Chapitre 4 ; Description du complexe métallurgique

Description du complexe mÉtallurgique 1 Présentation d'ensemble du procédé Le schéma général de procédé, représenté sur le dessin 66024-A0-F-A02
(Annexe 20), illustre les composantes principales et les opérations
unitaires nécessaires pour produire du magnésium de grande pureté à partir
d'un résidu minier provenant de la première transformation du minerai de
serpentine, et contenant environ 24 % de magnésium. L'usine de magnésium envisagée produira annuellement 58 000 tonnes de
magnésium sous forme de lingots de magnésium pur ou d'alliage avec de
l'aluminium, du zinc, et autres métaux. La capacité nominale de l'usine
est de 58 000 tonnes par année. Par contre, la capacité théorique de
l'usine est supérieure, soit environ 64 000 tonnes par année. Ainsi, si
toutes les conditions étaient optimales, en théorie, l'usine pourrait
produire environ 6 000 tonnes de plus de magnésium que la capacité
nominale, qui elle tient compte des arrêts, des travaux d'entretien. Aux
fins des évaluations, la capacité nominale est utilisée. Les principales opérations de ce procédé auront déjà fait l'objet d'études
et d'essais à l'usine pilote Magnola, au Centre de technologie Noranda, au
Centre de recherche minérale du Québec ou chez des fournisseurs
d'équipements. Le procédé comprend quatre secteurs, et une série d'étapes qui sont
présentées sommairement ci-après et décrites de façon plus détaillée à la
section 4.2.
1 Secteur I : Transformation de la matière première en saumure purifiée Le secteur I comprend la transformation de la matière première en une
saumure purifiée contenant environ 28 % de chlorure de magnésium. Ce
secteur inclut les étapes suivantes : 1. Préparation de la matière première
La serpentine peut provenir de deux sources : soit les concentrateurs 5
et 6 de l'usine JM Asbestos Inc. ou les haldes de résidus existants. La
serpentine en provenance des concentrateurs de JM Asbestos Inc. est la
source de matière première privilégiée puisqu'elle est déjà produite à la
granulométrie requise pour le procédé. À moins d'imprévus dans la
production de l'usine JM Asbestos Inc., les concentrateurs devraient être
la seule source d'approvisionnement de MMI pour au moins les 20
prochaines années. 2. Lixiviation et neutralisation
La serpentine subit une lixiviation, ce qui permet de mettre en solution
le magnésium, ainsi que certaines impuretés, sous la forme d'une saumure. 3. Purification de la saumure
La saumure est débarrassée de la plus grande partie de ses impuretés. 2 Secteur II : Transformation de la saumure en granules et régénération du
chlore et de l'acide chlorhydrique Le secteur II consiste en la transformation de la saumure de chlorure de
magnésium produite au secteur I en granules de chlorure de magnésium
dihydraté, ainsi qu'en la production et la régénération du chlore et de
l'acide chlorhydrique. L'épuration humide des gaz produits par les
opérations fait aussi partie du secteur II. Ce secteur comprend les étapes
suivantes : 4. Concentration et séchage de la saumure
La saumure purifiée est concentrée puis séchée en lit fluidisé pour
produire des granules de chlorure de magnésium dihydraté. 5. Régénération du chlore
Le chlore libéré par l'électrolyse est nettoyé afin d'y enlever les
poussières permettant ainsi son utilisation pour la synthèse du chlorure
d'hydrogène. 6. Trempe thermique
Le chlorure d'hydrogène s'échappant des unités de chloruration est
condensé sous forme d'acide chlorhydrique pour être recirculé vers le
procédé de lixiviation. 7. Synthèse du chlorure d'hydrogène
Le chlorure d'hydrogène nécessaire pour la lixiviation et la chloruration
est produit à l'aide de chlore et d'hydrogène. 8. Reformage du gaz naturel pour la production d'hydrogène
L'hydrogène utilisé pour la synthèse du chlorure d'hydrogène est fabriqué
sur place à partir de gaz naturel. 9. Épurateurs humides
Les épurateurs humides, utilisant de l'eau ou de la soude caustique,
permettent de nettoyer les gaz avant leur rejet à l'atmosphère. 10. Production d'électricité
Des turbines permettent de produire les gaz chauds requis pour le séchage
de la saumure, et aussi d'obtenir un apport d'énergie électrique utile à
l'opération et aux situations d'urgence.
3 Secteur III : Transformation des granules en magnésium métal Le secteur III consiste en la transformation des granules de chlorure de
magnésium dihydraté en magnésium métal, qui est ensuite coulé en lingots
purs ou d'alliages. 11. Chloruration
Les granules de chlorure de magnésium dihydraté sont fondus dans un four
où est recirculé l'électrolyte provenant de la cellule d'électrolyse.
