Développement du modèle géométallurgique lors de la mise en valeur des gîtes de terres rares

Développement du modèle géométallurgique lors de la mise en valeur des gîtes de terres rares

Développement du modèle géométallurgique lors de la mise en valeur des gîtes de terres rares Jean-François Wilhelmy (COREM) Serge Perreault (SOQUEM) Sylvie Lévesque (COREM) Patrick Laflamme (COREM)

Kwyjibo : Localisation

Kwyjibo : Localisation Kwyjibo KWYJIBO

Kwyjibo : Géologie locale Forages métallurgiques

Essais métallurgiques préliminaires «avant 2012» Premiers essais métallurgiques (1999-2000) Les intersections de minéralisations sont rapportées en longueur de carotte et non en épaisseur vraie. L horizon Josette est orienté 050 N avec un pendage entre -45 et -50 vers le sud-est. La plupart des sondages sont orientés 318 à 320 N et forés perpendiculairement à l horizon Josette, à l exception des forages 13-128, 13-129, 13-131 à 13-133. Tous les trous recoupent l horizon Josette à fort angle (inclinaison des sondages : -45 à -75 ).

Essais métallurgiques préliminaires 2012-2013 Premiers essais métallurgiques (1999-2000) Trous sélectionnés pour l échantillon composite : 60 % magnétitite et 40 % brèche quart de carottes NQ Les intersections de minéralisations sont rapportées en longueur de carotte et non en épaisseur vraie. L horizon Josette est orienté 050 N avec un pendage entre -45 et -50 vers le sud-est. La plupart des sondages sont orientés 318 à 320 N et forés perpendiculairement à l horizon Josette, à l exception des forages 13-128, 13-129, 13-131 à 13-133. Tous les trous recoupent l horizon Josette à fort angle (inclinaison des sondages : -45 à -75 ).

Essais métallurgiques préliminaires 2013-2014 MM1 : 10885-13-61A + 69A BR1 : 10885-13-73A + 74A +84A MM2 : 10885-13-101A + 116A BR2 : 10885-13-94A + 101A + 116A Les intersections de minéralisations sont rapportées en longueur de carotte et non en épaisseur vraie. L horizon Josette est orienté 050 N avec un pendage entre -45 et -50 vers le sud-est. La plupart des sondages sont orientés 318 à 320 N et forés perpendiculairement à l horizon Josette, à l exception des forages 13-128, 13-129, 13-131 à 13-133. Tous les trous recoupent l horizon Josette à fort angle (inclinaison des sondages : -45 à -75 ).

Essais métallurgiques 2013-14 MM1 - magnétitite forage 10885-12-61

Essais métallurgiques 2013-14 BR1 brèche et stockwerk forage 10885-13-84A

Géométallurgie The primary aim of geometallurgy is to provide constrained inputs that reflect inherent geological variability and its impact on metallurgical performances. (An overview of new geometallurgical research, S.G. Walters, ICAM congress 2008) 2016-12-01 11

Approche géométallurgique Habituellement, il est entendu que la géométallurgie permet, dès l étape de la définition du gisement, de: Définir quelles caractéristiques d un minerai affectent les performances de la concentration et mesurer l impact de la variabilité de ces caractéristiques; Définir la maille de broyage optimale et le aider au développement du procédé de concentration; Comprendre et prédire les performances du procédés selon les différents zones de la mines; Réduire les risques technico-économique liés au démarrage d une mine. 2016-12-01 12

Approche géométallurgique Habituellement parce que dans le cas des minéraux de terres rares, les éléments de terres rares sont distribués inégalement : Au sein du dépôt; Parmi les minéraux porteurs, lesquels peuvent appartenir à plusieurs familles minérales; Au sein d un même grain; On doit donc accepter que le modèle géométallurgique doive changer quelques fois en cours d étude. 2016-12-01 13

Méthodologie Équipement en usage chez COREM Microscopie optique Microscopie électronique à balayage; DRX et microsonde électronique (Université Laval) MLA (Mineral Liberation Analyzer)

MLA : Image BSE et EDX

MLA : Liste minérale Par travaux antérieurs : + Ce Perrierite:(Ce,La,Ca)4(Fe,Mg)2(Ti,Fe)3Si4O22 + Aluminocerite : (Ce,REE,Ca)9(Al,Fe+++)(SiO4)3[SiO3(OH)]4(OH)3 Par Magrina, Jébrak & Cuney : + Yttrobetafite: (Y,U,Ce)2(Ti,Nb,Ta)2O6(OH) + Euxenite: (Y,Ca,Ce)(Nb,Ta,Ti)2O6 + Polycrase: (Y,Ca,Ce,U,Th)(Ti,Nb,Ta)2O6

MLA : Particule interprétée Minéral Pixels Masse % Britholite Y 182 3.4 P Si Britholite Ce 1555 6.5 Apatite 6786 90.2

MLA : Caractéristiques minéralogiques Analyse modale Distribution élémentaire (éléments d intérêt parmi les minéraux) Distribution granulométrique Libération des minéraux d intérêt Associations minérales Courbe de récupération théorique Détermination des composition minérale

Définition du gisement Travaux préliminaires en appui de a pétrographie À partir de carottes de forage MLA : Programme XMOD

Microscopie optique a) Titanite (CaTiSiO5) et b) Magnétite Lumière transmise / lames minces issues de carottes de forage

MLA XMOD sur lame mince polie

MLA XMOD sur lame mince polie Multiples injections d un mélange d allanite (13 %) et de britholite (15 %) dans de l apatite massive (42 %). Présence de magnétite (15 %) au sommet de la lame.

