Vale a produit environ 250 000 tonnes de sable durable, certifié pour remplacer le sable souvent extrait illégalement.

Après sept années de recherche et un investissement d'environ 50 millions de réaux, Vale a mis au point un procédé de production de sable de haute qualité destiné au secteur de la construction. L'entreprise a appliqué ce procédé à la zone d'extraction de minerai de fer du Minas Gerais, transformant ainsi les matériaux sableux qui nécessitaient auparavant la construction de barrages ou le stockage en produits finis. Ce procédé est soumis aux mêmes contrôles de qualité que la production de minerai de fer. Cette année, l'entreprise a transformé et produit environ 250 000 tonnes de sable issu d'une production durable et prévoit de les vendre ou de les donner pour la production de béton, de mortier et de ciment, ou encore pour le pavage.

M. Marcello Spinelli, vice-président exécutif de la division Minerai de fer de Vale, a déclaré que les produits de sable sont le fruit de pratiques d'exploitation plus durables. Il a ajouté : « Ce projet nous a incités à mettre en place une économie circulaire en interne. Le secteur de la construction connaît une forte demande de sable. Nos produits de sable constituent une alternative fiable pour ce secteur, tout en réduisant l'impact environnemental et social de l'élimination des résidus miniers. »

parc de stockage durable de sable de la zone minière de Bulkoutu

Selon les estimations des Nations Unies, la demande mondiale annuelle de sable se situe entre 40 et 50 milliards de tonnes. Le sable est devenu la ressource naturelle la plus exploitée après l'eau, et cette exploitation se fait de manière illégale et prédatrice à l'échelle mondiale.

Les sables durables de Vale sont considérés comme un sous-produit du minerai de fer. Le minerai brut, sous forme de roche extraite de la nature, devient du minerai de fer après plusieurs opérations de traitement physique telles que le concassage, le criblage, le broyage et l'enrichissement en usine. L'innovation de Vale réside dans le retraitement des sous-produits du minerai de fer lors de l'étape d'enrichissement, jusqu'à l'obtention d'un produit répondant aux exigences de qualité requises et commercialisable. Dans le procédé d'enrichissement traditionnel, ces matériaux sont transformés en résidus miniers, qui sont éliminés par la mise en place de barrages ou de terrils. Désormais, chaque tonne de sable produite permet d'éviter la production d'une tonne de résidus.

Les sables issus du traitement du minerai de fer sont certifiés à 100 %. Ils présentent une teneur élevée en silicium et une teneur en fer extrêmement faible, ainsi qu'une grande homogénéité chimique et granulométrique. M. Jefferson Corraide, directeur général du complexe minier de Brucutu et Agualimpa, a déclaré que ce type de sable est sans danger. « Nos sables sont essentiellement traités par des procédés physiques, et leur composition chimique reste inchangée. Ils sont donc non toxiques et inoffensifs. »

L'utilisation des produits de sable de Vale dans le béton et le mortier a récemment été certifiée par l'Institut brésilien de la recherche scientifique (IPT), Falcão Bauer et ConsultareLabCon, trois laboratoires professionnels.

Des chercheurs de l'Institut des minéraux durables de l'Université du Queensland en Australie et de l'Université de Genève en Suisse mènent une étude indépendante afin d'analyser les caractéristiques des sables issus de l'extraction minière. L'objectif est de déterminer si ce matériau de construction alternatif, dérivé du minerai, peut devenir une source durable de sable et permettre de réduire significativement la quantité de déchets générés par les activités minières. Les chercheurs utilisent le terme « sable de minerai » pour désigner les sables obtenus à partir de sous-produits miniers et transformés par l'extraction.

échelle de production

Vale s'est engagée à vendre ou à donner plus d'un million de tonnes de produits dérivés du sable d'ici 2022. Ses acheteurs proviennent de quatre régions : Minas Gerais, Espírito Santo, São Paulo et Brasilia. L'entreprise prévoit que d'ici 2023, sa production de produits dérivés du sable atteindra deux millions de tonnes.

« Nous sommes prêts à développer davantage le marché des applications des produits à base de sable dès 2023. À cette fin, nous avons mis en place une équipe dédiée qui investira dans cette nouvelle activité. Cette équipe intégrera le procédé de production de produits à base de sable au processus de production existant afin de répondre à la demande du marché », a déclaré M. Rogério Nogueira, directeur du marketing du minerai de fer de Vale.

Vale produit actuellement des produits sableux à la mine de Brucutu à San Gonzalo de Abaisau, dans le Minas Gerais, qui seront vendus ou donnés.

