Mai 2017    Imprimer cet article

Le bouletage des minéraux de fer doit-il être associé à « mines » ou à « métallurgie » ?

Louis Bienvenu, ingénieur minier
Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles

Dans le cadre du processus de production de l’acier, on peut considérer les deux étapes suivantes : l’extraction du minerai de fer et sa transformation en acier. Le bouletage quant à lui, il se situe où? Est-ce une activité minière ou de transformation?

Définissons d’abord les principaux termes

Le minerai de fer est la roche qui est extraite de la mine et qui contient des minéraux de fer en proportion suffisamment intéressante pour en justifier l'exploitation. Il contient également d’autres minéraux, que l’on appelle la gangue.

Les minéraux de fer sont des solides naturels homogènes (molécules) avec une structure atomique ordonnée et une composition chimique définie. Par exemple, l’hématite (Fe2O3) et la magnétite (Fe3O4) sont des minéraux de fer.

Le processus de traitement du minerai, appelé aussi minéralurgie, est un ensemble de techniques physiques qui permettent de libérer et de séparer les grains (minéraux) dans un minerai et de faire des concentrés des minéraux utiles. Pour le fer, ces minéraux seront vendus en vrac ou bouletés avant d’être vendus. Le traitement du minerai ne modifie pas la composition chimique des minéraux le constituant.

La transformation des minéraux (métallurgie) est un ensemble de procédés chimiques qui permettent de décomposer les minéraux (présents dans le concentré) pour en extraire des métaux. Cette décomposition se fait en utilisant la chaleur, l’électricité ou des produits chimiques spécifiques. La transformation détruit la formulation chimique des minéraux. Par exemple, elle brise la molécule d’hématite pour récupérer le fer et en faire de l’acier.

Le bouletage

Le bouletage des minéraux de fer est un conditionnement réalisé par les mines, pour une utilisation directe dans les hauts-fourneaux ou les usines de réduction directe. La mise en boulettes des minéraux de fer permet un meilleur rendement des hauts-fourneaux en facilitant la circulation d’air et des gaz entre les différents constituants de la charge des hauts-fourneaux.

Historiquement, la matière première pour les hauts-fourneaux était le minerai de fer en morceaux provenant de gisements à haute teneur. Lors de l'extraction de ces morceaux, de grandes quantités de minerai fin étaient générées et rejetées, ne pouvant pas être utilisées dans les hauts-fourneaux.

La diminution de la disponibilité de ce type de minerai de fer a forcé le développement de procédés d’agglomération des particules fines afin de répondre à la demande des hauts-fourneaux1. La diminution du nombre de gisements de haute teneur a également mené à l'exploitation de gisements de minerais à plus basse teneur, dont les gisements de taconite qui étaient, jusque-là, laissés de côté. Toutefois, ce minerai nécessitait du broyage pour libérer les grains et le concentrer. Les grains ainsi obtenus étant très fins, ils devaient être agglomérés pour être utilisé dans les hauts-fourneaux, ce qui a conduit à l'élaboration du processus de bouletage.

Pour fabriquer des boulettes, le concentré de minéraux est d'abord finement broyé pour pouvoir en retirer le maximum de la gangue stérile. Puis, il est mélangé avec des additifs pour obtenir la composition chimique désirée et pour assurer la cohésion des grains au moment de l'étape de la mise en boulettes. Le mélange obtenu est mis en boulettes par l’action rotative d’un disque ou d’un tambour. Finalement, les boulettes sont cuites dans des fours pour les rendre assez dures pour être manipulées et envoyées vers les hauts-fourneaux. La cuisson ne modifie pas la structure interne des grains d’oxydes de fer. Il ne s’agit pas d’une transformation proprement dite.

Comment est considéré le bouletage

La Loi sur les mines ne définit pas spécifiquement l’activité de bouletage des minéraux de fer si ce n’est pour donner des directives à ceux qui doivent prévoir des plans de restauration des parcs de résidus des usines de bouletage2.

Cependant, l’article 101 de la Loi sur les mines prévoit certaines conditions pour l’obtention et le renouvellement d’un bail minier. Ainsi, la demande de bail doit dorénavant être accompagnée d’une étude d’opportunité économique et de marché pour la transformation au Québec de la substance visée par l’exploitation. Afin d’aider les promoteurs miniers à rédiger cette étude, le ministère de l’énergie et des Ressources naturelles (MERN) a mis en ligne un guide3 où est présenté un schéma du cycle de vie des métaux. Il y est clairement indiqué que le bouletage est associé au traitement de minerai et non pas à la transformation.

Cette approche est basée sur le système de classification SCIAN des industries de l’Amérique du Nord où le bouletage des minéraux de fer fait partie de l’extraction minière (212210  Extraction de minerais de fer)4.

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Autres références

Conclusion

Considérant la nature des activités de bouletage des minéraux de fer et la façon dont le bouletage est classé par les codes SCIAN, le Comité sectoriel de main-d’œuvre de l’industrie des mines, la Loi sur les mines, le Règlement concernant le système de plafonnement et d’échange de droits d’émission de gaz à effet de serre et le Règlement sur la santé et la sécurité du travail dans les mines, il est recommandé de considérer et de présenter le bouletage comme faisant partie des activités d’extraction du minerai de fer et non pas des activités de transformation des minéraux de fer (sidérurgie).

1 http://ispatguru.com/iron-ore-agglomeration-processes-and-their-historical-development/

2 Règlement sur les substances autres que le pétrole, le gaz naturel et la saumure, art. 109.

3 Guide de rédaction d’une étude d’opportunité économique et de marché pour la transformation au Québec, page 1, http://mern.gouv.qc.ca/mines/publications/index.jsp

4 http://www.statcan.gc.ca/pub/12-501-x/12-501-x2016001-fra.pdf, page 44.

5 Règlement no 1, Règlements généraux, CSMO-Mines.

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