZnO sous forme de poudre dans des filtres à manches. PbO est recyclé à la cyanuration et ZnO au niveau de la cémentation.
La coulée : L’objectif de cette étape est de mettre l’argent sous forme commercialisable. Pour ce faire, on fait couler l’argent liquide dans les moules. On obtient ainsi des lingots d’argent de 10,3 Kg en moyenne avec une teneur de 99 .7% d’argent appelés anodes d’argent. Les produits sont numérotés et des échantillons sont prélevés pour analyser la teneur d’argent.
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Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Description du traitement de l’argent |
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Table des matières
Remerciements
DEDICACES
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des abréviations
Introduction générale
Chapitre I : Présentation de la SMI et cadre du projet
Introduction
1. Présentation de l’organisme d’accueil
2. Description du traitement de l’argent
3. Présentation et cadre du projet
Chapitre II : Analyse de l’existant et évaluation des besoins énergétiques
Introduction
1. Etat des lieux et diagnostique du système actuel :
2. Evaluation des besoins énergétiques au sein de la fonderie
Chapitre III : Etude du système de régulation de température des fours de fusion
Introduction
1. Généralités sur la régulation :
2. Mise en œuvre des moyens matériels et techniques pour la régulation des fours
3. Modélisation et identification du système de régulation de température des fours de fusion
4. Conclusion
Chapitre IV : Impact de la régulation sur la consommation du propane et amélioration du rendement et des conditions de travail dans la fonderie et élaboration du cahier de charge technico-commercial pour la rénovation de la fonderie
Introduction
1. Impact de la régulation
2. Amélioration
3. Recommandations
4. Cahier de charge technico-commercial
Conclusion
Bibliographie et Webographie
Annexe
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