Exploitations
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Mine de niobium Niobec, Québec

EXTRACTION ET TRAITEMENT

Extraction

Les installations de la mine Niobec comprennent un chevalement, un concentrateur de niobium pentoxide (Nb2O5), un convertisseur de concentré en ferroniobium et les installations d’équipements connexes à la surface.

Depuis ses débuts, on utilise l’extraction en chantier ouvert comme seule méthode d’exploitation minière utilisée à Niobec. L’avantage principal d’extraire en vrac en chantier ouvert est qu’il s’agit de l’une des méthodes d’exploitation souterraines les moins coûteuses. À Niobec cette méthode fonctionne bien compte tenu des larges zones minéralisées combinées d’excellentes conditions de terrain. La planification et la conception des chantiers s’effectuent à partir de l’information géologique obtenue de sondage au diamant. Le minerai provenant des larges chantiers ouverts  d’environ 200 pi, 80 pi de largeur et 300 pi. de hauteur. On y laisse alors un pilier de 80 pieds entre les chantiers.

Pour extraire le minerai, les chantiers sont forés par des trous verticaux d’un diamètre de 17 centimètres (6,5 pouces), remplis d’explosifs qui sont ensuite détonnés. Le minerai abattu tombe sur le plancher du chantier, d’où on le transporte en utilisant des chargeurs de 6,5 verges cubes et des camions 26 tonnes. Le minerai est alors concassé sous terre et réduit à un diamètre de 8,9 centimètres (3,5 pouces) avant d’être hissé à la surface en passant par le puits et transféré à l’usine de concentration.

En juin 2008, la société a annoncé les résultats positifs d’une étude de faisabilité au sujet du système de remblai en pâte à Niobec. Après achèvement du projet d’approfondissement du puits et déplacement de l’extraction minière vers des blocs plus en profondeur soumis à un stress physique plus important, la poursuite du minage en chantier ouvert sans remblai aurait grandement limité la proportion de minerai pouvant être extrait, par rapport au matériel qui serait demeuré en place dans les piliers. En comparaison, le recours au remblai en pâte à l’avenir permettra une extraction quasi-totale du matériel de teneur exploitable et a automatiquement apporté une importante augmentation des réserves et ressources rapportables à partir des mêmes volumes de minerai.

L’ingénierie détaillée de la conception de l’installation du remblai en pâte est actuellement en cours d’élaboration. La construction de l’usine de remblai en pâte et la mise en valeur devraient être terminées d’ici la moitié de 2010. La possibilité de produire du tonnage supplémentaire par rapport à la production actuelle en utilisant le remblai en pâte est aussi à l’étude.

La mine souterraine est en exploitation sept jours par semaine et on y extrait 5 000 tonnes métriques de minerai par jour. Depuis septembre 1999, l’extraction est effectuée entre 100 et 440 mètres (300 à 1 450 mètres) sous la surface. Un puits de 550 mètres (1 806 pieds) et une rampe fournissent un accès direct aux différents niveaux de la mine.

Concentrateur

Les installations de traitement de Niobec utilisent les méthodes traditionnelles de concassage, et de broyage à barre et à boulets, suivi de plusieurs étapes de flottation pour obtenir un concentré de pyrochlore.

L’usine de concentration fonctionne 24 heures par jour, 7 jours par semaine à une capacité de 5 000 tonnes métriques de minerai par jour. Chaque tonne de minerai (1 000 kg) fournit en moyenne 3,7 kg d’oxyde de niobium 

Le produit est un concentré de pyrochlore d’une teneur de 58 % de pentoxyde de niobium (Nb2O5). Le traitement à l’usine est très complexe et comprend plusieurs étapes : le concassage, le broyage, le tamisage, le déchlammage, la séparation magnétique, trois types de flottation, la lixiviation, deux étapes de filtration et le séchage du concentré. Quinze produits chimiques différents sont utilisés dans le traitement; la consommation quotidienne de ces produits atteint environ 35 000 kg pour la production de 30 000 kg de concentré. L’eau joue un rôle important dans le procédé puisque 6 700 gallons/minute sont utilisés. L’eau est recyclée à un taux de
85 %.

Un projet d’agrandissement du concentrateur a été annoncé en juin 2009 et devrait se terminer d’ici le troisième trimestre de 2010. L’agrandissement augmentera la capacité de débit de l’usine de 24 %, dont le débit est actuellement de 2,2 millions de tonnes de minerai par an. La plus grande partie de l’investissement requis au concentrateur est destinée aux installations de manutention de minerai grossier (y compris les silos, les convoyeurs et un concasseur primaire), ainsi qu’un nouveau circuit de broyage (broyeur à barres, broyeur à boulets et équipement de classement par calibre connexe) qui sera opéré parallèlement au circuit existant. Un investissement minime est requis pour les sections du concentrateur de la flottation, du séchage et de la manutention du produit, et aucun capital n’est requis pour permettre à l’usine du convertisseur de réaliser de meilleurs débits.

Convertisseur

La conversion du concentré de niobium en ferroniobium (FeNb) est effectuée sur place à l’aide d’une réaction aluminothermique. Le procédé implique une réaction entre l’oxyde de niobium, de l’aluminium métallique et de l’oxyde de fer résultant en de l’oxyde de l’aluminium (résidu) et du ferroniobium métallique.

La conversion à Niobec est un procédé par fournées et une charge typique se compose de 3,5 t de concentré, de 1 t d’aluminium, de 675 kg d’oxyde de fer et 675 kg d’autres produits, pour un total de 5 850 kg. Cette combinaison produit une puissante réaction exothermique générant suffisamment de chaleur pour porter la température à plus de 2 200°C, faisant fondre toute la charge en moins de dix minutes. La réaction produit 2 100 kg de ferroniobium qui est ensuite broyé et emballé selon les normes du client, ainsi que 3 750 kg de résidus qui sont stockés dans une chambre souterraine scellée.

Actuellement, quatorze réactions similaires par jour pendant cinq jours par semaine sont nécessaires pour convertir toute la production de concentré de la semaine.