Caractères géochimiques de la couche phosphatée de Tobène

CRITERES GEOCHIMIQUES D’EXPLOITATION ET ACTIVITES MINIERES

LES CRITERES GEOCHIMIQUES D’EXPLOITATION 

Le phosphore constituant principal du phosphate précipite dans l’apatite sous forme de P2O5. Une roche est dite phosphatée si elle renferme du P2O5 et lorsque la teneur de celui-ci est supérieure ou égale à 18%, on parle de phosphate sédimentaire. L’exploitation repose sur un certain nombre de critères permettant d’apprécier la qualité du minerai notamment les caractères géochimiques, les estimations des réserves selon les paramètres d’exploitabilité (algorithme, méthode krigeage …). Pour Tobène, ces critères dépendent principalement :  des teneurs en P2O5 (θ), la valeur de référence utilisée est 20% ;  Du rapport K = CaO / P2O5 qui nous renseigne sur la teneur en carbonate du minerai :  K< 1,3 minerai féraleux ;  1,3< K< 1,45 bon minerai ;  K>1;45 minerai calciteux (très carbonaté) ;  des teneurs en oxydes de fer et d’alumine Fe2O3 +Al2O3 (f) qui nous renseigne sur le degré d’altération du minerai :  f< 5 très bon minerai ;  520 minerai féraleux (très oxydé). 

LES DIFFERENTES ANAMALIES DE COUCHE

 Les anomalies de couche sont essentiellement le calcaire, le sable et les argiles.  Anomalie de calcaire : le calcaire précipite dans les mêmes conditions que le phosphate et peut s’intercaler dans la couche.  Anomalie se sable : Elle se traduit par la présence de poches de sable.  Anomalie d’argile : on peut aussi rencontrer dans la couche phosphatée des argiles intercalaires. Définition des critères géochimiques au sein de la couche phosphatée de Tobène. Analyse comparative de données de sondages et de résultats d’exploitation du panneau de Tobène entre 2009 et 2013 Master Géosciences Fatoumata Diallo Option : Environnement Sédimentaires 

LES ACTIVITES MINIERES

 Les opérations minières

 Les opérations minières comprennent successivement, la prospection et l’exploitation.  La prospection : Elle s’effectue par la méthode des sondages à maille triangulaire. Les mailles varient selon le niveau de la prospection. On distingue ainsi : – la maille d’exploration ou maille de 1000m ; – la maille de reconnaissance ou maille de 500m ; – la maille d’évaluation ou maille de 250m pour déterminer les réserves probables ; – la maille d’exploitation ou maille de 125m pour déterminer les réserves prouvées ; – la maille de précision ou maille de 62,5m. Après les sondages, les carottes obtenues sont étudiées par des techniciens géologues qui établissent les logs stratigraphiques. Chaque carotte sera ensuite découpée en deux parties à la salle de découpage. Une partie est gardée et l’autre partie est amenée au laboratoire chimique pour des analyses. Les analyses granulo-chimiques nous permettent d’avoir la granulométrie et les teneurs en P2O5, en K, en oxyde de fer et d’aluminium etc. Après ces processus, les données sont consignées sur un tableau pour établir une base de données.  L’exploitation : Elle comprend le décapage et l’extraction.  Le décapage : Il regroupe l’ensemble des opérations de terrassement, de transport et de dépôt des sables de recouvrement hors de la zone d’exploitation. Il se fait selon deux étapes (figure 5) :  le décapage supérieur assuré par les roues-pelles pour le terrassement des sables, les sauterelles pour transporter ces sables jusqu’aux convoyeurs lesquels servent à acheminer les sables vers une remblayeuse qui les dépose hors de la zone d’exploitation ; Définition des critères géochimiques au sein de la couche phosphatée de Tobène. Analyse comparative de données de sondages et de résultats d’exploitation du panneau de Tobène entre 2009 et 2013 Master Géosciences Fatoumata Diallo Option : Environnement Sédimentaires 16  le décapage intermédiaire assuré par des pelles mécaniques (280B) pour l’excavation de la partie inférieure des sables du recouvrement (annexe2).  L’extraction : Elle est assurée par les draglines (figure 5) et constitue la phase la plus délicate de l’exploitation (annexe 2). En effet, à Tobène le critère de sélection du minerai basé uniquement sur l’observation à l’œil nu connaît d’énormes difficultés du fait de la présence de la nappe bicouche causant l’immersion de la couche et des particularités géologiques du gisement (amincissement ou disparition par endroits des argiles du toit, présence de lentilles de sables, de calcaires et des faciès ferralitiques dans la couche phosphatée). Figure 5: Schéma de l’exploitation minière 3.1.Le prétraitement Il consiste à rejeter les éléments de grande taille. Il comprend le scalpage et le débourbage.  Le scalpage : A la station de scalpage le minerai subit une sélection primaire où des gros blocs de silex (diamètre supérieur à 500 mm) sont enlevés. Définition des critères géochimiques au sein de la couche phosphatée de Tobène. Analyse comparative de données de sondages et de résultats d’exploitation du panneau de Tobène entre 2009 et 2013 Master Géosciences Fatoumata Diallo Option : Environnement Sédimentaires 

