MINÉRALURGIE

Les gisements de matières premières minérales contiennent rarement un seul minéral. Un minerai se compose le plus souvent de la (ou des) substance(s) utile(s), d'une gangue stérile et parfois de substances nuisibles (par exemple, du phosphore dans du fer ; de l'arsenic ou du bismuth dans de l'étain). Aussi convient-il, avant toute commercialisation, d'éliminer au moins une partie de la gangue et, si possible, certaines substances nuisibles.

La minéralurgie, ou préparation des matières premières, comprend l'ensemble des opérations qui permettent l'élaboration de matières premières ayant une valeur marchande à partir de substances minérales naturelles. Le traitement minéralurgique consiste donc essentiellement à séparer une ou plusieurs fractions riches en éléments utiles, appelées concentrés, du rejet sans valeur commerciale immédiate, appelé stérile, tailing, ou encore pierres.

L'ancien terme de « préparation mécanique des minerais » est trop restrictif pour définir l'enrichissement des matières minérales. Il y a, en effet, des matières naturelles autres que les minerais (stricto sensu) qui sont actuellement concentrées ou séparées ; c'est le cas de substances employées uniquement par l'industrie chimique comme, par exemple, le kaolin. Les techniques ont, d'autre part, évolué et utilisent, outre les propriétés mécaniques, des propriétés électromagnétiques, physico-chimiques ou chimiques des minéraux. La flottation, méthode quantitativement la plus importante, est ainsi une opération à la fois physico-chimique et mécanique. L'évolution de l'appellation anglaise de la minéralurgie (d'abord, ore-dressing, puis, mineral beneficiation, et enfin, mineral engineering) exprime bien le caractère de plus en plus général des techniques mises en œuvre.

Dans une usine minéralurgique (appelée également laverie, ou concentrateur, lavoir dans le cas des charbons), la fragmentation, la classification granulométrique et l'enrichissement sont les trois opérations principales du traitement minéralurgique.

La fragmentation a pour but de réduire les dimensions des fragments sortant de la mine. Elle répond à une double préoccupation : d'une part, libérer (individualiser) les constituants minéralogiques de la roche exploitée, condition indispensable à toute tentative de séparation, et, d'autre part, se placer dans l'intervalle granulométrique d'efficacité du procédé minéralurgique adopté. En effet, tout procédé de séparation solide-solide n'est efficace qu'à condition de traiter des grains dont les dimensions sont situées à l'intérieur d'une zone granulométrique à limites plus ou moins bien définies. Il faut ajouter que la fragmentation est l'opération qui absorbe la plus grande partie des frais d'une usine minéralurgique (30-60 p. 100 en général). Il y a néanmoins quelques exceptions : les constituants des minerais contenus dans les gisements détritiques (placers) sont naturellement libérés, et la fragmentation n'est pas nécessaire, ou n'intervient que de façon tout à fait secondaire.

La classification granulométrique permet le contrôle de la fragmentation et, éventuellement, l'approvisionnement en tranches granulométriques séparées de la section d'enrichissement, qui seront traitées séparément. En effet, certains procédés ne peuvent être utilisés que si, à l'intérieur de leur intervalle d'efficacité, des fractions granulométriques plus étroites sont enrichies dans des appareils distincts.

L' enrichissement consiste le plus souvent en une séparation solide-solide. Dans un appareil de concentration et sous l'action de forces spécifiques, les grains constituant le minerai pulvérulent suivent, selon leur nature, des trajectoires différentes. Cette opération fait appel soit[...]