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2023
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Valentin Ogé, UniLaSalle Beauvais : Étude Géométallurgique et Étude de Valorisation
des Chromites Latéritiques de Weda-Bay, Indonésie.
Le projet « Sonic Bay » porté par Eramet vise à récupérer le Nickel contenu dans les limonites du gisement de Weda-Bay. La chromite, délétère pour les installations de traitement, y est enrichie. Devant-être séparée, peut-elle
être valorisée comme co-produit de Ni ? |
2022 : Non attribué
- Klevisa Celibashi, Université de Bordeaux, Université de Liège, Eramet Ideas : Optimisation d'un procédé de recyclage des batteries Li-ion : séparation des électrodes.
2021
Les batteries Li-ion (BLI) représentent le moteur de la transition vers une mobilité électrique et sont à la base de giga projets industriels afin d’assurer leur production en Europe. L’économie circulaire constitue un des maillons de cette chaîne de valeur apportant à la fois une contribution à la sécurisation des ressources, mais aussi à la problématique de la gestion environnementale des BLI en fin de vie. La chimie actuelle des batteries de véhicules électriques est principalement (65 % du marché en 2016 et plus de 95 % d’ici 2030) basée sur la combinaison des métaux stratégiques Li-Ni-Mn-Co (NMC, LCO, NCA). Les BLI constituent donc un gisement à recycler pérenne, au-delà de 2050, justifiant la poursuite de la recherche et les investissements dans des solutions industrielles.
Deux voies de traitement existent : la voie pyrométallurgique et la voie hydrométallurgique après prétraitements mécaniques avec ou sans pyrolyse. Ces procédés présentent cependant un manque d’efficacité dans la libération et la préconcentration des constituants de la batterie lors des étapes physiques de broyage et de séparations.
Ce projet vise au développement d’un procédé offrant une solution à ces limitations. L’objectif est le développement d'une technique qui permet de séparer les électrodes entre elles. La séparation de celles-ci en amont apparaît comme une voie innovante non appliquée actuellement dans les différents procédés de recyclage et présente de nombreux avantages. Un séparateur aéraulique type zigzag a été étudié à cet effet. Une méthode de traitement d'images a été utilisée pour analyser la composition des fractions légères et lourdes sortant de l'unité zigzag. Tout cela se traduit par des coûts de production réduits et en même temps moins d'impact CO2 sur l'environnement.
Recyclage & Valorisation n° 74 - Automne 2021 – pp 16-18
mines & carrières n° 302 – Hors-série 30 - mai 2022 - pp 81-86
- Migueli Chedrewih, IMT Nord Europe, Laboratoire de génie civil et géo-Environnement : Perspectives de valorisation de résidus miniers dans le cas de substitution au cru du clinker.
La France a connu une grande activité minière dont les résidus miniers sont autant de menaces environnementales. Ces rejets sont parfois riches en éléments métalliques mais ils peuvent faire l’objet d’une valorisation. Ainsi, le domaine du ciment, qui nécessite une grande quantité de matières premières et qui contribue jusqu’à 7 % des émissions globales des gaz à effet de serre, est une voie de valorisation traditionnelle des résidus minéraux.
C’est pourquoi substituer une partie du cru par des résidus miniers présente un intérêt dans un contexte d’économie circulaire.
Les résidus choisis proviennent d’anciennes mines métalliques françaises. Les résultats de leur caractérisation ont mis en évidence la présence des teneurs élevées en métaux notamment le plomb, l'antimoine et l'arsenic. L’incorporation de ces rejets dans des crus de clinker stabilise les éléments mineurs et notamment l’antimoine dans la phase interstitielle du clinker ; elle met également en évidence une diminution de la température de clinkérisation due à l’incorporation du plomb.
Recyclage & Valorisation n° 74 - Automne 2021 – pp 14-15
mines & carrières n° 302 – Hors-série 30 - mai 2022 – 87-94
2020 : Non attribué
- Valentin Moindrot, École des mines d'Alès : Manuel des prérequis pour ouvrir une carrière "d'emprunt" en Afrique.