D'autres zones minières du Minas Gerais procèdent également à des ajustements environnementaux et miniers afin d'intégrer des procédés de production de sable. « Ces zones minières produisent des matériaux sableux à haute teneur en silicium, utilisables dans divers secteurs industriels. Nous collaborons avec de nombreuses institutions, notamment des universités, des centres de recherche et des entreprises nationales et internationales, pour développer de nouvelles solutions de valorisation des résidus de minerai de fer », a souligné M. André Vilhena, nouveau responsable des activités chez Vale.

Outre l'utilisation des infrastructures existantes dans la zone d'extraction du minerai de fer, Vale a également développé un réseau de transport ferroviaire et routier pour acheminer les produits dérivés du sable vers plusieurs États du Brésil. « Notre priorité est d'assurer la pérennité de l'activité liée au minerai de fer. Grâce à cette nouvelle activité, nous espérons minimiser l'impact environnemental, tout en créant des emplois et en augmentant les revenus », a ajouté M. Verena.

produits écologiques

Depuis 2014, Vale mène des recherches sur la valorisation des résidus miniers. L'année dernière, l'entreprise a inauguré la briqueterie de Puku, première usine pilote produisant des matériaux de construction à partir de résidus miniers comme matière première principale. Située dans la zone minière de Pico, à Itabilito (Minas Gerais), l'usine vise à promouvoir une économie circulaire dans la transformation du minerai de fer.

Le Centre fédéral pour l'éducation scientifique et technologique du Minas Gerais et la briqueterie Pico ont lancé une coopération technique et ont dépêché dix chercheurs, parmi lesquels des professeurs, des techniciens de laboratoire, ainsi que des étudiants de master, de licence et de formation technique, sur le site de l'usine. Durant cette période, les chercheurs travailleront directement sur place et les produits issus de la recherche et du développement ne seront pas commercialisés.

Vale collabore également avec le campus d'Itabira de l'Université fédérale d'Itajuba afin d'étudier une méthode d'utilisation des produits sableux pour le pavage. L'entreprise prévoit de faire don de ces produits à la région à des fins de pavage.

Exploitation minière plus durable

Outre le développement de produits écologiques, Vale a également pris d'autres mesures pour réduire les résidus miniers et rendre ses activités minières plus durables. L'entreprise s'est engagée à développer une technologie de traitement à sec ne nécessitant pas d'eau. Actuellement, environ 70 % des produits de minerai de fer de Vale sont issus de ce procédé, et cette proportion restera inchangée même après l'augmentation de la capacité de production annuelle à 400 millions de tonnes et la mise en service de nouveaux projets. En 2015, le minerai de fer produit par traitement à sec ne représentait que 40 % de la production totale.

Le recours au traitement à sec dépend de la qualité du minerai de fer extrait. Le minerai de fer de Carajás présente une teneur élevée en fer (plus de 65 %), et le traitement se limite au concassage et au tamisage selon la granulométrie.

La teneur moyenne en fer de certaines zones minières du Minas Gerais est de 40 %. Le traitement traditionnel consiste à augmenter la teneur en fer du minerai par ajout d'eau. La plupart des résidus obtenus sont stockés dans des bassins de décantation ou des fosses. Vale a recours à une autre technologie pour le traitement du minerai de fer à faible teneur : la séparation magnétique à sec du minerai fin (FDMS). Ce procédé de séparation magnétique ne nécessitant pas d'eau, le recours aux bassins de décantation est superflu.

La technologie de séparation magnétique à sec pour minerais fins a été développée au Brésil par NewSteel, société acquise par Vale en 2018, et mise en œuvre dans une usine pilote à Minas Gerais. La première usine commerciale sera opérationnelle sur le site de Vargem Grande en 2023. Elle aura une capacité de production annuelle de 1,5 million de tonnes et représente un investissement total de 150 millions de dollars américains.

Une autre technologie permettant de réduire le recours aux barrages de résidus miniers consiste à filtrer les résidus et à les stocker à sec. Lorsque la capacité de production annuelle de minerai de fer atteindra 400 millions de tonnes, la majeure partie des 60 millions de tonnes (soit 15 % de la capacité de production totale) sera traitée par cette technologie de filtration et de stockage des résidus. Vale a inauguré une usine de filtration des résidus dans la zone minière de Grand Varzhin et prévoit d'en ouvrir trois autres au premier trimestre 2022 : une dans la zone minière de Brucutu et les deux autres dans celle d'Itabira. Dès lors, le minerai de fer produit par le procédé traditionnel de traitement par voie humide ne représentera plus que 15 % de la capacité de production totale, et les résidus produits seront stockés dans des barrages de résidus ou dans des mines à ciel ouvert désaffectées.