Le débourbage

A la station de débourbage le minerai subit une autre sélection à travers un ensemble de circuits composés de trois cribles et d’un débourbeur. Les cribles sont équipés de robinets à jet d’eaux puissants qui permettent de récupérer les particules phosphatées colmatées sur les blocs stériles. Les éléments supérieurs à 30mm sont envoyés aux stériles grâce aux convoyeurs à silex et la fraction granulométrique inférieure à 30mm (jetée-mine) est déversée dans les fosses à pulpe. Elle est acheminée vers la station de traitement grâce aux pompes hydrauliques. 

Le traitement 

C’est la phase d’enrichissement du minerai. Il se déroule en deux étapes, l’une mécanique (la préparation) et l’autre chimique (la flottation).  La préparation Elle prépare la pulpe à la flottation en lui fournissant un minerai à fraction granulométrique comprise entre 40 et 800 μm à travers deux circuits séparés :  (40 – 315 μm) circuit des fins ;  (315 – 800 μm) circuit des gros. Les éléments de taille inférieure à 40 μm appelés schlamms sont envoyés au niveau des bassins à schlamms.  Flottation : c’est une étape purement chimique où le minerai imprégné de réactifs spécifiques pour enlever les impuretés et laisser flotter les grains phosphatés. Les réactifs utilisés sont le Tall-Oïl, la soude (NaOH ), le diesel-Oïl (DO) ou fuel et le promotor ou AP. les grains de phosphate sont récupérés et déshydratés. Le produit final ainsi obtenu est destiné soit à l’exportation, soit conservé pour approvisionner les plateformes de Darou khoudoss et de Mbao en vue de la production d’acide phosphorique et d’engrais granulé. Définition des critères géochimiques au sein de la couche phosphatée de Tobène. Analyse comparative de données de sondages et de résultats d’exploitation du panneau de Tobène entre 2009 et 2013 Master Géosciences Fatoumata Diallo Option : Environnement Sédimentaires 

MATERIELS ET METHODES D’ETUDE 

 Matériels utilisés 

Pour réaliser cette étude nous avons utilisé des carottes de sondage. Entre 2009 et 2013 les entreprises Foraky, sechi Sénégal et SOREIS ont effectué 150 sondages dans le Nord–est du panneau de Tobène et le maillage utilisé est égal à 125m (figure 6). Figure 6 : Localisation des sondages dans le panneau de Tobène Cependant lors de l’exploitation tous ces sondages ne sont pas pris en compte. En effet, la démarche pour la recherche et l’extraction du minerai nécessite en premier lieu de délimiter un contour que nous allons dénommer le panneau géologique où des sondages seront effectués. Ces derniers ne seront pas tous considérés dans l’exploitation puisque parmi eux il y’a des sondages stériles ou ayant un taux de P2O5 inférieur à la norme imposée par l’exploitant ou bien tout simplement étant dans une zone d’exploitation difficile pour les moyens logistiques . Au bout du compte nous nous retrouvons avec un nouveau contour qui reflète la réalité du terrain (figure 7). Sondages m son dag es dan s Définition des critères géochimiques au sein de la couche phosphatée de Tobène. Analyse comparative de données de sondages et de résultats d’exploitation du panneau de Tobène entre 2009 et 2013 Master Géosciences Fatoumata Diallo Option : Environnement Sédimentaires 19 Figure 7 : Plan de synthèse des différents panneaux (Sall, 2011)

Méthodes d’étude 

Les carottes de sondages sont analysées dans le laboratoire des Industrie Chimiques du Sénégal (ICS) et seuls les faciès phosphatés sont concernés. Sont déterminés le taux de P2O5, de CaO, des oxydes de fer et d’aluminium (féral) ainsi et que des autres oxydes. Nous avons calculé la moyenne pondérée de P2O5, de CaO et de féral en fonction des épaisseurs et grâce au logiciel surfer 8, nous avons réalisé des cartes d’isovaleurs de ces éléments. Les résultats d’exploitation de la mine sont calculés en termes de bilan mensuel et annuel. Après chaque mois on projette sur le contour de Tobène pour voir les sondages correspondants et on fait la moyenne de toutes les réalisations durant tout le mois. Les mêmes procédés sont utilisés pour les sondages et en fin on expose les données. Un traitement statistique des résultats a permis de réaliser des courbes de variation des écarts de concentration des éléments chimiques et de comparer les valeurs réalisées à celles estimées au moment de l’ouverture de la mine.