Monazite grise

[MrCoCo]

Bonjour,

Je suis actuellement sur un travail concernant la monazite grise (ou authigène). Comme vous le savez peut-être, celle-ci est riche en terres rares moyennes et de faible concentration en Th et U par rapport à la monazite conventionnelle (monazite magmatique). Ceci en fait une possible cible pour l'exploitation minière lorsqu'elle se retrouve en placer ou paléoplacer.

Au cours de ma recherche bibliographique, j'ai remarqué que les auteurs donnent souvent des teneurs en monazite grise par rapport à la tonne de roche broyée, puis se contentent de dire si c'est économique ou non (sans plus d'explications).

Je suis donc à la recherche d'informations concernant les "teneurs de coupures" des placers ou paléoplacers à monazite grise. Ou bien une droite de seuil économique dans un diagramme "teneur en monazite/tonne de roche broyée" vs "volume de roche total" pour une concentration en EuO2 donnée par exemple.

Si vous avez besoins de détails n'hésitez pas !
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[Almandin]

Bonjour.

La notion de teneur de coupure est variable dans le temps, car elle dépend du contexte économique, ce qui explique probablement pourquoi les différentes publications ne précisent pas réellement la teneur de coupure. Dans une situation économique favorable, des gisements peu concentrés peuvent être économiquement rentables, tandis que dans les périodes de crise (tu as d'ailleurs des petits cycles de 4 ans dans le domaine minier) ne permettent que l'exploitation de gisements plus concentrés.
C'est pour cette raison qu'il vaut mieux pour une entreprise minière de disposer de mines à faible teneur et d'autres à teneur plus élevée pour les chacune exploiter selon le contexte économique, afin de permettre une rentabilité sur le long terme des investissements et éviter à l'entreprise de couler en période de crise.

Pour ce qui est des teneurs de coupures dans des placers à monazites, je n'ai pas malheureusement beaucoup d'infos sur le sujet. Ça dépend aussi de quel genre de placer tu étudies ; ce sont les placers en général ou bien un type particulier ? Par ailleurs, tu effectues des recherches sur les teneurs de coupure de quels éléments ? Car comme tu l'as dit, les gisements à monazite disposent de nombreux éléments exploitables par l'Homme.

[Tawahi-Kiwi]

Je suis donc à la recherche d'informations concernant les "teneurs de coupures" des placers ou paléoplacers à monazite grise. Ou bien une droite de seuil économique dans un diagramme "teneur en monazite/tonne de roche broyée" vs "volume de roche total" pour une concentration en EuO2 donnée par exemple.

Le cas de sources de terres rares, que ce soit apatite, allanite, xenotime ou monazite (ou autres phases plus exotiques), est particulier car il est difficile de faire une etude generale comparative et eviter le detail de toutes les terres rares et considerer comment elles se comportent independamment les unes des autres.

Dans un premier lieu, le marche des terres rares est assez volatil, en plein boom au debut des annees 2010..., il s'est considerablement contracte ces deux dernieres annees, a l'exception des HREE. Comme Almandin le dit, d'un point de vue economique, ce qui est exploitable et rentable a une epoque, ne l'est pas forcement quelques annees plus tard.

L'autre probleme est qu'un terre rare n'est jamais exploitee seule. De meme que des gisements de cuivre, par exemple, ne sont parfois rentables que lorsque l'on considere l'argent comme co-produit; cet etat de fait est particulierement vrai pour les terres rares. Pour donner une idee generale, les concentrations sont souvent donnees en ΣREE (en sachant que la plupart des gisements ont souvent une distribution classique culminant pour le cerium). Si la distribution des REE est differente (dans le cas de monazites metamorphiques), alors cela doit etre considere dans la comparaison des gisements.

Concernant les prix, et donc la rentabilite, la distribution des REE a toute son importance. Les LREE depasse rarement les 200$/kg, les MREE (Dy, Tb) peuvent monter a >1000$/kg; l'europium est encore plus eleve.
La distribution des REE doit donc etre consideree pour modeliser une rentabilite et une comparaison entre gisements.