L'oxyde de magnésium résiduel est transformé en chlorure de magnésium,
par l'ajout de chlorure d'hydrogène. 12. Électrolyse
Le chlorure de magnésium est transformé par électrolyse en magnésium
métal en fusion et en chlore gazeux. 13. Coulée
Le magnésium en fusion est affiné et coulé soit en lingots, billettes ou
barres de magnésium pur, ou d'alliages de magnésium avec du zinc, de
l'aluminium, du manganèse ou autres.
4 Secteur IV : Services Le secteur IV comprend tous les services, incluant l'approvisionnement et
le traitement de l'eau de procédé et l'eau de refroidissement,
l'entreposage et l'alimentation en réactifs solides, liquides et gazeux
ainsi que le traitement et la gestion des effluents solides et liquides.
2 Description des étapes du procédé Chacune des étapes du procédé, ainsi que leurs caractéristiques de
conception et d'exploitation permettant de minimiser les rejets sont
décrites dans cette section. Cela comprend les mesures de récupération, de
valorisation et de gestion des rejets intégrées à la conception même du
procédé. Cette section doit être lue en consultant simultanément
l'annexe 20, qui présente les schémas de chacune des étapes du procédé. La
gestion des rejets du procédé est décrite au chapitre 5.
1 Préparation de la matière première : Dessin n°66024-E0-F-A01
1 Source d'alimentation La serpentine utilisée dans le procédé peut provenir de 2 sources:
1. Les moulins 5 et 6 de l'usine de JM Asbestos Inc.;
2. Les haldes de résidus de JM Asbestos Inc. que MMI projette d'acquérir.
1 Serpentine provenant des moulins de JM Asbestos Inc. La serpentine en provenance des moulins de JM Asbestos Inc. est la source
de matière première privilégiée puisque sa granulométrie est celle requise
pour le procédé. Par conséquent, la serpentine est utilisée tel quel,
après entreposage, directement à l'étape de préparation d'une suspension
(section 4.2.1.2). Cette situation se prolongera pour au moins les 20 prochaines années,
puisque JM Asbestos Inc. planifie une opération qui durerait encore
plusieurs années. Une réserve de contingence d'environ 400 000 tonnes de serpentine provenant
directement des concentrateurs 5 et 6 sera réalisée afin de combler les
besoins de MMI pendant les périodes où l'usine JM Asbestos Inc. n'est pas
opérationnelle. Ce tas de résidus sera placé dans une dépression existante
dans les haldes. La quantité de serpentine utilisée comprend 370 000 tonnes utiles pour un
an d'opération et 30 000 tonnes supplémentaires requises pour combler les 4
semaines d'arrêt annuel de l'usine JM Asbestos Inc.
2 Serpentine provenant des haldes de JM Asbestos Inc. La serpentine en provenance des haldes de JM Asbestos Inc. ne sera utilisée
que si la serpentine provenant des concentrateurs n'est pas disponible. La
granulométrie de la serpentine provenant des haldes n'est pas adéquate pour
le procédé; par conséquent, des étapes de broyage et de concassage seront
requises pour obtenir une granulométrie satisfaisante. Bien que la source d'alimentation privilégiée est la serpentine en
provenance des concentrateurs, à long terme, les haldes seraient
exploitées. Conceptuellement, cette exploitation, à ciel ouvert, pourrait
prendre la forme suivante. Le secteur d'exploitation serait contigu au bassin de disposition des
résidus de lixiviation afin de réduire les besoins de construction et
d'entretien d'infrastructures. Un couloir d'une largeur d'environ 90 m
serait laissé entre le pied de la digue de retenue et la ligne
d'exploitation pour donner l'espace nécessaire pour le rehaussement
éventuel de la digue du bassin de disposition des résidus de lixiviation. Pour les besoins de ce plan conceptuel, on a supposé une demande de résidus
de serpentine de 370 000 tonnes par an pour une période de dix ans suivie
par une demande de 740 000 tonnes par an pour une autre période de 10 ans. Considérant l'usage de camions d'une capacité de 35 tonnes, il s'ensuit
qu'environ deux véhicules seront requis, exécutant cinq aller-retour par
journée de huit ou neuf heures, à cinq jours par semaine. Si la demande
doublait, trois à quatre camions seraient requis. Le plan d'exploitation prévoit de miner progressivement les haldes de
résidu par bancs d'une épaisseur d'environ 4 à 6 mètres, progressant du
nord, c'est-à-dire au carrefour du chemin de service, vers le sud.
L'excavation se ferait à l'aide d'équipements conventionnels, comme par
exemple une chargeuse avec une capacité de 6 mètres cubes. On n'entrevoit,
à priorité, aucune difficulté d'excavation. Le plancher de chaque banc aura une pente d'environ 2 % afin d'évacuer
l'eau de ruissellement vers un fossé. Afin d'abattre la poussière, le
matériel et le chemin d'accès seront arrosés durant les travaux. Par
ailleurs, les préposés a