L'Université d'Antofagasta au Chili lance un projet international pour développer un procédé de flottation produisant des résidus miniers sans sulfures

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche chilienne a lancé un projet de coopération internationale de trois ans visant à résoudre à la source le problème du drainage minier acide dans les déchets miniers. Ce projet est dirigé par le Dr Luis Cisternas, chercheur au Centre de technologies minières avancées (AMTC) et académicien du Département de génie chimique et de traitement des minéraux de l'Université d'Antofagasta, avec pour objectif principal de concevoir des procédés de flottation capables de produire des résidus miniers sans sulfures.

Ce projet, intitulé « Enhancing Metal Recovery Through Multiscale Analysis: From Molecular Modeling to Process Optimization in Copper Operation » (ANID ECOS250037), a été financé dans le cadre du programme de coopération scientifique ECOS-ANID 2025. L'équipe de recherche est composée de chercheurs de l'Université d'Antofagasta, du laboratoire L2CM de l'Université de Lorraine (France) et de l'Universidad del Bío-Bío, l'équipe de l'Université de Lorraine étant dirigée par le professeur Michael Badawi.

Le drainage minier acide est une solution acide produite par le contact des minéraux sulfurés présents dans les déchets miniers avec l'eau et l'oxygène, susceptible de mobiliser des métaux et de constituer un défi pour la gestion environnementale des opérations minières et des parcs à résidus. Le concept de « Solide Sans Sulfure » (Solid WithOut Sulfide, S.O.S.) proposé par l'équipe de recherche considère que les résidus miniers et autres déchets solides miniers ne devraient pas contenir de minéraux sulfurés. Le Dr Cisternas a indiqué que ce projet vise à générer des connaissances par la recherche expérimentale et la modélisation moléculaire afin de concevoir des procédés capables de produire des résidus ne contenant pas d'éléments générateurs de drainage acide, l'enjeu étant d'éliminer à la source le danger potentiel des résidus miniers plutôt que de le traiter a posteriori.

Le projet adopte une approche de recherche multi-échelle, combinant recherche expérimentale et outils de modélisation moléculaire, notamment les calculs ab initio et la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), ainsi que la conception et l'optimisation de circuits de flottation. Les chercheurs commencent par comprendre à l'échelle moléculaire les interactions entre différents minéraux et les conditions favorisant leur séparation sélective, puis utilisent ces connaissances pour concevoir des procédés de flottation plus efficaces. Cisternas souligne que la modélisation moléculaire aide à comprendre les effets d'échelle dans la séparation des mélanges de minéraux sulfurés, y compris les différences de difficulté de séparation des minéraux et les conditions favorisant une séparation sélective, connaissances qui peuvent guider la conception des circuits de flottation.

Cette approche relie les phénomènes chimiques fondamentaux aux décisions d'ingénierie, permettant de concevoir les circuits de flottation sur la base d'une compréhension approfondie des mécanismes de séparation des minéraux. Le principal résultat attendu est de favoriser la conception de circuits de flottation capables de séparer les minéraux sulfurés, de sorte que les résidus finaux ne présentent plus de potentiel de génération de drainage acide. Cisternas explique que les résidus sans sulfures sont chimiquement stables, ce qui permet d'éviter la production de substances acides et le relargage de métaux lourds associé à la lixiviation des métaux.

Le projet devrait atteindre un niveau de maturité technologique TRL 3-4 à la fin de sa période d'exécution de trois ans, c'est-à-dire un niveau de validation en laboratoire, posant les bases des étapes ultérieures de mise à l'échelle. Outre les publications scientifiques, le programme prévoit également le développement d'une base de données ouverte contenant des modèles moléculaires utiles à la communauté scientifique internationale, ainsi que la proposition de nouvelles approches pour la conception de procédés de flottation.

Les autres membres chiliens de l'équipe de recherche comprennent les Drs Ricardo Jeldres Valenzuela et Yésica Botero de l'Université d'Antofagasta, Gonzalo Quezada Escalona de l'Universidad del Bío-Bío, ainsi que les doctorants Andrés Canales Mahuzier et Grecia Villca Alarcón. Cisternas estime que si cette ligne de recherche était appliquée à l'industrie, elle transformerait la manière dont les opérations minières sont menées, en traitant le problème à la source du processus plutôt qu'en y faisant face en bout de chaîne de production.