L'eau

Ressource et tribut

Outre les besoins sanitaires pour les mineurs (douches, eau potable), la ressource a été utilisée à deux fins industrielles :

l'alimentation des fabriques pour la production du chlorure de potassium
la dissolution des terrils (pompage, arrosage)

Ces procédés d'exploitation de la richesse du sous-sol et de dépollution des produits non valorisables (les matériaux stockés sur les terrils) ont conduit les Mines de Potasse à prélever des quantités d'eau importante dans la nappe phréatique. Cette nappe étant par ailleurs dégradée par les infiltrations de sel provenant des terrils, un vaste programme de restauration de la qualité de l'eau a été mis en œuvre.

L'eau dans le procédé de traitement

1.1 Composition du minerai :

Le minerai extrait du fond le la mine, la sylvinite, était remonté au jour par le skip (jusqu'à 1200 tonnes de minerai par heure).

Il fallait en séparer les 3 constituants dans l'usine de traitement au jour, située à proximité du puits :

le KCl pour en faire des engrais potassiques (la "Potasse") pour 25 %
le NaCl pour 60 %, dont seule une faible partie était utilisée comme sel de déneigement
les insolubles stockés sur les terrils pour 15 %

1.2 Méthodes de traitement :

Deux procédés permettent d'extraire le chlorure de potassium de la sylvinite :

Le procédé thermique : le sel brut broyé est introduit dans un dissolveur où il est brassé dans une solution saturée en NaCl et KCl, appelée eau-mère. La concentration en KCl d'une solution saturée est plus importante à 100°C qu'à 20°C, tandis que celle en NaCl est peu influencée par la température. La solution réchauffée à 100°C continue à dissoudre du KCl. Le refroidissement de la solution saturée en NaCl et KCl de 100 à 20°C conduit donc à la cristallisation d'un KCl presque pur, tandis que le NaCl reste en solution. Essoré, séché dans un four, le chlorure de potassium est ainsi récupéré sous forme solide pour constituer le produit commercialisé.
Le procédé de flottation : le minerai broyé et tamisé est mélangé à de l'eau-mère. Les schistes argileux sont éliminés et après un lavage à l'eau-mère claire, la sylvinite rejoint les cellules de flottation disposées en cascades. Les cellules sont munies d'agitateurs qui réalisent un mélange intime entre la sylvinite, l'eau-mère et les réactifs, produisant les bulles d'air qui vont enrober sélectivement les grains de KCl et les faire flotter à la surface sous forme de mousse, dont la teneur en chlorure de potassium va augmenter à chaque étage de flottation pour atteindre 95 % KCl. Elles sont aussi, essorées et séchées pour aboutir au produit commercialisé.

Le chlorure de potassium issu d'une flottation est de couleur rose, le sel issu des fabriques thermiques étant d'un blanc immaculé.

Plusieurs puits de pompage MDPA ont garanti l'apport en eau industrielle nécessaire à la production du KCl (la potasse). Ces captages d'eau industrielle étaient reliés aux carreaux et maintenant aux terrils en cours de traitement par plus de 25 km de conduites de diamètre variant de 150 mm à 700 mm.

Traitement du minerai potassique alsacien

Questions / Réponses

Qu'est ce qu'un skip ?

Un skip est un récipient qu circule dans le puits. Il est rempli à la recette du fond par culbutage des berlines au temps de roulage, puis alimenté par des trémies doseuses, elles-mêmes alimentées par convoyeur après la suppression du roulage.
Arrivé au jour, le skip se vide par ouverture d'une trappe. Certains skips sont équipés de planchers rabattables permettant de les mettre en configuration cage pour assurer des cordées de personnel.

Le sel (NaCl) était-il comestible ?

Le chlorure de sodium contenu dans la sylvinite peut être commercialisé comme produit alimentaire moyennant un traitement supplémentaire dans une saline. Une telle installation a fonctionné à la Mine Anna de 1964 à 1973 et a produit au total 240000 tonnes de sel alimentaire, destiné principalement à usage industriel (tanneries, sucreries) et à l'alimentation du bétail. Elle s'est arrêtée avec la fermeture de cette Mine en 1973 et une nouvelle saline n'a jamais été construite dans le Bassin.

Les MDPA ont-elles produit autre chose que du chlorure ?

Le minerai contenait du bromure de potassium en faible quantité (2 à 3 grammes/litre dans les eaux-mères). Dès 1926, les MDPA ont ainsi produit du brome liquide. Le bromure de potassium était mis en présence de chlore dans des grandes tours, en lave à l'origine, puis en verre. Le chlore déplace le brome et se combine au potassium pour donner du chlorure de potassium. Le brome est récupéré sous forme liquide et mis en bouteilles ou en fûts. Il servait à fabriquer des dérivés bromés dans l'industrie chimique, mais aussi à la stérilisation des eaux de piscine, à la place du chlore. Les MDPA produisaient de l'ordre de 6000 tonnes par an, 40% de la production nationale.

En 1957, une usine de bicarbonate est construite sur le carreau de la Mine Amélie, destinée à transformer le chlorure de potassium en bicarbonate de potassium à usages industriels : fabrication de poudres extinctrices, œnologie, pharmacie, verrerie technique (écrans de télévision, verres d'optique, cristallerie…).
Le bicarbonate de potassium est obtenu en faisant réagir le chlorure de potassium en milieu aqueux sur de la diéthylamine et du gaz carbonique. La réaction chimique dégageant de la chaleur, le process consommait environ un million de mètres cubes d'eau par an pour refroidir. Une partie du produit était transformée en carbonate par calcination à 350°C. Le calcaire nécessaire au process était extrait de la carrière de Tagolsheim, appartenant aux MDPA.