Paramètres minéralogiques et microtexturaux utilisables dans les études de traçabilité des minerais métalliques

par Julie Machault

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre et de l'atmosphère

Sous la direction de Luc Barbanson et de Thierry Augé.

Soutenue le 07-11-2012

à Orléans , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences et technologies (Orléans) , en partenariat avec Institut des sciences de la terre d'Orléans (laboratoire) .

Le président du jury était Eric Marcoux.

Le jury était composé de Luc Barbanson, Thierry Augé, Eric Marcoux, Lakhlifi Badra, Gaston Giuliani, Kalin Kouzmanov.

Les rapporteurs étaient Lakhlifi Badra, Gaston Giuliani.


  • Résumé

    Que ce soit à des fins spéculatives ou pour financer des conflits armés, une grande opacité entoure les filières des concentrés de matières premières minérales dont la demande ne cesse d'augmenter. Compte-tenu de l'éloignement entre les sites primaires d'extraction et les sites de production de produits finis, il est difficile d'identifier l'origine de ces produits. Dans un souci de traçabilité des concentrés, l'établissement d'une carte d'identité du minerai permettrait le contrôle des échanges dans l'industrie minérale. Le problème peut être posé en termes d'inversion: remonter au minerai d'origine en étudiant le produit vendu. Deux stades doivent être distingués: 1) la caractérisation du minerai brut et 2) la « perte de mémoire » des caractéristiques du tout-venant au cours du traitement minéralurgique. Les paramètres retenus sont la composition minéralogique, l'identification de microfaciès caractéristiques des minéraux cibles, la pseudo-succession paragénétique, le contenu et la distribution en éléments mineurs de minéraux cibles. Les minéraux cibles retenus sont la pyrite pour son ubiquité, la sphalérite car elle est susceptible d'incorporer une grande variété d'éléments mineurs, éventuellement valorisants ainsi que la chalcopyrite car elle est souvent liée aux deux autres minéraux. La comparaison de la composition chimique des phases minérales est effectuée en calculant la distance de Kolmogorov-Smirnov et de Colin-White. Des tests ont été réalisés sur les gîtes de type amas sulfuré volcanogène. Ils ont montré que les caractéristiques retenues permettaient de distinguer les pyrites, les sphalérites et les chalcopyrites de deux gisements de la province Sud-Ibérique (IPB), de sept gisements de la province d’Oural et du fumeur noir actuel de Rainbow. Les cartes d’identité obtenues permettent de discriminer les différents sites (IPB, Oural et Rainbow) et les gisements d’une même province. Les paramètres minéralogiques et microtexturaux ont également été suivis au cours du traitement minéralurgique de la mine de Neves Corvo. Pour une chaîne de traitement donnée, le paramètre « perte de mémoire » est une estimation de l'erreur commise lors de l'inversion, mais aussi une façon de caractériser une succession d'opérations minéralurgiques.

  • Titre traduit

    Mineralogical and microtextural parameters used in metal ores traceability studies


  • Résumé

    The demand in mineral resources is increasing rapidly, but there is a lack of transparency in the trade of concentrated raw mineral materials because of speculation and involvement in the financing of armed conflicts. Because of the distance between the primary extraction and the final production sites it is difficult to check the origin of such products. An identity card is required for minerals which would permit trading in the mineral industry to be verified and ensure traceability of concentrates. This problem may be considered as an inversion process: studying the products sold to identify the original ore. Two steps may be distinguished: 1) the characterization of the raw ore and 2) the “memory loss” of the crude ore characteristics during its mineral processing. The discriminant parameters are mineralogical composition, identification of textural microfacies of the target minerals, pseudo-paragenetic sequence, and the contents and distribution of minor elements of target minerals. The selected target minerals are pyrite, for its ubiquity, sphalerite for its ability to host numerous discriminant and potentially valuable minor elements in its lattice and chalcopyrite for its proximity with the two others minerals. The Kolmogorov-Smirnov distance and the Colin-White test are used to compare the chemical composition of the three target minerals. The application to Volcanic Massive Sulfide ore deposit showed that the selected characteristics permit to distinguish pyrite, sphalerite and chalcopyrite between two ore deposits in the Iberian Pyrite Belt province, seven ore deposits from the Urals province and a currently active Rainbow blacksmoker. From the established identity cards ore deposits from different provinces may be discriminated. Identity cards can also distinguish different deposits in the same province. Evolution of mineralogical and microtextural parameters was studied during the mineral processing of the Neves Corvo mine. For a given processing chain, the “memory loss” parameter is an estimate of the errors introduced in the inversion from concentrate to the original ore and can be used to characterize a given processing flow.


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