MLA XMOD sur lame mince polie Apatite Pyrrhotite Fluorite Britholite Allanite Apatite Chalcopyrite Allanite «réactionnelle» autour de l apatite dans une veine de fluorite.

Résultats quantitatifs des XMOD 0 Distribution de Ce dans les minéraux des forages Forage 11-56 11-57 11-60 12-60 Allanite (La) 72 7 1 1 Allanite high REE 15 19 13 2 Apatite 3 3 6 6 Bastnasite-(Ce,La,Nd)) 2 0 3 46 Britholite high Ce, Nd 4 36 11 11 Britholite-Y 4 31 66 28 Kainosite 1 3 1 4 Monazite-(Ce) 0 0 0 1 Total 100 100 100 100 Analyse modale des carottes de forage Distribution du cérium dans les minéraux (carottes de forage)

Tests de développement en laboratoire T1475 Beneficiation of apatite ore using pilot plant mechanical flotation cells

Tests de développement en laboratoire

Libération de l apatite Indice Josette : 8.2% 0 Fraction -150 +106µm -106 +75µm -75 +53µm -53 +45µm -45µm Souche calculée Masse relative (%) 1.0% 6.8% 21.9% 8.7% 61.5% 99.9% Libre (>95% volume) 56.4% 62.8% 74.3% 80.3% 73.2% 73.1% Brèche à magnétite : 12.7% Fraction -150 +106µm -106 +75µm -75 +53µm -53 +45µm -45µm Souche calculée Masse relative (%) 2.7% 14.7% 25.5% 8.1% 49.0% 99.9% Libre (>95% volume) 76.6% 78.1% 79.6% 81.6% 79.8% 79.5% Présentation à SOQUEM, le 18 décembre 2013

Analyse à la microsonde e - Nombre de microanalyses (à la microsonde effectuées) Minéral Indice Josette Brèche à Magnétite Magnétite 32 32 Fluorite 32 32 Allanite 28 39 Andradite 0 32 Apatite 62 125 Présentation à SOQUEM, le 18 décembre 2013

Analyse à la microsonde e - Profil 2 Pr2O3 SmO Gd2O3 Y2O3 P2O5 SiO2 Al2O3 Total 85al2 1 0.982 0.204 0.025 0.072 0.046 29.289 7.535 95.092 85al2 2 1.023 0.227 0.000 0.091 0.032 29.094 7.594 94.866 85al2 3 0.909 0.063 0.001 0.034 0.023 29.206 7.560 94.692 85al2 4 0.944 0.141 0.000 0.029 0.034 28.998 7.424 94.689 85al2 5 1.024 0.194 0.051 0.113 0.032 29.229 7.095 93.899 Traverse la plus complète possible des grains

Conciliation 0 10% 10% Présentation à SOQUEM, le 18 décembre 2013

Libération et associations Proportion IJ Apatite : Concentré du 4ième nettoyage minérale +53µm -53 +38µm -38 +20µm -20µm Masse % 24.5 19.0 21.6 34.9 Total Apatite 43.5 50.2 53.7 51.2 49.7 Fluorite 34.9 34.4 34.9 36.2 35.3 Allanite (La) 11.4 7.2 4.4 1.8 5.7 Kainosite 3.1 2.5 2.1 2.2 2.5 Autres 1.8 1.0 0.8 2.3 1.6 Calcite 0.3 0.3 0.6 3.7 1.5 Titanite 1.5 1.6 1.4 0.9 1.3 Andradite 0.8 1.0 1.2 0.8 0.9 Quartz 1.8 1.0 0.3 0.3 0.8 Mica 1.0 0.8 0.6 0.6 0.7 Total 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 0 IJ Apatite: Concentré du 4ième nettoyage : Kainosite (2.46%) Minéral +53µm -53 +38µm -38 +20µm -20µm Masse % 24.5 19.0 21.6 34.9 Total Libre (>95%) 11.8 13.6 23.4 26.4 19.7 Ass. Binaire 51.2 62.8 64.2 46.8 54.7 Ass.Ternaire 37.1 23.7 12.4 26.8 25.6 Détail des associations binaires Apatite 25.7 35.6 40.5 34.8 34.0 Fluorite 11.9 15.8 14.4 6.6 11.3 Allanite (La) 6.0 4.2 3.4 1.6 3.6 Titanite 3.1 3.1 1.7 0.5 1.9 Mica 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 Bastnasite 0.5 1.2 0.5 0.3 0.5 Présentation à SOQUEM, le 18 décembre 2013

Quand une particule est-elle libérée?

Question à la fin des premiers essais La plupart des rejets n ont pas été analysés 0 Quels minéraux de terres rares ne sont pas récupérés? Quel est l état des minéraux (associations) suite à l utilisation de déprimants?

Poursuite du développement

Les familles «géométallurgiques» Résultats d'analyse (MLA) de l'échantillon BR2.6 Concentré Dégros. de l'épidote SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O TiO2 MnO P2O5 Y2O3 ThO2 Ce2O3 La2O3 Nd2O3 Teneur (%) 57.90 9.93 9.6 0.58 9.66 1.01 5.15 1.84 0.24 0.13 0.34 0.01 0.76 0.32 0.42 A Composition chimique analysée de l'échantillon 35

Connaissance «après» Les éléments de terres rares sont distribués inégalement : Au sein du dépôt; Parmi les minéraux porteurs, lesquels peuvent appartenir à plusieurs familles minérales; Au sein d un même grain; MERCI! On doit donc accepter que le modèle géométallurgique doive changer quelques fois en cours d étude.