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Page de résumé pour ULgetd-10122012-145437

Auteur : Nkulu Wa Ngoie, Guy
E-mail de l'auteur : gnkulu@doct.ulg.ac.be
URN : ULgetd-10122012-145437
Langue : Français/French
Titre : Biolixiviation de la carrolite-Applications aux minerais sulfurés polymétalliques de l'Arc Cuprifère du katanga (cas des minerais de la mine de Kamoya/Kambove)
Intitulé du diplôme : Doctorat en sciences de l'ingénieur
Département : FSA - Département ArGEnCo
Jury :
Nom : Titre :
Compère, Philippe Membre du jury/Committee Member
Frenay, Jean Membre du jury/Committee Member
Mustin, Christian Membre du jury/Committee Member
Mwema Mutamba, Edouard Membre du jury/Committee Member
Pirard, Eric Président du jury/Committee Chair
Gaydardzhiev, Stoyan Promoteur/Director
Mots-clés :
  • mesophilic bacteria.
  • Arc Cuprifère du Katanga
  • Biolixiviation
  • carrolite
  • carrolite
  • minerais sulfurés polymétalliques
  • polymetallic sufide ores
  • Katanga Copperbelt
  • bactéries mésophiles. Bioleach
Date de soutenance : 2012-12-05
Type d'accès : Restreint/Intranet
Résumé :

Le présent travail porte sur la biolixiviation de la carrolite comme minéral pur et l’application de celle-ci comme technique alternative de traitement des minerais sulfurés polymétalliques de l’Arc Cuprifère du Katanga (cas de la mine de Kamoya/Kambove) en République Démocratique du Congo (RDC).

Une première étude, sur la biolixiviation de la carrolite en présence des bactéries mésophiles, a permis de mettre en évidence l’influence du pH initial (pH=1,5 ; 2,0 et 2,5), de la granulométrie (-53µm, -75+53µm, -106+75µm), de la densité de pulpe (dp=2,5 et 10) sur le pH, le potentiel d’oxydoréduction de la solution et sur le rendement de dissolution des métaux cuivre, cobalt et nickel.

Les résultats obtenus à ce stade ont montré que le pH initial, la granulométrie et la densité de la pulpe influence largement le processus de biolixiviation de la carrolite. L’évolution du pH, du potentiel d’oxydoréduction de la solution et du rendement de dissolution des métaux en fonction de ces trois paramètres au cours du temps est caractéristique de la croissance bactérienne. Une bonne activité bactérienne et des rendements de dissolution élevés des métaux sont obtenus à pH initial de 2,0, granulométrie de -53µm et densité de la pulpe de 2%.

Une deuxième étude a permis de mettre en évidence le mécanisme de dissolution des métaux cuivre, cobalt et nickel au cours de la biolixiviation. L’évolution de la population bactérienne , les observations au Microscope Optique (MO), au Microscope Electronique à Balayage (MEB), au Microscope Confocale à Balayage Laser (CLSM) des grains de carrolite en cours de biolixiviation et les analyses par spectroscopies de diffraction des rayons X (XRD) et Infrarouge à Transformée de Fourrier (FTIR) des résidus de biolixiviation nous ont permis de mettre en évidence le rôle et l’importance des bactéries fixées sur la surface des grains de carrolite d’une part et, des ions ferriques d’autre part, dans le processus de biolixiviation de la carrolite. Une forte adhésion des bactéries à la surface des grains de carrolite a été observée en début de biolixiviation jouant ainsi un rôle important dans le processus par le fait qu’elle serait à l’origine de la libération des ions ferreux en solution par un mécanisme de contact direct bactérie-minéral d’une part et à l’origine de l’oxydation des ions ferreux, du soufre élémentaire et ou des composés soufrés d’autre part, lesquels composés s’accumuleraient à la surface des grains de carrolite.

Le nombre de bactéries libres en solution augmente ensuite favorisant ainsi l’oxydation des ions ferreux en ions ferriques, lesquels ions oxydent le minéral par le mécanisme indirect. Le nombre de bactéries libres en solution et celui de bactéries fixées deviennent constants au cours du temps ce qui suggèrerait un mécanisme coopératif de biolixiviation de la carrolite.

Enfin, une étude statistique de la biolixiviation d’un concentré de Kamoya par la méthodologie de Taguchi et l’analyse de variance (ANOVA) a permis d’investiguer l’influence de différents paramètres physicochimiques ( pH initial, température, agitation, densité pulpe et temps de biolixiviation) sur l’efficience de ce processus. Les résultats obtenus à partir de cette approche statistique ont montré la possibilité de l’application de biolixiviation comme technique alternative au traitement des minerais sulfurés polymétalliques de l’Arc Cuprifère du Katanga en République Démocratique du Congo mais des investigations ultérieures faisant usage de bactéries thermophiles devront être envisagées pour améliorer les résultats obtenus.

Autre version :
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