2019
L’Afrique connaît une réelle croissance démographique et économique ce qui a pour conséquence un fort développement des infrastructures urbaines telles que les routes, l’hydraulique, le génie civil et le bâtiment. C’est pourquoi, il est capital de profiter de cette phase de transition pour apporter le savoir-faire Européen tant sur le plan opérationnel que sur le plan environnemental.
La société Sogea Satom du Groupe Vinci opère dans le domaine du BTP sur ce continent et par conséquent possède ses propres carrières "d’emprunt" pour alimenter ses chantiers. Celles-ci sont donc ouvertes et fermées en même temps que les chantiers débutent et s’achèvent. La fréquence de ce processus, couplé à une démarche d’amélioration de l’implantation d’une telle industrie, a mis en évidence la nécessité de rédiger un recueil des bonnes pratiques à prendre en considération pour ouvrir une carrière. Cette démarche de perfectionnement permet notamment d’harmoniser le processus sur l’ensemble du continent Africain et de réduire son impact environnemental.
mines & carrières n° 280 – Hors-série 26 - mai 2020 – pp 63-69
- Anna Vanderbruggen, Helmholz Institute Freiberg for Resource Technology (Allemagne) : Augmenter le taux de recyclage des batteries au lithium par valorisation de la "black mass" après pyrolyse.
2018
Le marché des batteries au lithium ne cesse de prendre de l’ampleur. Ce type de batterie est utilisé dans les voitures électriques et hybrides mais également dans d'autres produits tels que les téléphones portables et les ordinateurs. Les procédés actuels de recyclage se préoccupent uniquement des métaux tels que le cuivre, l'aluminium, le cobalt et le nickel. Actuellement, le graphite de ces batteries n'est pas recyclé et finit généralement dans les déchets du traitement métallurgique alors qu'il est catalogué comme matière critique. Le procédé de recyclage développé dans cette étude s'est focalisé sur la fraction fine (- 1 mm) des batteries au lithium pyrolysées et broyées ; il combine séparation granulométrique, attrition et flottation et permet de récupérer les métaux précieux mais aussi le graphite dans des concentrés à haute teneur (70-74 %) avec des récupérations pouvant atteindre 99 %. Ce procédé permettrait à l'Europe de posséder une nouvelle ressource de graphite et diminuerait la dépendance vis-à-vis de la Chine.
mines & carrières n° 269 – Hors-série 24 – mai 2019 – pp 53-65
2017 : Non attribué
- Yann Foucaud, Université de Lorraine : Caractérisation et flottation du skarn à tungstène de Tabuaço (Portugal).
2016
Cette étude, réalisée dans le cadre du projet européen Fame, vise à expérimenter des réactifs et des méthodes avec l’objectif de proposer un schéma de traitement pour le minerai de ce gisement. Pour cela, des fragments de carottes, fournis par Colt Resources, ont permis de caractériser minéralogiquement le skarn et de réaliser des essais de pré-concentration par liqueur dense. Par la suite, un échantillon significatif (une tonne) a été prélevé sur le gisement et a été concassé et broyé en vue d’effectuer les essais de flottation. L’effet du silicate de sodium comme déprimant, le dosage de différents collecteurs anioniques et l’ajout de dérivés phosphatés ont été étudiés. L’objectif final est la production d’un concentré traitable en hydrométallurgie, c’est-à-dire titrant au minimum 30 % WO3 en éliminant SiO2, F et P2O5 qui sont les éléments pénalisants.
mines & carrières n° 247 – Hors-série 20 – mai 2017 – pp 59-68
- Benoît Sarazin, École des Mines de Paris : Étude de stabilité et projet d'extension d'une carrière souterraine de calcaire.
2015
Cette étude a permis de lever l'interdiction d’approfondissement imposé par l’administration. Elle comporte une proposition de sur-approfondissement avec un post-remblayage et une modélisation géologique ainsi que des scenarii d’exploitation pour un projet d’extension.
mines & carrières n° 236 – Hors-série 18 – mai 2016 – pp 77-88
- Yannick Igor Fogue Djombou, École des Mines d'Alès : Évaluation des impacts sonores d'une installation de traitement des granulats.
