Lechantillonnage Des Minerais Theorie Et Pratique [PDF]

Zitiervorschau

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ÉCOLE THÉMATIQUE DU CNRS RESSOURCES MINÉRALES : LA VISION DU MINEUR

L’ÉCHANTILLONNAGE DES MINERAIS

THÉORIE ET PRATIQUE Dr Henri SANS OMEGA Geo-Consulting Pty Ltd - Perth, Australie

Paris 1, 2 & 3 Février 2012

L’ÉCHANTILLONNAGE

BIENVENUE

École Thématique du CNRS – Ressources Minérales : la vision du Mineur - Paris 1, 2 & 3 Février 2012

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ÉCHANTILLONNER, C’EST :

 Prélever une « partie » d’un lot de minerai  Avec une Précision fixée et sans Biais COMBIEN ? et COMMENT ? (quelle masse?)

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JUSTESSE (Non Biais) vs. PRÉCISION Bonne précision

Bonne précision

Bonne justesse

Mauvaise justesse

Mauvaise précision

Mauvaise précision

Bonne justesse

Mauvaise justesse

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EXEMPLES DE LOTS  1m de carotte HQ soit ~ 10 kg de produit  le godet de 10 tonnes de minerai  un tas de 50,000 tonnes de minerai

 entrée usine : 300 t/h de minerai pendant 12h  pulpes usine : débit de 100 m3/h, 40% solides en poids

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POURQUOI C’EST IMPORTANT ? (1)

 EXPLORATION

 MINE – USINE

 ENVIRONNEMENT 

pré-mine (études d’impact), exploitation et après-mine (remise en état)

 CONTRATS COMMERCIAUX 

échantillonnage contradictoire entre producteur et client

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POURQUOI C’EST IMPORTANT ? (2) 1. EXPLORATION 

priorité à la gestion du risque RESSOURCE



classement de la Ressource – Supposée, Indiquée, Mesurée

 Métaux de base 

quelques kg analysés pour 100 Mt de ressource ! (“Indiquée”)

 Impuretés

: minéralurgie, métallurgie, marketing !

 Gisement d’Or

: 300 - 700 kg….souvent plus !

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POURQUOI C’EST IMPORTANT ? (3) 2. MINE – USINE 

phase projet : minimiser le risque de mal DIMENSIONNER l’ensemble mine – usine



phase exploitation : priorité à la PERFORMANCE OPERATIONNELLE

 EXPLOITATION

1. Mine

2. Usine :



tri minerai - stérile



production mine



production « métal »



performance des procédés



3. Bilans

 

mine usine mine - usine

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POUR RÉUSSIR L’ÉCHANTILLONNAGE

1. THÉORIE DE P GY 2. OUTILS et ÉQUIPEMENTS 3. CONTRÔLE de QUALITÉ 4. BONNES PRATIQUES TOUT EST IMPORTANT et NÉCESSAIRE ! École Thématique du CNRS – Ressources Minérales : la vision du Mineur - Paris 1, 2 & 3 Février 2012

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L’ÉCHANTILLONNAGE

1. La Théorie de P Gy

Autres contributeurs: G Matheron, C O Ingamells, F Deverly, D François-Bongarçon École Thématique du CNRS – Ressources Minérales : la vision du Mineur - Paris 1, 2 & 3 Février 2012

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ÉCHANTILLONNAGE « CORRECT »

EQUI - PROBABILITÉ !  Un échantillonnage assurant cette propriété est dit « correct »  Échantillonnage « correct » : garant de justesse  S’applique aux outils d’échantillonnage

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ÉCHANTILLONNER 2 opérations principales

1.

Broyer

2.

« Quarter » après homogénéisation Plusieurs cycles de broyage - quartage

depuis l’échantillon primaire jusqu’à la poudre (75) analysée

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ERREURS D’ÉCHANTILLONNAGE



(1)

1.

Erreur Fondamentale - EF

2.

