Technologie XRF portable et charbon : exploitation minière, contrôle de teneur, stratégies de mélange et traitement

La capacité de la technologie pXRF à mesurer les éléments légers clés (à savoir le soufre (S), le silicium (Si) et l’aluminium (Al)) a rendu l’utilisation de ces analyseurs indispensable à la prise de décision quotidienne. Les décisions sont basées sur la mesure directe du soufre et sur la capacité d’estimer à la fois la teneur en cendres et les valeurs calorifiques basées sur la somme de la fraction des éléments majeurs légers et inorganiques, à savoir le magnésium (Mg), le silicium (Si), l’aluminium (Al), le potassium (K), calcium (Ca) et fer (Fe). Les possibilités et les applications de la technologie pXRF se trouvent dans les activités et le traitement du charbon thermique et du charbon à coke.

De plus, la technologie pXRF mesure plus de 30 éléments instantanément, ce qui permet de caractériser la teneur en éléments traces, d’utiliser la lithogéochimie pour corréler la stratigraphie et d’identifier des horizons repères dans les veines de charbon individuelles et la géologie environnante. L’utilisation de la technologie pXRF peut être bénéfique sur l’ensemble de la chaîne de valeur minière, en commençant par les activités de forage d’exploration, les opérations de contrôle de routine de la teneur dans les mines existantes, ainsi que le traitement des minéraux en aval et la livraison du produit final.

Les données en temps réel permettent de prendre des décisions en temps réel, d’améliorer la productivité et de réaliser des économies grâce à une meilleure utilisation des équipements et du personnel. Les avantages de la mise en œuvre d’un programme pXRF réussi ont été démontrés dans de nombreuses activités minières de routine, notamment :

• Aide à l’exploration précoce dès les premières étapes du travail sur le terrain.
• Optimisation des activités de forage — prolongement ou achèvement des trous plus efficacement et économie sur les coûts de mobilisation et de forage supplémentaires
• Meilleure caractérisation du minerai/des déchets lors des activités de repérage du minerai et meilleure optimisation du déroulement des activités minières grâce au mélange et au contrôle des stocks
• Aide à la cartographie et à la définition visuelle du corps minéralisé
• Raffinement et mise au point du contrôle du processus minier, du processus de décisions et d’enquêtes métallurgiques
• Analyse rapide sur le terrain du produit final à tout moment
• Caractérisation des déchets, y compris la désignation du drainage minier acide (DMA) et gestion des matériaux

Performances analytiques et applications

Les analyseurs pXRF de dernière génération d’Olympus intègrent de nombreuses fonctionnalités avancées qui offrent d’excellents résultats en temps quasi réel. Ces analyseurs intègrent des tubes à rayons X dotés d’une anode en rhodium (Rh) à commande numérique, des roues porte-filtres automatiques multipositions et des détecteurs au silicium à diffusion (SDD) à grande surface couplés à la technologie exclusive Axon Technology™ offrant un taux de comptage élevé. Ces caractéristiques permettent d’obtenir des résultats précis et exacts, des durées d’analyse plus courtes, des limites de détection plus basses et des performances améliorées pour les éléments plus légers (Mg, Al, Si, P S), lesquels sont importants pour l’industrie du charbon.

Le spécialiste en géologie houillère dispose d’une gamme d’outils géochimiques différents, notamment :

• Géochimie presque complète de la roche entière, couvrant la plupart des éléments majeurs et traces importants utilisés pour la lithogéochimie et le typage des roches
• Analyse directe du soufre, ce qui permet d’éviter les techniques lentes et coûteuses au moyen de fours
• Possibilité d’utiliser des indicateurs d’éléments légers pour estimer la teneur en cendres (rendement en cendres) et, souvent, pour calculer indirectement la valeur calorifique

Les figures 1 et 2 montrent les résultats obtenus pour un vaste ensemble d’échantillons de charbon divers (matériaux de référence certifiés). La figure 1 montre comment un indicateur combiné d’éléments légers, ainsi que la silice seule, peut être utilisé efficacement pour estimer la teneur en cendres (rendement en cendres).

Études d’orientation réalisées par Sebuku et Jembayan

Les mines de charbon thermique de classe mondiale de Sebuku et Jembayan sont situées à Kalimantan, en Indonésie. En raison de l’éloignement et de l’ampleur des opérations, il était nécessaire de tester de nouvelles méthodes pour déterminer la classification du charbon plus rapidement, en temps quasi réel. Le travail d’orientation pXRF a été entrepris sur les fronts de taille et les stocks de matériaux afin de développer une méthode d’estimation de la teneur directe en soufre et du rendement en cendres dans le cadre des activités de routine de l’exploitation minière. Le charbon viable est ensuite mélangé et lavé sur place pour l’obtention de la bonne qualité avant d’être chargé sur des barges et d’être expédié vers les grandes centrales thermiques de la région. La figure 3 montre certaines des données d’orientation développées par l’équipe de géologie à Sebuku et Jembayan au début de ce projet et présente une bonne concordance entre les résultats pXRF, la teneur en soufre et en cendres et la valeur calorifique

 

Figure 3. Données utilisées pour évaluer l’efficacité de la technologie XRF portable à la mine de Sebuku. Le graphique du haut montre les résultats pXRF par rapport à ceux du laboratoire pour la teneur directe en soufre, le graphique du milieu compare la teneur en cendres et en Si + Al obtenue en laboratoire, et le graphique du bas illustre la tendance entre la teneur en cendres obtenue en laboratoire et la valeur calorifique.