8/12/2019 prospection et extraction et traitement des minerais

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Comptes-rendus econfrenceProspection,extractionettraitement esmineraispar Yu.G. Sevastyanov*

Actuellement, danslemonde entier,ungrandnombre delaboratoires consacrentuntravail considrable lamiseaupointdetechniqu es nuclaires pou r lesindustries minires. Il y aplusieurs raisonscela.Depuis quelecharbonaretrouv sa placeaunombredesgrandes sources d'nergie,il afallu amliorer lestechniques de prospection, l'analyse encontinu dansla prparation et letraitementducharbon,et largulation des chaudires dans les centrales lectriques.Le dveloppement des techniques nuclairesagalement bnfici durenouveau delaprospectiondel'uranium,enparticulier aux Etats-Uniset auCanada,o l onutilise courammentdenouvelles m thodesd'exploration radiomtrique permettant de mesurerdirectement l'uranium. Parailleurs,lesamliorationsapportes auxappareilsdemesuredurayonnementgamma naturel perm ettent aussideperfectionnerlematriel conu pour mesurer l'intensit durayonnementgamma induitet nonplus naturel.

Bien que seuls quelque s laboratoire s se spcialisentdanslamiseaupointdematriel p our la diagraphieptrolire, l'amlioration des performances etl'largissementde lagammedemesure incitentconcevoirdumatriel analogue pour la prospection d'autres matiresminrales. Les rservesdecertains minerais mtallifres tant, commeon lesait, vraisemblablement prsdes puiser,ilimportederechercher d'urgencedenouveauxgisementsteneur leve.

Le sminaire d'Ottawa** atuneoccasiondeprsenter aux participants, essentiellement des scientifiques d'Etats Membresendveloppement, les plusimportantes techniques analytiques nuclaires actuellemen t utilisesetcellesquidevraient offrir lesmeilleures possibilits d'application. Il agalementpermisdesignaler les industries, no tam men t dans lesEtats Membresen dveloppement, qui bnficient djde l'application des techniques nuclairesou pourraienten tirerunmeilleur par ti. Ilressortdece sminairequeplusieurs techniques nuclaires sont utilement employesdans l'industrie minire: l'analysepar fluorescenceX dispersion d'nergie;lamesuredurayonnement gammanaturel; les techniques gamma-gamma;etles techniqu esd'interaction avec les neutrons.* M. Sevastyanov estmembre delaSection des applications

industrielleset de lachimiede laDivision delarechercheet deslaboratoires.** Sminaire surlatechnologie analytique nuclaireet sesapplications dans la prospection, l'extraction etle traitementdes minerais, organisparl'AIEAettenuOttawa (Canada)du28 juin au2 juillet 1982 sur l'invitationduGouvernementcanadien. Cinquanteet unparticipants reprsentant 18 paysetune organisation internationale ontassistce sminaire. Vingtmmoiresont tprsentsaucours des hu it sessions.

Les techniquesdela fluorescence dispersiond nergiesontaupoint p our l'analyse des minerais,l'extraction minireet lecontrledesoprationsdetraiteme nt. Leur avantage principalest lefaible seuildela dtection (environ quelques ppm pou rlaplupartdeslments)et lapossibilitdemesurer simultanmentlesconcentrationsd unnombre d'lments pouvan t allerjusqu' 40. On agalement conudumatriel relativement simple pour mesurerlaconcentrationd un ouplusieurs lments sur le terrain . Toute fois,lestechniques prsentent les inconv nients ci-aprs: petitetaille des chantillons analyss; interfrence entredes raiesd unlment avec celles d'autres lments;pntration limitedurayonnementXexcit.Mesuredurayonnement gamma naturel: Les isotopesdes lments primordiaux U, Th et Kmettent diversrayons gamma naturelsque l onpeut mesureraumoyende techniques tou tfaitaupo int. Les principalesapplications sontlaprospectionde l'uranium, l'extraction delapotasseetl'tudede lastratification pendantla prospection du charbonet duptro le. Les rayonsgamma naturels sont aussi debonnes indicationsde laprsence decertains autres minraux. (Par exemple,lesdpts phosphoriquesont une teneur leveenuranium ; le dosagede Uperm et ainsi de les localiser.)Les principaux inconvnients des techniquesdemesuredes rayons gamma naturels sont que leminerai considrdoit absolument tre corrl U,Th ouK,etq uel onpeutnepas connatrele degr d'quilibre entreU, Thet leurs produitsde filiation.Techniques gamm a-gamma: Bien qu'on puisse utiliserdes techniques gamm a-gamma slectives pour l'analysespcifique d'lments Zmoyenet leven fortesconcentrations (suprieure ougale0,1%) dansdesmatrices Z peulev,ledveloppement intensif decestechniquesauxfinsde laprospectionnesemblepasoffrir de bonnes perspectives. Les techniq ues gamma-gamma non slectives sont rserves lamesurede ladensit. Engnral,laforte source gamma utiliseproximitdudtecteur ncessite l'emploid unblindagede configuration spciale pour isoler le dtecteur d uneexposition directe lasource. Enoutre,ondoitrecourirdes mthodes spciales pour enfermerlasource hautem ent radioactive.Analyse par interaction avec les neutrons: Engnral,les techniques d'analysepar interaction avec les neutronsse caractrisentpar un haut degrdespcificitet parune profondeur depntratio n allantde 20 10 0cm.Ces deux proprits sont intressantes pour les analysesin situ enmatiredeprospection. Ils agitdetechniquesmulti-lmentsqui permettentdemesurer (mais pas tous

