Technologie minérale

Spécialisation en minéralurgie (271.AC)

La minéralurgie est une spécialisation de l’industrie minière qui se concentre sur l’ensemble des opérations de préparation mécanique et de traitements chimiques des minerais. Elle englobe toutes les techniques désignées sous les noms de préparation, valorisation, concentration, enrichissement et traitement des minerais. Généralement, lorsque l’hydrométallurgie et la pyrométallurgie s’appliquent à des matières minérales brutes au voisinage du lieu d’extraction, il s’agit aussi de minéralurgie. L’appellation devient alors hydrominéralurgie ou pyrominéralurgie. Étymologiquement, hydrominéralurgie signifie minéralurgie en phase aqueuse d’où l’utilisation du préfixe hydro qui signifie eau. Il s’agit donc de la minéralurgie par voie chimique en phase liquide qui couvre tous les procédés et toutes les techniques impliqués dans l’extraction des métaux contenus dans les minerais bruts par dissolution dans une phase liquide. En ce qui concerne la pyrominéralurgie, il s’agit de la minéralurgie nécessitant un traitement thermique d’où l’utilisation du préfixe pyro qui signifie feu. Bref, la minéralurgie regroupe l’ensemble des techniques de traitement de matières minérales brutes ayant pour objet d’obtenir par voie physique, chimique ou thermique, des produits directement utilisables par l’industrie ou transformables par le métallurgiste. Les techniciens en minéralurgie travaillent à la mise au point, à l’amélioration et à l’optimisation des procédés de concentration et d’extraction de ressources minérales et au contrôle des effluents miniers. Ils sont employés dans les usines de concentration et d’extraction, dans les laboratoires miniers, dans les carrières, dans les complexes métallurgiques, dans les laboratoires d’analyse spécialisés et dans les centres de recherche. Les tâches effectuées en minéralurgie sont de deux ordres. 1) En recherche appliquée et en services techniques, les techniciens effectuent divers essais (essais de concentration gravimétrique ou magnétique, de bouletage, de flottation, d’hydrométallurgie et d’extraction pyrométallurgique), participent à la conception de procédés minéralurgiques et exécutent des travaux de caractérisation chimique, physique ou mécanique des échantillons. 2) En production, les techniciens contrôlent l’efficience des procédés minéralurgiques, contribuent à leur implantation et assurent le contrôle environnemental des résidus miniers. Les techniciens en minéralurgie effectuent leur travail sous la supervision d’un chef-analyste, d’un métallurgiste, d’un directeur d’usine, d’un ingénieur de procédé ou en environnement et d’un contremaître de production. Ils travaillent en collaboration avec des techniciens en instrumentation, des opérateurs de procédé, du personnel d’entretien, des consultants et des entrepreneurs en travaux de construction. Le cours Analyses chimiques des minerais traitera donc des techniques de valorisation des minerais. Il abordera des sujets comme les caractéristiques minéralogiques, la préparation, la réactivité et la représentativité des échantillons (ex. : minerais, concentrés, rejets d’usine et réactifs usés) ainsi que la granulométrie et la pyroanalyse. L’étudiant y apprendra à déterminer correctement la concentration de l’élément ou du composé chimique présent dans l’échantillon initial. À l’aide de protocoles, il expérimentera aussi différentes techniques chimiques employées en minéralurgie (ex. : titration et électrolyse) tout en apprenant à manipuler de la verrerie de laboratoire (ex. : pipettes et électrodes) qui s’y rapporte. De plus, grâce à la collaboration du Centre de technologie minérale et de plasturgie (CTMP), il se familiarisera avec certains appareils tel qu’un analyseur de carbone et de soufre, un spectromètre d’absorption atomique et un spectromètre à fluorescence. Cette immersion dans le monde de la recherche le sensibilisera aux conditions de travail (équipement de sécurité et travail d’équipe), aux normes du milieu minier et au concept de secret professionnel (respect de la confidentialité). Enfin, à l’aide de logiciels, l’étudiant élaborera des graphiques et rédigera des documents. Ces documents devront présenter de façon détaillée et objective les résultats qu’il aura analysés ainsi qu’une critique de la vraisemblance desdits résultats et de leur valeur significative en fonction de la répétabilité et de la marge d’erreur des analyses. L’utilisation du vocabulaire appropriée et l’exactitude des calculs seront considérées tout au long de la session.

L’étudiant apprend à contrôler l’efficacité d’un procédé de séparation des solides et des liquides. La filtration est l’une des méthodes abordées dans ce cours. L’élève devra analyser les performances du système et apporter, si nécessaire, des modifications aux réglages opérationnels afin de respecter les critères de performances qu’il aura préalablement établis.

Ce cours est la suite du cours Flottation 1. L’élève apprend le fonctionnement d’appareils industriels employés pour concentrer les minéraux avec la méthode de flottation et à choisir ceux qui sont les plus appropriés. L’élève planifie, exécute et évalue des essais de flottation fait à partir de matière minérale, d’équipements semi-industriels de flottation et d’instruments de laboratoire.

Ce cours permet à l’étudiant de se familiariser avec le traitement à haute température de la matière minérale. L’étudiant effectue différents essais d’extraction pyrométallurgique en appliquant les notions vues en classe. Il doit établir un protocole expérimental, procéder aux essais, analyser les donnés des essais et communiquer les résultats. La pyrométallurgie est largement employée pour produire du plomb et du cuivre à partir de matière minérale.

Ce cours constitue la suite logique des cours : « Broyage et classification », « Procédés minéralurgiques » et « Hydrométallurgie ». À l’aide d’applications concrètes, ce cours permet à l’étudiant de comprendre les principes fondamentaux de l’hydrométallurgie. L’étudiant apprend aussi à effectuer les calculs nécessaires à la mise en marche et à l’opération d’un circuit d’hydrométallurgie. L’étudiant se familiarise avec l’extraction des métaux contenus dans un minerai par dissolution dans de l’eau et un solvant. L’étudiant apprend notamment comment l’aluminium, l’or et le zinc sont produits à partir de minerais. L’étudiant effectue toutes les étapes des essais d’hydrométallurgies : préparation des réactifs, dissolution, séparation des solides et des liquides, concentration et analyse des résultats. Il devra aussi optimiser les différents paramètres d’opération afin d’obtenir les meilleurs rendements possibles.