Erreur de groupement & ségrégation - EGS

L’hétérogénéité de Constitution

2 (EF) = (



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1 ME

-

1 ML

) X IHL



EF

IHL = invariant d’hétérogénéité ~ dépend du d95 caractéristique du lot L

L’hétérogénéité de Distribution



EGS

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FORMULE SIMPLIFIÉE 2

(EF) = (

1

-

ME

1

ML

) X IHL

2 (EF) =

 si ML grand

IHL

ME

IHL : dimension d’une masse ; (Log 2 , Log ME) linéaire, pente -1

Formule établie sous l’hypothèse d’équiprobabilité Coût vs. précision Avec 2 autres hypothèses relatives à la distribution granulo-densimétrique du Lot et après quelques approximations,

on obtient

2 (EF) =

C x d953 ME

C : constante d’échantillonnage

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NOMOGRAMME et PROTOCOLE A B C D E F Log

EXEMPLE

2

2 Étapes de Broyage

BC et DE ligne de sécurité

D

B

F

3 Étapes de Quartage AB  2AB

A

LOT C

CD  2CD

EF  2EF

E

Variance d’échantillonnage totale  Établi par étalonnage

Log ME

2T = 2AB + 2CD + 2EF

 Permet l’OPTIMISATION École Thématique du CNRS – Ressources Minérales : la vision du Mineur - Paris 1, 2 & 3 Février 2012

PROTOCOLE D’ÉCHANTILLONNAGE

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Carotte HQ 8 – 10 kg

EXEMPLE

Sécher 105o / 24h B1

2.5kg

rejets B2

rejets

1 DR1

L’effet d’un quartage imprécis « amont » ne peut être corrigé par des quartages précis « aval »

Broyer P95 / 1mm 500g

LM5 rejets

Broyer P95 / 2cm

2 DR2

Pulvériser P95 / 75

< 1g Poudre

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Analyse : XRF École Thématique du CNRS – Ressources Minérales : la vision du Mineur - Paris 1, 2 & 3 Février 2012

ERREURS D’ÉCHANTILLONNAGE







3.

Erreur de délimitation - ED

4.

Erreur d’extraction - EE

5.

Erreur de préparation - EP

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(2)



génèrent des BIAIS

Erreurs opératoires

ED et EE dépendent de:



la géométrie de l’OUTIL (ED, EE)



son mouvement par rapport au lot L (ED)

EP : intégrité de l’échantillon non préservée (pollution, perte, altération…)

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ERREURS D’ÉCHANTILLONNAGE 6.

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(3)

Erreur d’intégration - EI prélèvement de l’échantillon par incréments

N incréments, 1 Échantillon et 1 Analyse Intervalle entre prélèvements ?

Entrée Usine 300 t/h

6h

12h

masse de l’échantillon ? (= composite )

7.

masse de l’incrément ?

bande en mouvement

 Broyages + Quartages + Analyse

Erreur d’analyse EA

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PRISE D’ÉCHANTILLON APRÈS DIVISION échantillon 1, 6, 11…

1, 6…

2, 7… 3, 8…

2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 12 ...

4, 9…

5, 10…

« Pelletées » FRACTIONNÉES

« Pelletées » DÉGÉNÉRÉES

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BANDE TRANSPORTEUSE

(1)

prélevant l’incrément

Entrée Usine 300 t/h

Système pendulaire

bande en mouvement (= lot en écoulement)

Délimitation correcte ?

incorrecte

correcte

bande en mouvement

correcte

bande arrêtée

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BANDE TRANSPORTEUSE

(2)

Linéarisation du tas 3D (spatial)  1D ( temporel)

système traversier prélevant les incréments

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L’ÉCHANTILLONNAGE

2. Les Outils et Équipements

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RÈGLES PRATIQUES

1. Bien conçus et en bon état (ED, EE)

2. Régulièrement entretenus (EP) 3. Bien installés (DE) et bien utilisés (EE, EP)

TOUT EST IMPORTANT et NÉCESSAIRE ! Les constructeurs se mobilisent pour proposer des équipements respectant les principes énoncés par GY !