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Comptes-rendus de confrenceen mme temps) quelque 60 lments, dans un ensembledonn de conditions d'irradiation neutronique et dematrices d'ch antillons. Parmi les techniques utilisables,les plus importantes sont l'analyse de l'mission gammainstantane accompagnant la capture de neutrons, lamesure de l'mission gamma accompagnant la diffusioninlastique des neutrons, et la mesure de l'missiongamma accompagnant la dcroissance ultrieure desnoy aux activs. Le choix dpendra de plusieurs facteurs,do nt les plus importa nts son t: la section efficace de laraction; l'abondance et l'nergie du rayonnementgamma; l'importance des ractions interfrantes; lapossibilit d'utiliser un dtecteur haute rsolution etles contraintes imposes par la conception du systme.

ources et dtecteurs de rayonnementsPour appliquer les mthodes nuclaires la prospection minire, on utilise diverses sources de rayonnem ent. Par exem ple, les techniques de fluorescence X

font gnralement appel aux espces radioactives10 9Cd, M IA m, s sF e , S7Co , et quelquefois l s 3Gd et' C m .Les techniques gamm a-gamma font appel plusieurssources radioisotopiques, dont les principales sont24 1Am, 13 7Cs, C o et C o.L'analyse par interaction avec les neutrons permetl'emploi de diverses sources de neutrons . Pour l'application directe la prospection des minerais, on donnela prfrence aux sources isotopiques de neutrons, enparticulier 2S2Cf,2 38Pu/Be e t * Am/Be parce qu'ellessont de faible dimension et ne sont pas tributaires d unealimentation en lectricit.Pour dtecter les rayonnements, on utilise essentielleme nt deux type s d'appareils. Le premier est ledtecteur de neutrons qui emploie gnralement BF 3ou 3H. Le deuxime type de dtecteur sert dtecterles pho ton s (rayons X ou gamma). Les scintillateursNaJ(Tl) et les phosphores plastiques sont des dtecteurs faible rsolution; les dtecteurs haute rsolutionsont faits de Ge(Li) coaxial, Ge coaxial de haute puretet S i(Li) planaire.Les spectromtres faible rsolution prsententl'avantage de ne pas nces siter de rfrigration. Maissouven t, ils ne peuve nt pas sparer tous les pics pho to

lectriques d'un spectre donn. En consquence, onutilise gnralement cet effet des dtecteurs hautersolution.Le sminaire a galement not que les techniquesnuclaires jouent un rle important dans la prospectionet la rcupration ultrieure des ressources minrales,

qui constituent une partie considrable de la richesse decertains pays. Elles ont t utilises avec succs penda ntplusieurs annes dans la prospection minire souterraineet de surface. Par exem ple, l'application de techniquesnuclaires essentiellement rayonnement gammanaturel, (y-y), (n, n1 ), (n, 7) , (n puls-7) et (n,p) -est couran te dans l'industrie ptrolire. On met encoreau point de nouvelles techn iques pou r lesquelles il reste rsoudre des problmes d'interprtation des donneset de conc eption du matriel. Dans les programmes deprospection charbonnire, les techniques de diagraphienuclaireen particulier (7-7) et (naturel-7) sontessentielles. En outre, on mesure couram men t la teneuren cendres du charbo n pa r diffusion X faible nergie.L'affinement des techniq ues neutroniqu es offre desperspectives intressantes pour la mesure encore plusprcise de la teneur en cendres, la mesure en continude l'nergie calorifique et la dtermination desconcentrations d'lments importants tels que le soufre,le chlore, le silicium, le calcium, l'aluminium et le fermesures qui sont ncessaires pour contrler lerendement de la combustion de foyers industrielsspciaux.

En raison de la radioactivit naturelle de l'uranium,les techniques de mesure du rayonnem ent gamma o ntt d'abord appliques dans la prospection pour leslevs de terrain. Ces dix dernires annes, leur utilisation a t tendue la diagraphie de sondages et auxlevs ariens. L'utilisation des dtecteurs de rayonnements, des appareils lectroniques connexes et dessystmes de visualisation et de traitement des donnesles plus modernes est maintenant trs gnralementaccessible.Le matriel pour ray ons X faible nergie et gamma-gamma est dj utilis couramment pour contrlerle traitemen t des minerais mtallifres dans plusieurspays dvelopps. On dispose maintena nt de matrieltou t fait ad apt a ux besoins des pays en dveloppement; toutefois, son utilisation correcte ncessitecertaines connaissances techniques.Le sminaire a galement tudi l'emploi destechniques d'analyse nuclaire pour les applicationsmarines. Des techniq ues nuclaires de pointe permettant d'valuer la teneur en minerai des fonds marinset certaines techniques plus courantes peuvent tre

utilises pou r d limiter les placers, les gisements dephosp horite marine et les nodu les de manganse. Ungrand nom bre de ces gisements se trouvant au large despays en dveloppement (en particulier d'Asie duSud-Est), l'utilisation prochaine de ces techniques offredes perspectives extrmement intressantes.

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