Finalement, les teneurs en europium ne sont certainement pas le bon element de reference. L'europium est la seule terre rare frequemment trouvee sous forme 2+, et en consequence, il est frequent d'avoir des anomalies negatives ou positives dans les monazites. Tu pourrais donc surestimer ou sousestimer le gisement en te concentrant sur l'europium.

Malheureusement, tout les gisements de terres rares que je connais sont d'origine magmatique ou lateritique. Je ne peux donc pas trop t'aider pour sourcer l'information de placers d'origine metamorphique.

T-K

[aldo09]

Bonjour,
La teneur permettant l'exploitation de tout minerai dépend de plusieurs facteurs :

-1- Type de gisement (filonien (roche massive compacte) - placer (sable et grès non consolidés)
-2- La teneur du minéral recherché dans le gisement
-2- Épaisseur de stérile éventuellement à enlever
-3- Écologie du site à exploiter avec coût du réaménagement ultérieur
-4- Présence d'autres minéraux exploitables dans le même gisement qui permettraient une meilleure valorisation
-5- Présence de minéraux ou d'éléments nocifs qu'il faudra stocker (U - Th).
-6- Accès au gisement et problèmes de transport

La teneur à partir de laquelle un gisement est rentable ou pas, nécessite d'estimer tous les coûts liés à l'exploitation, paramètres
qui changent d'un gisement à l'autre, et va dépendre en plus de la variation des cours du minerai en question.

[A voir en vidéo sur Futura]

[MrCoCo]

Merci pour vos réponses, je vais les prendre en compte.

Cependant je vais vous donner quelques informations supplémentaires :

1) En ce qui concerne la valeur économique, il est vrai que celle-ci fluctue suivant les années. Cependant comparer le marché des terres rares dans les années 70-80 (années des publications parlant de placers économique, ex: Donnot et al., 1973) à maintenant et vous verrez que la tendance (serte en dents de scie) n'a fait qu'augmenter.

2)

Finalement, les teneurs en europium ne sont certainement pas le bon élément de référence. L'europium est la seule terre rare fréquemment trouvée sous forme 2+, et en conséquence, il est fréquent d'avoir des anomalies négatives ou positives dans les monazites. Tu pourrais donc surestimer ou sous estimer le gisement en te concentrant sur l'europium.

La monazite grise est justement connue pour être fort enrichie en MREE. Le spectre de terres rares obtenu est généralement en forme de cloche. Une concentration typique en EuO2 au sein de la monazite grise est de 0.5% !

3) En ce qui concerne la [Th], celle-ci est 12 à 17 fois moins élevée que dans une monazite magmatique. C'est d’ailleurs en grande partie à cause de cette forte concentration en éléments radioactifs que l'exploitation (pour les REE) des placers et paléoplacers à monazite magmatique a été arrêté.

-1- Type de gisement (filonien (roche massive compacte) - placer (sable et grès non consolidés)
-2- La teneur du minéral recherché dans le gisement
-2- Épaisseur de stérile éventuellement à enlever
-3- Écologie du site à exploiter avec coût du réaménagement ultérieur
-4- Présence d'autres minéraux exploitables dans le même gisement qui permettraient une meilleure valorisation
-5- Présence de minéraux ou d'éléments nocifs qu'il faudra stocker (U - Th).
-6- Accès au gisement et problèmes de transport

En fait, voulant des valeurs qui fluctues en fonction des teneurs du minéral par rapport au volume de roche total, je ne peux répondre à tous ces facteurs.

Ce que j'aimerais avoir comme informations est de l'ordre de la valeur model, pour avoir une idée purement qualitative et non quantitative.

