Analyse du minerai de fer

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Minerai de fer

Le fer est le quatrième élément le plus abondant de la croûte terrestre, mais les concentrations économiques sont dominées par des formes relativement rares d’oxyde de fer : magnétite (Fe 3 O 4 ), hématite (Fe 2 O 3 ), goéthite (FeOH), limonite (FeO(OH)nH 2 O) et sidérite (FeCO 3 ). La minéralogie du minerai de fer a un impact sur sa valeur commerciale et la façon dont il est traité, c’est-à-dire la quantité de charbon consommée et donc son empreinte carbone. L’identification de la minéralogie du fer ainsi que des minéraux de la gangue qui ont un impact sur l’enrichissement sont une partie essentielle de l’analyse du minerai de fer.

Analyse multi-éléments

La plupart du minerai de fer est utilisé pour fabriquer de l’acier qui a des limites sur la concentration de nombreux autres éléments car ils ont un impact sur la qualité de l’acier. Pour cette raison, l’analyse normalisée du minerai de fer est une analyse multi-éléments qui rapporte les principaux éléments de formation de roche et une suite d’éléments-traces.

Analyse du minerai de fer

L’analyse géochimique des échantillons de minerai de fer est effectuée par fusion au borate de lithium avec l’ajout d’un agent oxydant suivi d’une analyse par instrument XRF pour les principaux éléments formant des roches et les concentrations sélectionnées d’éléments-traces. Les résultats peuvent être rapportés comme non normalisés ou normalisés à 100 % (à l’exclusion de la PPI). La perte par allumage (PPI) est toujours effectuée dans le cadre de l’analyse multi-éléments conçue pour les échantillons de minerai d’oxyde de fer.

Code	Analytes	Plages (%)	Description
ME_XRF21u (non normalisée) ME_XRF21n (normalisée) échantillon de 0,7g	Al₂O₃	0,01 à 100	Disque à fusible XRF. PPI incluse dans le cadre de cette procédure
	Arsenic	0,001 à 1,5
	CaO	0,001 à 10
	Chlore	0,01 à 40
	Baryum	0,001 à 6
	Cobalt	0,001 à 5
	Cr₂0₃	0,001 à 10
	Cuivre	0,001 à 1,5
	Fer	0,01 à 75
	K₂O	0,001 à 6.3
	MgO	0,01 à 40
	Manganèse	0,001 à 25
	Na₂O	0,005 à 8
	Nickel	0,001 à 8
	Phosphore	0,001 à 10
	Plomb	0,001 à 2
	Soufre	0,001 à 5
	SiO₂	0,01 à 100
	Étain	0,001 à 1,5
	Strontium	0,001 à 1,5
	TiO₂	0,01 à 30
	Vanadium	0,001 à 5
	Zinc	0,001 à 1,5
	Zirconium	0,001 à 1
	Total	0,01 à 110
OA-GRA05x ME-GRA05	Perte par calcination échantillon de 1 g	Four ou analyseur thermogravimétrique (TGA).

Perte par calcination (PPI)

ALS propose une gamme de méthodes de PPI par four ou par analyseur thermogravimétrique (TGA). Une variété de températures est proposée, soit à une seule température, soit à une plage de températures exécutées consécutivement pour caractériser pleinement le composant volatil des échantillons. Pour identifier uniquement l’eau non liée dans un échantillon, le chauffage est limité à 105 °C, tandis que si de l’eau liée dans des cristaux et d’autres composants volatils est nécessaire, le chauffage est généralement augmenté à 1 000 °C.

Analyseur thermogravimétrique (TGA)

L’analyse thermogravimétrique se produit lorsque la masse d’un échantillon est mesurée avec des changements de temps et de température. Les mesures peuvent être personnalisées selon les besoins pour caractériser entièrement les composants volatils, en particulier pour les échantillons avec une quantité variable d’eau liée aux minéraux.

Code de la méthode	Analyte	Description
OA-GRA10	H2O non lié	Procédure gravimétrique après séchage à 105°C pendant 2 heures
OA-GRA11	H2O non lié	Procédure gravimétrique après séchage à 105°C pendant 24 heures
OA-IR05	H2O non lié	Mesure par système de détection infrarouge de l’eau avec chauffage jusqu’à 110 °C
OA-IR06	H2O non lié et eau cristalline liée	Mesure par système de détection infrarouge de l’eau avec chauffage jusqu’à 110 °C
OA-GRA05xf	Perte par calcination à 500 °C	Un échantillon est pré-séché à 105 °C avant d’être chauffé à 500 °C pour déterminer la perte par calcination
OA-GRA05	Perte par calcination à 1 000 °C	Un échantillon est chauffé à 1 000 °C tel que reçu pour déterminer l’eau non liée, plus le composant volatil lié au total.

Récupération du tube Davis (DTR)

La récupération du tube Davis (DTR) est une version à l’échelle du laboratoire du processus d’enrichissement du minerai qui sépare les fractions magnétiques des fractions non magnétiques. Après broyage et pulvérisation, les échantillons sont placés dans un tube incliné sur l’instrument DTR et agités tout en faisant passer l’eau dans le tube. Le tube est positionné entre les pôles d’un électroaimant puissant qui empêche les particules magnétiques de se laver à travers le tube avec les particules non magnétiques.

Spécifications de meulage

La séparation des particules magnétiques des particules non magnétiques sera affectée par les spécifications de pulvérisation – plus le meulage est fin, plus la fraction magnétique sera récupérée car elle sera libérée des minéraux de gangue non magnétiques qui augmenteraient le poids jusqu’à la force magnétique. Des travaux d’essai initiaux peuvent être nécessaires pour identifier le protocole optimal pour un nouveau gisement de minerai afin de s’assurer que la méthode est proche de l’avantage à l’échelle de l’enrichissement.

Code	Description
DTR_PREP	Tamisage et pulvérisation en plusieurs étapes.
DTR_FeRec	Récupération du fer DTR.
ME_XRF21h/c/t	Analyse XRF sur différentes fractions DTR (tête, concentré, queue). échantillons de 0,7 g chacun
OA-GRA05xh/xc/xt	Perte par calcination signalée dans le cadre de cette méthode.
Fe-VOL05	Fer ferreux par titrage (FeO ; 0,01-100 %). Échantillon de 1 g
MAG-DTR	Récupération de la fraction magnétique par DTR

Sensibilité magnétique

La sensibilité magnétique (Mag-Sus) est une mesure sans dimension de la magnétisation d’un matériau dans un champ magnétique. La mesure correspond fonctionnellement à la proportion de l’échantillon qui est magnétique. Il s’agit souvent d’une estimation de la teneur en magnétite, mais d’autres minéraux ferromagnétiques, comme la maghémite et l’ilménite (FeTiO 3), sont également magnétiques et seront inclus dans le total.

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