CARACTÉRISTIQUES DE LA BAUXITE PISOLITIQUE

La pisolite désigne des agrégats de bauxite qui forment des structures sphériques appelées pisoïdes. Le terme pisolite vient du latin pisum (XVIIIe siècle) qui signifie « pois » dû à la forme de ce minerai. La sphéricité des particules de pisolite s’explique par la succession des périodes sèches et humides des climats tropicaux présents en Australie. Durant la période sèche, les particules de bauxite sont réduites en une poussière principalement constituée d’oxyde de fer. En période humide, cette poussière vient se coller sur les grains de bauxite plus gros, car l’oxyde de fer est rapidement mobilisé dû à l’humidité (Bohi, 2010). La répétition des saisons arides et pluvieuses permet alors la formation de particules quasiment sphériques de différentes tailles .

COMPOSITION CHIMIQUE DE LA BAUXITE PISOLITIQUE

La bauxite est une roche latéritique composée principalement d’oxydes de fer, d’hydrates d’alumine, de silice ainsi que d’autres éléments en plus faible quantité. Elle est connue pour sa couleur rouge, due à la présence d’oxyde de fer (Fe2O3), mais il existe des bauxites grises, blanches ou roses. Sa composition chimique varie énormément selon la provenance du minerai et sa teneur en alumine oscille entre 30 et 65%. Dans les régions tropicales, comme dans la mine à ciel ouvert de Weipa en Australie, l’alumine contenue dans la bauxite est présente sous deux formes : la gibbsite (Al(OH)3) et la boehmite (AlO(OH)), présentes en forte quantité, à hauteur de 65-70% p/p. Les bauxites à forte teneur en alumine, plus de 60%, sont considérées de très grande qualité et sont très économiques à traiter, car la quantité de résidus sortant par tonne d’alumine sera moindre.

GRANULOMÉTRIE

La granulométrie est l’étude statistique de la distribution des tailles de particules d’un fluide granulaire. La granulométrie des particules de bauxite de type pisolitique peut varier de quelques microns pour les plus petites, jusqu’à plusieurs centimètres pour les gros grains. La granulométrie est très différente selon la région d’extraction du minerai et nécessite dans certains cas à la bauxite pisolitique de subir un procédé d’enrichissement qui permet d’éliminer les particules les plus fines. La bauxite pisolitique présente dans ce projet de doctorat en est le cas. En effet, la poussière de pisolite est majoritairement constituée de silice et n’est donc pas rentable dans le procédé d’extraction de l’alumine, en plus de causer des problèmes de manutention durant le transport. La granulométrie de la pisolite de la mine Andoom à Weipa peut varier de moins de 45 µm jusqu’à 25-30 mm. Plus de 20% des particules se situent en dessous de 45 µm, et c’est cette classe de particules que le procédé de séparation vise à éliminer.

DENSITÉ

La densité moyenne des particules solides de bauxite varie entre 2000 et 2550 kg/m³ (Hutchison, 2005), et celle de la pisolite est généralement d’environ 2400 kg/m³ . Cependant, il est préférable d’utiliser la méthode de remplacement au sable pour mesurer la densité de la bauxite pisolitique (Yoro, 1992) qui est une technique officiellement certifiée par Australian Standards Council (Australia, 2004) pour mesurer la densité de la bauxite dans les gisements australiens.

PROCÉDÉ D’EXTRACTION DE LA BAUXITE PISOLITIQUE

Le procédé d’extraction de la bauxite pisolitique se trouvant à la mine Andoom à Weipa en Australie permet d’enrichir le minerai, c’est-à-dire d’enlever les impuretés ainsi que les particules fines qui rendent la manutention et le transport problématique. Ainsi, cette étape d’enrichissement est importante et permet d’avoir un coût économique beaucoup plus faible lors de l’extraction de l’alumine.

MINE DE BAUXITE 

Cette étape consiste à extraire le minerai du gisement de bauxite. La bauxite pisolite est ramassée en surface de la mine à ciel ouvert à l’aide d’immenses râteaux  , puis entassée en monticules. Par la suite, une pelle mécanique vient charger le minerai dans des camions spécialement conçus pour assurer un déversement constant de la bauxite sur une zone de déchargement. En effet, le réservoir des véhicules lourds s’ouvre vers le bas, laissant s’écouler la bauxite de manière graduelle à travers une grille de la zone de déchargement . La seule contrainte à respecter lors de cette étape est de ne pas mettre les camions en surcharge, car cela cause une usure excessive des pneus qui doivent être remplacés plus souvent et au vu de leur taille (10 pieds de diamètre).

LAVOIR

Par la suite, le minerai est alors acheminé par convoyeur dans un lavoir, en anglais «run-of-mine » (ROM), afin de subir un prétraitement et de rendre la bauxite humide à l’aide de gicleurs. L’eau des gicleurs provient en partie des différentes surverses. En effet, afin de limiter la consommation d’eau dans l’usine, la surverse des cyclones, classificateurs et systèmes d’assèchement est mélangée avec de l’eau brute avant d’être envoyée dans le lavoir ou le tambour .

TAMBOUR

Lors de cette étape, la bauxite subit une première séparation qui permet de nettoyer le minerai  . En plus d’humidifier de nouveau la bauxite, le tambour, en anglais « scrubber », permet de retirer les principales impuretés de grande  taille telles que les branches d’arbres ou les racines qui sont envoyées par la suite sur un monticule de rejet  à l’aide d’un convoyeur . Le tambour est un énorme cylindre horizontal en rotation. L’action de levage des particules le long des parois suivie d’une chute de ces dernières, combinée à l’action de l’eau permet de poncer, frotter et humidifier le maximum de minerai .