Par exemple, si j'ai un paléoplacers contenant :

- Des graviers et sables non consolidés;
- Monazite grise avec moins de 1% de Th et Sm (3.6 wt%) ; Eu (0.62 wt%) ; Gd (1.88 wt%) (Burnotte et al., 1989);
- La monazite représente 35-40% des minéraux lourds (zircons, xénotime et oxydes en tout genre);
- Le paléoplacers est à l'affleurement;
- Les routes sont déjà là et parfois le paléoplacer se trouve aussi en carrière;
- Dernier point qui n'en est pas des moindres ==> C'est en Europe.

Et donc à partir de ça, qu'elle est la teneur de monazite grise en fonction du volume de roche totale qui est économiquement rentable?

Je sais que la question n'est pas des plus aisées et qu'il faudrait introduire beaucoup de paramètres en plus (qui changent vite en Europe) pour obtenir des valeurs purement quantitatives. Cependant pour le moment seul des valeurs "model" m’intéressent. Si vous avez des valeurs provenant de la biblio ou bien d'un cas similaire, ça me va, je referai le calcul avec mes propres valeurs.

Je vous remercie grandement pour votre intérêt.

[Tawahi-Kiwi]

La monazite grise est justement connue pour être fort enrichie en MREE. Le spectre de terres rares obtenu est généralement en forme de cloche. Une concentration typique en EuO2 au sein de la monazite grise est de 0.5% !

Sous forme de cloche oui (pas le choix au niveau cristallochimique si il y a appauvrissement en LREE), mais l'europium sera fortement dependant du EuO/Eu₂O₃ et des anomalies en resultant. J'ai des dizaines d'exemples de monazites metamorphiques qui ont des anomalies Eu en tout genre. Donc de mon point de vue (car la logique geochimique des geologues economistes laisse souvent a desirer), se baser sur la teneur en Eu pour comparer des gisements est une erreur. Eu* serait le minimum valable. Gd, ΣREE, ± tout le reste est certainement mieux.

Si c'est pour un seul gisement, et qu'il est clair que la monazite est homogene et qu'elle ne montre pas d'anomalie, alors, dans ce seul cas, Eu peut etre utiliser comme proxy.

T-K

[aldo09]

Re-bonjour,

Tout est une question d'argent et la teneur minimale viable pour la monazite grise est étroitement liée à son prix de vente ou d'achat.
Il faudrait tout d'abord savoir s'il y a actuellement des exploitations de monazite grise à travers le monde, ce qui permettrait d’évaluer son prix.

Dans le cas présent, un placer de sable et gravier, le calcul peut se faire différemment.
Il faut considérer que l'on va exploiter une carrière de sable et gravier qui contient des minéraux lourds. La base économique de l'exploitation se fait alors sur l'extraction et le traitement traditionnel du sable et gravier par criblage-tamisage et lavage.
A cette installation classique on peut ajouter des cyclones pour le traitement gravimétrique du sable et ce pour en extraire les minéraux lourds.
Les cyclones utilisent de l'eau, il faut donc en plus prévoir des bassins de décantation.
Cette méthode peut avoir l'avantage de ne pas engager des fonds importants pour la seule monazite dont les concentrations doivent être variable, mais d'avoir une production quasi-constante de sable et gravier tout en stockant les minéraux lourds pour traitement ultérieur. Les minéraux lourds sont alors considérés comme une production accessoire qui permet d'obtenir de la valeur ajoutée au produit principal.

Le deuxième point, et non des moindres, est bien sur la séparation des différents minéraux lourds entre eux, mais surtout, le traitement physico-chimique de la monazite pour l'extraction de ses terres-rares. Je ne sais pas si Rhodia-Solvay le fait toujours.

A mon avis, la première chose à faire serait d’évaluer la teneur en minéraux lourds du gisement afin de se faire une idée des quantités pouvant être produites dans les conditions normales d'autorisation des tonnages extraits.

[MrCoCo]

Je vous remercie.

T-K, effectivement je comprend le problème de l'Europium. Je vais essayé de travailler à partir des ΣREE.

aldo09, je vois ce que vous voulez dire. Je vais essayé dans un premier temps de voir si les sables et graviers sont valorisables ou non (ils sont assez hétérogènes).