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UN EXEMPLE : LE DIVISEUR À RIFFLES

OK

A proscrire

Ce diviseur, outil « correct », donne un mauvais résultat si mal utilisé… École Thématique du CNRS – Ressources Minérales : la vision du Mineur - Paris 1, 2 & 3 Février 2012

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UN EXEMPLE : LE DIVISEUR À RIFFLES

OK

A proscrire

Ce diviseur, outil « correct », donne un mauvais résultat si mal utilisé… École Thématique du CNRS – Ressources Minérales : la vision du Mineur - Paris 1, 2 & 3 Février 2012

L’ÉCHANTILLONNAGE

3. Le Contrôle de Qualité

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OBJECTIFS du CONTRÔLE DE QUALITÉ 1. Vérifier la qualité de l’échantillon primaire, de l’incrément 2. Vérifier la qualité des quartages et broyages 3. Mesurer l’importance de la pollution dans les outils - équipements 4. Vérifier que les objectifs de précision et justesse sont atteints

5. Démontrer la qualité des données (JORC) 

RÉAGIR aux dérives ou résultats douteux - IMMÉDIATEMENT ! 

Exemple: modifier le protocole d’échantillonnage



Ou remplacer un équipement défectueux.…etc.

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MESURES DE CONTRÔLE DE QUALITÉ Les principales mesures sont : 

les standards ou MRC - pour contrôler la justesse



les doublons de quartage - pour mesurer la précision



le test de broyage - pour vérifier que le d95 cible est atteint (ex P95/2cm)

teneur



Précision

Carte de Contrôle

Exemples de graphiques visualisant les résultats

LCS

10% LCI Temps 20

40

60

80

100%

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CONTRÔLER le PROTOCOLE (EXEMPLE) Carotte HQ 8 – 10 kg

Contrôle de Qualité Sécher 105o / 24h

 Blanc (stérile) 1 / 50 B1

2.5kg

rejets B2

rejets

rejets

1 DR1

 Doublon de quartage 1 / 20

Broyer P95 / 1mm 500g

LM5

 Test de broyage 1 / 50

Broyer P95 / 2cm

2 DR2  Test de broyage 1 / 50

Pulvériser P95 / 75

< 1g Poudre Analyse : XRF

3

 Doublon de quartage 1 / 50

 MRC 1 / 20

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L’ÉCHANTILLONNAGE

4. Les Bonnes Pratiques

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CHAINE D’ÉCHANTILLONNAGE (EXEMPLE) échantillon primaire

Préparer la campagne

P1

Quartage

Réaliser les sondages P2

Valider Mettre en banque

P6

P5

contrôle

P3

Loguer Échantillonner Étiqueter

P4

Expédier  laboratoire Collecter  laboratoire

Réduction de masse

de qualité

Broyages Quartages Analyse

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FACTEURS INFLUENÇANT la QUALITÉ Théorie de Gy

Sondeurs

Techniques de sondages

Géologues et techniciens

Techniques analytiques

Technicien de laboratoire

Contrôle de qualité

MÉTHODES

LOT

MACHINES

OPÉRATEURS

Échantillonner

Résultat précis et juste

GÉOLOGIE

Sondeuses Broyeurs, diviseurs

Propriétés physiques

Échantillonneurs sur bande

Hétérogénéité EF, EGS

Minéralogie

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PROFIL PERFORMANCE (EXEMPLE)

P2

P3

P4

Conforme ou > cibles

Performance

défaut (s) toléré (s) inacceptable

Développer des indicateurs pour piloter la performance

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L’ÉCHANTILLONNAGE

EN CONCLUSION Que voit-on dans l’Industrie ?

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EXPLORATION ET MINE

 Nomogramme établi et protocole optimisé

 Contrôle de qualité (laboratoire) en place et utilisé

 Rôle des Codes (JORC) - aspects légaux  Classement des ressources et réserves  Transparence, matérialité et compétence !

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USINE  Prise de conscience  Améliorer la crédibilité et transparence du bilan usine  Niveau des pratiques souvent insuffisant !

 Instrumentation vs. échantillonnage  Progrès dans l’instrumentation !  Volonté d’améliorer l’échantillonnage suivant les principes de Gy !

 Standard  « Code of Practice for Metal Accounting »  Projet Amira P754 (Australie + Afrique du Sud)

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L’ÉCHANTILLONNAGE des MINERAIS

MERCI DE VOTRE ATTENTION !

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