Ecole Thematique CNRS - La vision du Mineur - 1-2

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ÉCOLE THÉMATIQUE DU CNRS
RESSOURCES MINÉRALES : LA VISION DU MINEUR
L’ÉCHANTILLONNAGE DES MINERAIS
THÉORIE ET PRATIQUE
Dr Henri SANS
OMEGA Geo-Consulting Pty Ltd - Perth, Australie
Paris 1, 2 & 3 Février 2012
L’ÉCHANTILLONNAGE
BIENVENUE
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ÉCHANTILLONNER, C’EST :
 Prélever une « partie » d’un lot de minerai
 Avec une Précision fixée et sans Biais
COMBIEN ? et COMMENT ?
(quelle masse?)
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JUSTESSE (Non Biais) vs. PRÉCISION
Bonne
précision
Bonne
précision
Bonne
justesse
Mauvaise
justesse
Mauvaise
précision
Mauvaise
précision
Bonne
justesse
Mauvaise
justesse
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EXEMPLES DE LOTS
 1m de carotte HQ soit ~ 10 kg de produit
 le godet de 10 tonnes de minerai
 un tas de 50,000 tonnes de minerai
 entrée usine : 300 t/h de minerai pendant 12h
 pulpes usine : débit de 100 m3/h, 40% solides en poids
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POURQUOI C’EST IMPORTANT ? (1)
 EXPLORATION
 MINE – USINE
 ENVIRONNEMENT

pré-mine (études d’impact), exploitation et après-mine (remise en état)
 CONTRATS COMMERCIAUX

échantillonnage contradictoire entre producteur et client
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POURQUOI C’EST IMPORTANT ? (2)
1. EXPLORATION

priorité à la gestion du risque RESSOURCE

classement de la Ressource – Supposée, Indiquée, Mesurée
 Métaux de base

quelques kg analysés pour 100 Mt de ressource ! (“Indiquée”)
 Impuretés
: minéralurgie, métallurgie, marketing !
 Gisement d’Or
: 300 - 700 kg….souvent plus !
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POURQUOI C’EST IMPORTANT ? (3)
2. MINE – USINE

phase projet : minimiser le risque de mal DIMENSIONNER l’ensemble
mine – usine

phase exploitation : priorité à la PERFORMANCE OPERATIONNELLE
 EXPLOITATION
1. Mine
2. Usine :

tri minerai - stérile

production mine

production « métal »

performance des procédés

3. Bilans


mine
usine
mine - usine
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POUR RÉUSSIR L’ÉCHANTILLONNAGE
1. THÉORIE DE P GY
2. OUTILS et ÉQUIPEMENTS
3. CONTRÔLE de QUALITÉ
4. BONNES PRATIQUES
TOUT EST IMPORTANT et NÉCESSAIRE !
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L’ÉCHANTILLONNAGE
1. La Théorie de P Gy
Autres contributeurs:
G Matheron, C O Ingamells, F Deverly, D François-Bongarçon
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ÉCHANTILLONNAGE « CORRECT »
EQUI - PROBABILITÉ !
 Un échantillonnage assurant cette propriété est dit « correct »
 Échantillonnage « correct » : garant de justesse
 S’applique aux outils d’échantillonnage
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ÉCHANTILLONNER
2 opérations principales
1.
Broyer
2.
« Quarter » après homogénéisation
Plusieurs cycles de broyage - quartage
depuis l’échantillon primaire jusqu’à la poudre (75) analysée
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ERREURS D’ÉCHANTILLONNAGE

(1)
1.
Erreur Fondamentale - EF
2.
Erreur de groupement & ségrégation - EGS
L’hétérogénéité de Constitution
2 (EF) = (

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1
ME
-
1
ML
) X IHL

EF
IHL = invariant d’hétérogénéité
~ dépend du d95 caractéristique du lot L
L’hétérogénéité de Distribution

