Exemples industriels

Présentation

Auteur(s)

Pierre BLAZY : Professeur à l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)
El‐Aid JDID : Docteur ès sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM) ENSG-INPL-CNRS UMR 7569

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INTRODUCTION

La flottation est une technique de séparation des solides basée sur les différences existant entre leurs propriétés superficielles dans une solution aqueuse et dans l’air. Pour ce faire, on disperse des bulles d’air dans une suspension aqueuse de particules solides (pulpe) pour récupérer l’espèce minérale à séparer, rendue préalablement hydrophobe par un ajout de collecteur (surfactant). L’ensemble eau‐bulles‐particules hydrophobes est rassemblé sous forme d’une écume surnageante stabilisée par un moussant.

La flottation peut en outre s’appliquer aux ions en solution et aux précipités organométalliques hydrophobes.

La pratique de la flottation d’espèces minérales implique la compréhension :

des phénomènes électriques à l’interface minéral-eau ;
de la modification des propriétés superficielles par le broyage ;
de l’adsorption des surfactants sur les surfaces minérales ;
de la nature des surfactants (collecteurs et moussants) et de l’action des déprimants et des activants dont le rôle est d’inhiber ou de faciliter l’action des collecteurs afin d’obtenir une séparation sélective.

Le lecteur est donc invité à relire au préalable l’article Flottation : mécanismes et réactifs Flottation- Mécanismes et réactifs .

Dans cet article, nous développons les aspects pratiques de la flottation : notamment la préparation de la pulpe, les différents circuits et machines, la cinétique et le contrôle de la flottation. Nous donnons ensuite quelques exemples industriels avant d’aborder les données économiques et les contraintes environnementales.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j3360

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Données économiques

5. Exemples industriels

Nota :

les pourcentages sont, sauf indication contraire, des pourcentages massiques.

Les quelques exemples donnés ci‐après sont choisis parmi les innombrables monographies minières. On s’intéressera aux minerais sulfurés non ferreux, aux minerais de fer, aux minerais de phosphate et à la flottation ionique.

5.1 Flottation de minerais sulfurés non ferreux

Les minerais de cuivre typiques de l’industrie minière titrent de l’ordre de 1,5 à 2 % de Cu, généralement sous forme de chalcopyrite, de chalcocite et de covellite, associées à de la pyrite (4 à 5 %) dans une gangue siliceuse (granitoïde). Pour flotter sélectivement les espèces cuprifères, la pyrite est déprimée à la chaux, car à pH > 10,5 l’adsorption d’un collecteur de type thiol sur la surface de ce minéral est inhibée. Le conditionnement est réalisé sur des pulpes contenant 35 à 40 % de solides. Les consommations moyennes de réactifs sont de l’ordre de 1 500 à 1 800 g / t pour la chaux, 10 à 25 g / t pour l’amylxanthate de potassium et 10 g / t pour le MIBC (méthyl isobutyl carbinol).

Dans le cas des minerais de plomb-zinc-pyrite, le problème est différent. Un minerai classique peut contenir 6 à 7 % de galène (PbS), 6 à 7 % de blende (ZnS) et 5 % de pyrite (FeS₂). On ne peut comme précédemment déprimer la pyrite à un pH de 10,5 car le recouvrement de type PbX₂ (X = xanthate) à la surface de la galène serait détruit. Mais, en présence d’ions cyanures nécessaires pour déprimer la blende, il est possible de déprimer la pyrite à un pH de 9 à 10 par formation vraisemblablement d’une phase Fe₄ (FeCN₆)₃ sur sa surface. Le pH est fixé par addition de carbonate de sodium, si la gangue n’est pas carbonatée. De plus, le carbonate permet d’éviter que des ions Pb²⁺ provenant de l’oxydation de la galène activent la blende et la pyrite. Pour flotter la blende après la galène, on la réactive avec du sulfate de cuivre, à un pH de 10,5. Les consommations de réactifs sont les suivantes :

flottation de la galène : carbonate de sodium, 100-200 g / t ; cyanure de sodium, 40 à 70 g / t ; ethylxantate, 50 g/t ; MIBC, 10 g/t ;
flottation de la blende :...