Déshydratation et extraction d’uranium par échange d’ions

Clean TeQ Water et Aura Energy ont intégré leurs technologies exclusives de séparation solide-liquide et d’extraction par échange d’ions dans l’étude de faisabilité bancaire du projet d’uranium de Tiris, en Mauritanie. Cette collaboration industrielle établit un schéma de traitement hydrométallurgique optimisé, reposant sur le conditionnement chimique des boues et l’échange d’ions continu pour traiter les minerais uranifères de type calcrète avant le déploiement de l’ingénierie commerciale.

Contraintes du traitement des minerais dans les opérations de lixiviation en milieu aride
L’extraction de l’uranium à partir de gisements de carnotite présente d’importants goulots d’étranglement opérationnels lors de la séparation solide-liquide après lixiviation, en raison de la présence de minéraux argileux ultrafins dans la gangue. Ces particules ultrafines colmatent les toiles filtrantes, entraînent des débits de filtration irréguliers et nécessitent d’importants volumes d’eau douce pour le lavage des gâteaux de filtration.

Les installations traditionnelles de filtration sous pression nécessitent des programmes de maintenance mécanique complexes et consomment beaucoup d’énergie. Aura Energy recherchait une autre configuration d’extraction minière permettant d'obtenir un taux élevé de récupération de l'uranium soluble, de fonctionner dans des conditions désertiques où l’eau est une ressource limitée et de produire des résidus suffisamment secs pour être stockés en piles et directement réutilisés pour le remblayage des fosses minières.

Architecture technique et configuration des équipements
Clean TeQ Water a fourni deux technologies de traitement intégrées pour remplacer les solutions initialement envisagées, à savoir des filtres-presses haute pression et des colonnes d’échange d’ions à lit fixe.

Le système de déshydratation ATA conditionne la boue lixiviée par l’ajout contrôlé de deux polymères avant filtration. Ce mécanisme chimique agglomère les fines particules d’argile sur les grains de sable plus grossiers, créant ainsi un gâteau granulaire drainant qui conserve sa porosité sous vide mécanique. Le matériau conditionné passe ensuite sur trois filtres à bande horizontale sous vide fonctionnant en parallèle, qui assurent la séparation solide-liquide et un lavage à contre-courant en quatre étapes, sans nécessiter d’eau douce. Les étapes de lavage utilisent une liqueur appauvrie diluée provenant directement du système d’échange d’ions en aval.

Pour l’extraction des métaux, Clean TeQ Water a fourni un système d’échange d’ions continu à lit mobile (MBIX). Cette configuration fait circuler une résine fonctionnelle à contre-courant de la solution de lixiviation chargée en uranium, à travers plusieurs colonnes. Le mouvement continu permet de traiter des concentrations plus élevées de matières en suspension sans colmatage des colonnes, d'optimiser la capacité de chargement de la résine, de réduire les volumes de réactifs d’élution et de produire une solution d’uranium de haute teneur destinée aux unités de précipitation finales.

Validation du schéma de traitement et réalisation du programme pilote
Aura Energy exploite l’installation pilote optimisée de Tiris à Bir Moghrein afin de traiter un échantillon représentatif de 80 tonnes de minerai couvrant les principaux domaines géologiques. Clean TeQ Water fournit les unités pilotes modulaires ATA et MBIX montées sur skids, ainsi qu’une assistance technique en ingénierie des procédés sur site.

Les essais analytiques réalisés sur des échantillons représentatifs de boues ont permis de valider les principaux paramètres de traitement.

« L’ATA était la seule solution de déshydratation après lixiviation testée qui s’est révélée fiable sur l’ensemble de la variabilité des minerais de Tiris, en assurant la séparation et le lavage en une seule étape », selon les évaluations techniques de l’étude.

Les essais de laboratoire en contre-courant ont permis de récupérer jusqu’à 97,8 % de l’uranium soluble. Le gâteau de filtration obtenu présentait une teneur en solides de 67 %, portée à 79 % grâce à une consolidation mécanique assistée par vibrations, permettant une élimination à sec sécurisée dans les fosses à ciel ouvert déjà exploitées.

Le schéma de traitement simplifie également la configuration des équipements en remplaçant treize filtres-presses conventionnels par trois filtres à bande horizontale.

Publié avec l’assistance de l’IA par Aishwarya Mambet, rédactrice pour Induportals.

www.cleanteqwater.com