EGS
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FORMULE SIMPLIFIÉE
2
(EF) = (
1
-
ME
1
ML
) X IHL
2 (EF) =

si ML grand
IHL
ME
IHL : dimension d’une masse ; (Log 2 , Log ME) linéaire, pente -1
Formule établie sous l’hypothèse d’équiprobabilité
Coût vs. précision
Avec 2 autres hypothèses relatives à la distribution granulo-densimétrique
du Lot et après quelques approximations,
on obtient
2 (EF) =
C x d953
ME
C : constante d’échantillonnage
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NOMOGRAMME et PROTOCOLE A B C D E F
Log
EXEMPLE
2
2 Étapes de Broyage
BC et DE
ligne de
sécurité
D
B
F
3 Étapes de Quartage
AB  2AB
A
LOT
C
CD  2CD
EF  2EF
E
Variance
d’échantillonnage totale
 Établi par étalonnage
Log ME
2T = 2AB + 2CD + 2EF
 Permet l’OPTIMISATION
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PROTOCOLE D’ÉCHANTILLONNAGE
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Carotte HQ
8 – 10 kg
EXEMPLE
Sécher 105o / 24h
B1
2.5kg
rejets
B2
rejets
1 DR1
L’effet d’un quartage imprécis
« amont » ne peut être corrigé par
des quartages précis « aval »
Broyer P95 / 1mm
500g
LM5
rejets
Broyer P95 / 2cm
2 DR2
Pulvériser P95 / 75
< 1g
Poudre
3
Analyse : XRF
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ERREURS D’ÉCHANTILLONNAGE



3.
Erreur de délimitation - ED
4.
Erreur d’extraction - EE
5.
Erreur de préparation - EP
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(2)

génèrent des BIAIS
Erreurs opératoires
ED et EE dépendent de:

la géométrie de l’OUTIL (ED, EE)

son mouvement par rapport au lot L (ED)
EP : intégrité de l’échantillon non préservée (pollution, perte, altération…)
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ERREURS D’ÉCHANTILLONNAGE
6.
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(3)
Erreur d’intégration - EI
prélèvement de l’échantillon par incréments
N incréments, 1 Échantillon et 1 Analyse
Intervalle entre
prélèvements ?
Entrée Usine
300 t/h
6h
12h
masse de l’échantillon ?
(= composite )
7.
masse de l’incrément ?
bande en
mouvement
 Broyages + Quartages + Analyse
Erreur d’analyse EA
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PRISE D’ÉCHANTILLON APRÈS DIVISION
échantillon
1, 6, 11…
1, 6…
2, 7…
3, 8…
2, 3, 4, 5, 7, 8,
9, 10, 12 ...
4, 9…
5, 10…
« Pelletées » FRACTIONNÉES
« Pelletées » DÉGÉNÉRÉES
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BANDE TRANSPORTEUSE
(1)
prélevant l’incrément
Entrée Usine
300 t/h
Système
pendulaire
bande en mouvement (= lot en écoulement)
Délimitation
correcte ?
incorrecte
correcte
bande en mouvement
correcte
bande arrêtée
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BANDE TRANSPORTEUSE
(2)
Linéarisation du tas 3D (spatial)  1D ( temporel)
système traversier
prélevant les
incréments
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L’ÉCHANTILLONNAGE
2. Les Outils et Équipements
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RÈGLES PRATIQUES
1. Bien conçus et en bon état (ED, EE)
2. Régulièrement entretenus (EP)
3. Bien installés (DE) et bien utilisés (EE, EP)
TOUT EST IMPORTANT et NÉCESSAIRE !
Les constructeurs se mobilisent pour proposer des
équipements respectant les principes énoncés par GY !
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UN EXEMPLE : LE DIVISEUR À RIFFLES
OK
A proscrire
Ce diviseur, outil « correct », donne un mauvais résultat si mal utilisé…
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UN EXEMPLE : LE DIVISEUR À RIFFLES
OK
A proscrire
Ce diviseur, outil « correct », donne un mauvais résultat si mal utilisé…
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L’ÉCHANTILLONNAGE
3. Le Contrôle de Qualité
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OBJECTIFS du CONTRÔLE DE QUALITÉ
1. Vérifier la qualité de l’échantillon primaire, de l’incrément
2. Vérifier la qualité des quartages et broyages
3. Mesurer l’importance de la pollution dans les outils - équipements
4. Vérifier que les objectifs de précision et justesse sont atteints
5. Démontrer la qualité des données (JORC)

RÉAGIR aux dérives ou résultats douteux - IMMÉDIATEMENT !