2014
Cette étude présente les résultats d'une expertise des nuisances sonores dans une carrière de granulats : évaluation de l'impact sonore du site de production sur le voisinage, inventaire des moyens envisageables pour réduire cet impact et évaluation économique de différentes solutions. Les résultats de ce travail sont généralisables pour d'autres sites.
mines & carrières n° 225 – Hors-série 16 – mai 2015 – pp 121-128
2013 : Non attribué
- Aurélie Chopard, Université du Québec (Canada) : Prédiction du comportement géochimique de stériles miniers – Utilisation d'un agent chimique dans les méthodes de prédiction.
2012
Le but du projet était de développer une nouvelle méthode de prédiction du comportement géochimique des stériles potentiellement générateurs de drainage neutre contaminé, grâce à l'étude du cas du nickel de la mine Tio (Canada). En effet, il est plus facile d'agir à la source du problème, lorsqu'il est prédit, afin de mettre en place des méthodes adaptées, que d'intervenir en aval, où les coûts deviennent rapidement plus importants et les techniques à mettre en œuvre plus compliquées. Grâce à cette nouvelle approche de prédiction, d'autres cas de mines avec des stériles apparemment non générateurs de drainage minier contaminé pourront être à l'avenir décelés dans différents pays et ainsi éviter des pollutions environnementales et des coûts de restauration et de traitement d'eau plus importants que prévus par les compagnies minières.
mines & carrières n° 203 – Hors-série – mai 2013 – pp 74-82
- Lorène Dessalas, Camborne School of Mines : Valorisation des sulfures hydrothermaux marins par flottation – Influence de la minéralogie et de la texture.
2011
Les ressources minérales marines sont aujourd’hui considérées comme une alternative envisageable aux ressources terrestres dans la course aux matières premières. Ainsi de nombreux gîtes de sulfures hydrothermaux ont été localisés sur les fonds marins et leur processus de formation est maintenant bien maîtrisé. Cependant les méthodes de traitement de ce type de minerai restent encore méconnues ou imprécises. Cette étude, basée sur les variations minéralogique et texturale des sulfures hydrothermaux, a donc pour objectif d’évaluer le comportement des sulfures marins lors d’essais de flottation, méthode communément utilisée pour la valorisation des sulfures terrestres.
mines & carrières n° 192 – Hors-série – mai 2012 – pp 18-29
- Benoît Reilé, Université de Franche-Comté : Utilisation du forage dirigé dans la méthode de récupération in-situ de l'uranium.
2010
La technique des forages dirigés est largement mise en œuvre pour l'extraction du pétrole (et peut-être bientôt pour l'extraction des gaz de schistes…), mais très rarement pour l'extraction de minerais solides solubles. L'enjeu pour Areva, qui pilotait cette étude, est l'accès à des gisements d'uranium sous forte couverture, notamment au Kazakhstan, exploités jusqu'à maintenant par des sondages verticaux.
mines & carrières n° 181 – Hors-série – mai 2011 – pp 57-66
- Alexandra Ciuch-Pilette, Faculté Polytechnique de Mons (Belgique) : Influence de la température sur le comportement des roches en compression triaxiale – Mise au point d'un processus de contrôle de température.
2009
Le développement de certaines activités comme l’exploitation de réservoirs pétroliers profonds, la géothermie ou le stockage de déchets radioactifs tend à s’interroger de plus en plus sur l’effet de la température vis-à-vis du comportement mécanique des roches. L'effet de la température sur les roches se révèle particulièrement dépendant de la combinaison de celle-ci avec d’autres paramètres tels que le confinement et la pression de pore.
Ce travail s’est fixé pour objectifs d’une part, de mieux identifier la réaction du système de chauffe selon certaines températures cibles dites aussi températures de consigne et d’autre part, de réaliser un mode opératoire destiné à porter les échantillons à une température connue et stable après une durée de chauffe prédéterminée. Dans un premier temps, la réalisation d’un modelé numérique du fonctionnement du système de chauffe a mis en avant le fait que la montée en température des roches est indépendante des propriétés thermiques et de la porosité de celles-ci. Des essais de chargement en température, sur des roches munies de capteurs de température, ont confirmé cette observation. Parallèlement à la mise au point du protocole de chauffe, les relevés de température associés à des mesures de déformation ont permis de déterminer pour trois roches types un ordre de grandeur des coefficients de dilatation thermique linéaire. Ces coefficients ne dépendent pas uniquement de la nature minéralogique des roches. Cette étude s’est achevée sur les prémices d’une analyse de comportement mécanique en fonction de la température du calcaire de Soignies par application du protocole de chauffe mis en place. Pour cette roche en particulier, l’augmentation de la température tend à réduire la résistance à la rupture.
mines & carrières n° 170 – Hors-série – mai 2010 – pp 71-74
- Michaël Laloua, École nationale supérieure de géologie de Nancy : Flottation différentielle des silicates et des oxydes de fer – Étude des propriétés superficielles de deux amphiboles.
