CARACTERISTIQUES GRANULOCHIMIQUES DE LA COUCHE PHOSPHATEE DE TOBENE SUD

Cette étude s’appuie essentiellement sur les résultats d’analyse de quelques carottes de sondages réalisés dans les différents secteurs de Tobène Sud. Les analyses concernent la composition chimique des couches phosphatées et leur aspect granulométrique. L’objectif de cette étude est de suivre la distribution du paramètre P2O5, « feral » et SiO2 en fonction de la taille des particules du minerai phosphaté.

RAPPELS SUR L’EXPLOITATION DU PHOSPHATE DE TOBENE

A l’instar des gisements de Ndomor Diop et de Keur Mor Fall déjà épuisés, l’exploitation des phosphates de Tobène se fait à ciel ouvert. Les activités minières se résument à quatre phases, il s’agit de : – l’étude géologique ou prospection ; – l’exploitation ; – le prétraitement ; – et le traitement. 

La prospection

C’est la première phase qui consiste à réaliser des sondages et d’effectuer des analyses et des interprétations lithologiques, granulométriques, pétrographiques et géochimiques pour délimiter, configurer, caractériser et évaluer le minerai dans le but de faire une exploitation rentable du gisement. Les sondages permettent de donner :  les paramètres d’exploitation (teneur en P2O5 ou δ(a), Fe2O3 + Al2O3 ou féral Φ, le rapport K= CaO/ P2O5, l’épaisseur utile X de la couche phosphatée) ;  Les estimations des réserves à partir de certains paramètres d’exploitabilité. Les sondages se font par maillage triangulaire. En fonction de l’étape de prospection, on distingue : – Maille d’exploration ou maille de 1000 m ; Maille de reconnaissance ou maille de 500 m ; – Maille d’évaluation ou maille de 250 m ; – Maille d’exploitation ou maille de 125 m ; – Maille de précision ou maille de 62,5 m.

L’exploitation

A Tobène, le travail se fait suivant des panneaux subdivisés en passes parallèles longues d’environ 2000 m et large de 40 m et en profils perpendiculaires aux passes équidistants de 50 m. Des piquets implantés régulièrement par les topographes, délimitent ces passes et profils en guise de repères pour les géologues et mineurs. L’exploitation s’effectue par terrassement et comprend deux chantiers : le décapage et l’extraction (figure 17). 

Le décapage

Le décapage est l’ensemble des opérations d’abattage, transport et dépôt des sables de recouvrement hors de la zone d’exploitation. Il s’occupe aussi du dénoyage (le rabattement de la nappe phréatique à l’aide de pointes de collecte filtrantes) et comprend deux niveaux principaux :  Le décapage supérieur se fait à l’aide de roue-pelles reliée à des sauterelles, des convoyeurs et des remblayeurs. Ils décapent ainsi la première quinzaine de mètres de sable. Les convoyeurs à tapis roulant transportent ces sables jusqu’aux remblayeurs qui les déposent en bordure du gisement ; c’est le système en U qui permet d’extraire le minerai et de remblayer le site en même temps.  Le décapage inferieur : c’est l’étage inférieur où l’on ne travaille pas sans sauterelles du fait que la roue-pelle ne peut atteindre seule le convoyeur. A ce niveau s’effectue le terrassement de la partie restante des sables par les pelles et les draglines, aussi le chargement direct du minerai sur les dumpers ou 100 tonnes. Il est parfois noté un décapage intermédiaire qui sert souvent de plate-forme de travail. 

L’extraction

C’est la découverture, l’abattage du minerai et son chargement sur les camions « Dumpers » vers la station de prétraitement. Le lieu d’extraction est appelé chantier-bas par opposition au décapage qui serait le chantierhaut. Présentement l’extraction du minerai est assurée par quatre draglines de différents gabarits qui sont : la 650B, la 1250B, la 1260W et la 7820 ou Marrion qui est le plus récent et le plus grand engin actuellement sur le chantier-bas Mémoire de Master Master II Environnement Sédimentaire, Mr Mamadou Chérif VOYEL Page 28 Figure 17 : Principales phases de l’exploitation minière Fouille Dépôts Pompe Minerai Découverture Décapage Intermédiaire Décapage supérieur 15 m 10 m 6 à 7m 3m 2 à10m. 