Exemple: modifier le protocole d’échantillonnage

Ou remplacer un équipement défectueux.…etc.
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MESURES DE CONTRÔLE DE QUALITÉ
Les principales mesures sont :

les standards ou MRC - pour contrôler la justesse

les doublons de quartage - pour mesurer la précision

le test de broyage - pour vérifier que le d95 cible est atteint (ex P95/2cm)
teneur

Précision
Carte de Contrôle
Exemples de
graphiques
visualisant les
résultats
LCS
10%
LCI
Temps
20
40
60
80
100%
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CONTRÔLER le PROTOCOLE (EXEMPLE)
Carotte HQ
8 – 10 kg
Contrôle de Qualité
Sécher 105o / 24h
 Blanc (stérile) 1 / 50
B1
2.5kg
rejets
B2
rejets
rejets
1 DR1
 Doublon de quartage 1 / 20
Broyer P95 / 1mm
500g
LM5
 Test de broyage 1 / 50
Broyer P95 / 2cm
2 DR2
 Test de broyage 1 / 50
Pulvériser P95 / 75
< 1g
Poudre
Analyse : XRF
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 Doublon de quartage 1 / 50
 MRC 1 / 20
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L’ÉCHANTILLONNAGE
4. Les Bonnes Pratiques
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CHAINE D’ÉCHANTILLONNAGE (EXEMPLE)
échantillon primaire
Préparer la campagne
P1
Quartage
Réaliser les sondages
P2
Valider
Mettre en banque
P6
P5
contrôle
P3
Loguer
Échantillonner
Étiqueter
P4
Expédier  laboratoire
Collecter  laboratoire
Réduction
de masse
de
qualité
Broyages
Quartages
Analyse
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FACTEURS INFLUENÇANT la QUALITÉ
Théorie de Gy
Sondeurs
Techniques de sondages
Géologues et techniciens
Techniques analytiques
Technicien de laboratoire
Contrôle de qualité
MÉTHODES
LOT
MACHINES
OPÉRATEURS
Échantillonner
Résultat
précis et juste
GÉOLOGIE
Sondeuses
Broyeurs, diviseurs
Propriétés physiques
Échantillonneurs sur bande
Hétérogénéité EF, EGS
Minéralogie
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PROFIL PERFORMANCE (EXEMPLE)
P2
P3
P4
Conforme ou > cibles
Performance
défaut (s) toléré (s)
inacceptable
Développer des indicateurs pour piloter la performance
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L’ÉCHANTILLONNAGE
EN CONCLUSION
Que voit-on dans l’Industrie ?
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EXPLORATION ET MINE
 Nomogramme établi et protocole optimisé
 Contrôle de qualité (laboratoire) en place et utilisé
 Rôle des Codes (JORC) - aspects légaux
 Classement des ressources et réserves
 Transparence, matérialité et compétence !
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USINE
 Prise de conscience
 Améliorer la crédibilité et transparence du bilan usine
 Niveau des pratiques souvent insuffisant !
 Instrumentation vs. échantillonnage
 Progrès dans l’instrumentation !
 Volonté d’améliorer l’échantillonnage suivant les principes de Gy !
 Standard  « Code of Practice for Metal Accounting »
 Projet Amira P754 (Australie + Afrique du Sud)
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L’ÉCHANTILLONNAGE des MINERAIS
MERCI DE VOTRE ATTENTION !
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