Industrie minière : une réduction possible des émissions de CO2 grâce à une meilleure caractérisation du minerai de fer

Nécessaire pour répondre à la demande croissante en métaux, l’industrie minière reste toutefois très polluante. Une nouvelle étude révèle comment une meilleure caractérisation des différents types de minerais de fer peut permettre une optimisation des procédés métallurgiques et donc une réduction du coût environnemental.

Une optimisation de la chaine de traitement du minerai nécessaire pour réduire les émissions de CO₂

L’industrie minière fait aujourd’hui face à un double challenge : réduire ses émissions de gaz à effet de serre tout en répondant à la demande toujours croissante en métaux. 12 kg de CO₂ sont en effet émis pour chaque tonne de minerais de fer extraite puis traitée, le chargement et le transport représentant près de la moitié de ce budget carbone. Un budget qui pourrait être notablement réduit en augmentant le rendement de cette industrie par le biais d’une meilleure sélection du minerai avant transport et traitement.

Le minerais de fer peut être en effet de qualité très diverse. La magnétite, dont la teneur en fer est particulièrement élevée, représente ainsi l’un des minerais de fer les plus intéressants. Or, l’appauvrissement progressif des gisements parallèlement à la forte augmentation de la demande ont entrainé ces dernières années l’utilisation de plus en plus importante de minerais de moindre qualité, dont le traitement est donc plus polluant.

La réduction de ce coût environnemental nécessite donc une valorisation de ce minerai, ce qui implique la mise en œuvre d’une série de procédés requérant toutefois une meilleure compréhension des propriétés physicochimiques et de la minéralogie des différents minerais de fer disponibles.

L’extraction, le transport et le traitement du minerai de fer émettent d’importantes quantités de CO2. Une pollution qui pourrait être réduite par une optimisation des procédés métallurgiques en fonction des types de minerais © sarangib, Pixabay

Une caractérisation plus précise des différents types d’oxydes de fer

Dans une nouvelle étude, une équipe de chercheurs s’est donc intéressée à la caractérisation des minerais de fer retrouvés au niveau du complexe de Takab dans le nord de l’Iran et des fers rubanés d’Afrique du Sud. Les résultats ont été publiés dans la revue Material Proceedings.

Les analyses minéralogiques et chimiques ont été réalisées grâce à des outils classiques habituellement utilisés en laboratoire pour évaluer la qualité du minerai, tels que la microscopie optique et électronique (SEM), l’analyse par microsonde électronique (EMPA), la diffraction par rétrodiffusion des électrons et les analyses géochimiques, mais également par des outils nouvellement appliqués à ce domaine d’étude, tels la transmission de rayon X à double énergie (DE-XRT) et la tomodensitométrie (CT). L’étude montre comment la combinaison de ces méthodes analytiques permet de catégoriser précisément les différents types d’oxydes de fer et donc d’optimiser le traitement du minerai. Les caractéristiques ainsi obtenues sont utiles pour orienter le plus judicieusement possible les étapes d’exploration et d’extraction, afin de réduire les volumes de minerai sans valeur et de déchets. La caractérisation précise des différents oxydes de fer devrait permettre également d’affiner les paramètres de traitement de ces minéraux et donc d’optimiser le coût de ce procédé.

Brève rédigée par Morgane Gillard

Pour en savoir plus : Orberger, B.; Wagner, C.; Boudouma, O.; Rividi, N.; Bauer, C.; Wagner, R.; Nabatian, G.; Honarmand, M.; Monsef, I. Magnetite–Hematite Characterization at Micron Scale with Implications for Metallurgical Processing and Decarbonization. Mater. Proc. 2023, 15, 37.

https://doi.org/10.3390/materproc2023015037