Développement d'un analyseur portatif pour l'or appliqué au secteur minier


Au Québec, environ 17 mines d'or sont en opération et des centaines d'échantillons de roches y sont prélevés quotidiennement pour être envoyés aux laboratoires pour en déterminer la teneur en or. Habituellement, un délai de 24-48 heures est nécessaire à l'obtention des résultats obligeant les opérateurs miniers à prendre des décisions opérationnelles avant de connaître les résultats. Ce projet innovateur et unique dans le monde est possible grâce à la technologie émergente de spectroscopie d'émission de plasma induit par laser (LIBS). En effet, cette dernière satisfait au besoin de l'industrie minière pour la détermination de l'or in situ, en temps réel. Le montage expérimental actuel permet des limites de détection de 0,8 et 1,5 ppm respectivement pour les échantillons riches en silice ou en fer-soufre, répondant ainsi aux besoins de l'industrie minière en termes de limite de détection (~ 1 ppm).

Il est reconnu dans la littérature que l'or a une distribution spatiale hétérogène. Il est donc très difficile d'obtenir les mêmes teneurs en or en faisant des réplicas d'analyses géochimiques sur un même échantillon. Néanmoins, les mines ont déjà connaissance de ce fait et prennent leur décision malgré cela. Ce projet a montré que la technique LIBS est très prometteuse, car la majorité des résultats LIBS présente un écart-type relatif bien souvent inférieur à celui retrouvé entre laboratoires utilisant le même protocole expérimental.

L'utilisation d'outils statistiques a permis d'établir des protocoles expérimentaux préliminaires en tenant compte de la forme du matériel analysé ainsi que de la minéralisation. Pour les échantillons de type carotte (1 à 1,50 m de long), le nombre de tirs optimal à réaliser, pour pouvoir être représentatif des échantillons, serait compris entre 1000 et 1500 tirs. Quant aux roches (dizaine de cm), le nombre de tirs optimal est de 150. En fonction du type de minéralisation, les échantillons de types veines de quartz nécessitent 1000-1500 tirs. Les échantillons de type sulfures doivent avoir un nombre de tirs supérieur à 1000 pour être représentatifs. L'usage d'un pas supérieur ou égal à 8 permet de minimiser le nombre de tirs des échantillons et ainsi diminuer le temps d'acquisition de la mesure. L'appareil portatif permettant de réaliser 20 tirs/sec, le temps d'analyse sur les différents chantiers pourra donc être, en moyenne, d'une dizaine de minutes selon la surface à analyser, rencontrant ainsi les exigences opérationnelles des mines.

Les stages réalisés dans les mines partenaires ont également permis de réaliser que le LIBS peut être aussi bien utilisé au niveau des chantiers transversaux/longitudinaux, des roches dans les godets, des carottes et des copeaux de forage, que ce soit dans les mines à ciel ouvert ou souterraines. La prise de décision pour le minage d'un chantier ne nécessitera plus l'attente des résultats 24h-48h après échantillonnage, mais peut être faite par le géologue ou le technicien une dizaine de minutes après son arrivée sur le site.

Pour la suite du projet, il serait intéressant d'analyser plus d'échantillons afin de valider les tendances observées à ce jour et de comparer les résultats obtenus avec le LIBS avec une autre technique surfacique permettant une autre validation de cette technique déjà prometteuse. La microfluorescence X est un appareil présent à l'Université Laval et pourrait permettre de faire cette comparaison surfacique, même si cette technique est très lente par rapport au LIBS. En ce qui concerne l'analyse statistique, il serait intéressant de tester la sensibilité de l'appareil dans la détermination des faibles teneurs en or, le seuil du continuum dans le choix de la courbe de calibration, afin de pouvoir valider les teneurs en or obtenues à partir du LIBS. La mise en place de l'appareil portatif permettrait de mettre en application et de tester le protocole d'échantillonnage sur une face de chantier en production.

Chercheur responsable

Marcel Laflamme, Université Laval

Équipe de recherche

  • Marc Constantin, Université Laval
  • Konstantinos Fytas, Université Laval
  • Marcel Laflamme, Université Laval
  • Mohamed Sabsabi, Institut des matériaux industriels du CNRC
  • François Vidal, Institut national de la recherche scientifique (INRS)

Durée

3 ans

Montant

300 000 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Énergie et des Ressources naturelles

Appel de propositions

Développement durable du secteur minier