Les résultats de ces travaux ont apporté de la connaissance sur la mise en place de la charge superficielle des aluminosilicates ferromagnésiens comme les amphiboles, ce qui a permis de mieux comprendre le comportement de ces minéraux lors de la flottation du minerai de fer. Actuellement, la possibilité d’obtenir des concentrés de haute qualité est principalement contrôlée par la capacité à séparer ces minéraux des oxydes de fer ; cette étude laisse entrevoir la possibilité d’augmenter l’efficacité de la séparation par flottation en utilisant des mélanges de collecteurs ioniques (amines, etheramines) et non ioniques (alcools à longue chaîne). Ce travail a également permis de poser le problème de l’hétérogénéité superficielle de minéraux à composition complexe comme les amphiboles et de ses conséquences sur les modèles d’adsorption des tensioactifs basés sur une surface homogène.
mines & carrières n° 170 – Hors-série – mai 2010 – pp 79-88
- Thomas Lescalier, Université de Franche-Comté : Les industries extractives – Maîtrise et organisation de l'exploitation de sites d'extraction en roches massives.
2008
Ce dossier synthétise des acquis personnels sur une carrière de roche massive. Deux thèmes sont développés : l’organisation de l’exploitation proprement dite d'une carrière et les moyens mis en œuvre pour assurer cette organisation. Sont également reprises des données sur la géologie des gisements du bassin franc-comtois et en particulier, celle de la carrière de calcaire bathonien de Monnières, ainsi que les différentes étapes du procédé d'obtention de granulats. Un système de management de qualité (traitement des non-conformités), sécurité (contrôle des pistes et des véhicules) et environnement (lutte contre les nuisances) y sont également présentés.
- Laurianne Donnez, Faculté Polytechnique de Mons (Belgique) : Étude de la pelletisation à froid de fines de scorie cobaltifère et de coke.
2007
Dans cette étude, la possibilité de réaliser un durcissement des pellets par un procédé de durcissement à froid en présence de liant, en partant d'un mélange de deux parts de scorie fine et d'une part de coke fin a été envisagé. Les contraintes quant au liant résultent fondamentalement de considérations d'ordre économique et de sa disponibilité. La fabrication de pellets n'exige pas d'obtenir une résistance à froid aussi élevée que celle requise pour les pellets destinés au haut-fourneau. En effet, les principales sollicitations mécaniques concernent le transport des pellets depuis leur fabrication et leur séchage jusqu'à leur introduction dans un four électrique à arcs-résistance. De plus, les pellets ne doivent pas non plus présenter une résistance mécanique à haute température, c'est-àdire après leur introduction dans le four. Par ailleurs, la quantité de pellets à recycler est très faible par rapport à l'alimentation globale du four, puisque celle-ci devrait constituer environ 1 % de l'alimentation du four.
mines & carrières n° 159 – Hors-série – mai 2009 – pp 29-35
- Régis Lorant, Faculté Polytechnique de Mons (Belgique) : Approche de l'adhérence routière au moyen du procédé GRAP.
2006
Cette étude s'intéresse à l'adhérence routière et aux paramètres qui la contrôlent, en particulier la rugosité de la route. En parallèle à l'essai classique de polissage accéléré par frottement (CPA), un essai de polissage par projection, développé avec la machine Grap modifiée, a été utilisé. Une étude au laboratoire et sur le chantier a permis, entre autres résultats, de montrer la bonne adaptation de la machine Grap modifiée à la simulation de l'état d'usure de la chaussée.
mines & carrières n° 139 – Hors-série – juillet/août 2007 – pp 84-87