Le prétraitement

Le prétraitement est l’étape de valorisation du minerai. Il consiste à rejeter les éléments dont la taille est supérieure à 30 mm. Deux stations interviennent au cours du prétraitement : le scalpage et le débourbage. Le scalpage : le minerai (tout-venant), une fois chargé au niveau du chantier-bas est acheminé à la station de scalpage. Il est chargé d’éliminer les gros blocs de silex de diamètre supérieur à 500 mm grâce à un dispositif composé : – D’un cribleur ; – De deux alimenteurs à tabliers métalliques (ATM1 et ATM2) ; – De deux crasses ; – Et d’un système de convoyeur à bande acheminant le minerai à la station de débourbage. (photo) Le débourbage : il reçoit le minerai à bloc de silex de diamètre inférieur à 500 mm. Une fois à la station de débourbage, le minerai subit une sélection à travers un ensemble de circuit composé de : – Trois cribles : ces cribles sont équipés de robinets qui permettent de récupérer le phosphate colmaté sur les blocs de silex ; – Un débourbeur. Seule la fraction inférieure à 30 mm est envoyée sous forme de pulpe par conduit hydraulique vers l’usine (laverie et flottation). Le tout-venant suit ainsi un parcours assez complexe qui permet de séparer le minerai des rognons de silex et autres indurés.

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 consiste à préparer la pulpe à la flottation ; pulpe dont les éléments sont compris entre 0 et 800 μm. Cette pulpe ou jetée mine est soumise à une première sélection à travers des grilles planes puis des grilles courbes perforées à 800 μm. Le refus (éléments supérieurs à 800 μm) est broyé puis criblé aussi à 800 μm : on sépare ici les éléments fins des grossiers et on aboutit ainsi à deux composantes : Mémoire de Master Master II Environnement Sédimentaire, Mr Mamadou Chérif VOYEL Page 30 – Celle à éléments de Φ > 800 μm et retenus par les cribles, constitue la charge circulante et va subir un autre broyage ; – Celle à éléments de Φ < 800 μm constitue la fraction destinée à la flottation. Le minerai extrait de la flottation est périodiquement échantillonné et analysé au laboratoire afin d’être édifié sur sa qualité. Notons aussi que cette dernière fraction est soumise à un cyclone et une coupure à 40 μm. La portion en deçà de 40 μm équivaut aux schlamms qui seront évacués après leur passage dans les différentes mailles, l’autre portion comprise entre 40 et 800 μm est divisée en deux classes : La classe des fins ou « over flow » regroupe les éléments compris entre 40 et 300 μm ; La classes des grossiers ou « under flow » réunit les éléments compris entre 300 et 800 μm. Le minerai résultant dépourvu de schlamms est broyé et acheminé à la flottation.

La flottation

C’est l’étape où le minerai deschlammé devient un concentré marchand. A ce niveau, il est imprégné d’autres produits chimiques spécifiques qui conduisent à la flottation des grains de phosphate qui sont récupérés et déshydratés. Donc c’est une étape purement chimique. Le produit final (concentré marchand) ainsi obtenu est destiné soit à l’exportation, soit conservé pour approvisionner les plateformes de Darou et de Mbao en vue de la production d’acide phosphorique et d’engrais granulé.

METHODE D’ETUDE

Cette étude consiste en une analyse lithologique, granulométrique et chimique faite sur des échantillons pris au niveau des différents litho-faciès rencontrés dans la couche phosphatée (faciès carbonatés, faciès non carbonatés à gangue argilo-siliceuse, faciès altérés et faciès indurés). D’autres faciès susceptibles d’être chargés avec le minerai, lors de l’extraction, et d’amener une pollution potentielle du minerai, ont été échantillonnés (argiles intercalaires, sables de couche,…).