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Theodore EARLE -------------- Méthode pour le traitement de minerais
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La présente invention se rapporte au domaine du triage, par flottation des écumes, et de l'enrichissement, au degré voulu, des minerais et d'autres substances inorganiques, et ce notamment par le traitement préalable des matières à sé- parer ultérieurement par flottation, L'objet de l'invention est d'établir un nouveau procédé perfectionné se basant sur des découvertes inconnues à ce jour, et grâce auquel le tria- ge et l'enrichissement considérés jusqu'à présent irréalisa- bles par la méthode de la flottation, pourront être effeotués avec de bons résultats, et grâce auquel on pourra obtenir, dans le domaine connu en soi de la séparation par flottation des écumes, des triages plus fins,
des schlichs plus purs et une plus forte extraction, et ce de manière efficace et peu coûteuse.
Les méthodes basées sur la flottation des écumes, stan- dard et appliquées présentement de manière générale, donnent de très bons résultats si elles s'appliquent à des matières caractérisées par un grand pouvoir adsorbant par rapport aux réactifs de flottation y introduits; on peut y grouper la plupart des métaux et sulfures. Toutefois, ces méthodes s'a- vèrent le plus efficaces - bien qu'encore modérément - pour
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la flottation des oxydes métalliques, mais assez inefficaces dans le cas où l'on essaierait la flottation des silicates et des oxydes non métalliques.
La méthode perfectionnée, dont description ci-après, permet d'obtenir une flottation parfaite des silicates et des oxydes non métalliques, d'améliorer l'extraction réalisée jusqu'à présent par la flottation des oxydes métalliques, et même d'accroître celle qu'on obtient actuellement par la flottation des métaux et sulfures. Dans ce dernier cas, les méthodes appliquées ne oorrespondent pas toujours aux parti- cules tant oxydées que non oxydées, des matières destinées à la flottation, et l'extraction s'en ressent, alors que par l'application du procédé perfectionné, on peut obtenir vite et aisément la flottation de telles particules.
En ce qui concerne les oxydes métalliques véritables,
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des minerais comrne l'azurite (2CuC06.Cu(0X)), malachite (suc03Cu(0iI)z) et wulfénite (PbMn0) se traitent assez faci- lement par les méthodes de flottation standard, mais l'ex- traction et l'enrichissement en sont assez faibles, alors que la méthode perfectionnée, décrite ci-après, donne, à la flottation de tous ces minerais, une extraction très satis- faisante.
Parmi les autres minerais traités, avec succès et à bon compte, par flottation, suivant le nouveau procédé perfectionné, figurent notamment ;
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<tb> Cuprite <SEP> (Cu2O) <SEP> Ferberite
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<tb> Chrysocolla <SEP> (CuSiO3. <SEP> 2H2O) <SEP> Minerais <SEP> à <SEP> oxyde <SEP> manganeux
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<tb> Zinoite <SEP> (ZnO) <SEP> Cassiterite <SEP> (SnO2)
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<tb> Smithsonite <SEP> (ZnCO3) <SEP> Bauxite <SEP> (oxyde <SEP> daluminium)
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Franklinite (Fe,lm,Zn)0(Fet!n)gO Anglésite (PbS04) Chromite (FeO.Cr2O3)
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<tb> Molybdates <SEP> de <SEP> plomb <SEP> Carnotite <SEP> (Oxyde <SEP> de <SEP> Va <SEP> & <SEP> U)
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<tb> Vanadates <SEP> de <SEP> plomb <SEP> haiton <SEP> de <SEP> limaille <SEP> de <SEP> bronze
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<tb> Hématite <SEP> (Fe2O3)
<SEP> Laiton <SEP> de <SEP> limaille <SEP> de <SEP> fer
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<tb> Magnétite <SEP> (Fe3O4) <SEP> Witherite <SEP> de <SEP> Bauxite
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<tb> Limonite <SEP> (2Fe2O3, <SEP> 3H2O) <SEP> Oore.
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Scheelite <SEP> (CaWO4)
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Or, s'il est trouvé en paillettes d'hématite spéculaire.
Quelques-uns des oxydes métalliques ci-dessus sont ac- tullement traités par flottation, mais ce avec des résul-
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fats médiocres; par ex. un minerai à oxyde manganeux est traité par flottation, au Cuba, par un procédé très délicat, et ce avec une assez bonne extraction; par contre, la métho- de perfectionnée appliquée à un minerai presque similaire a donné une extraction de 95% et un minerai concentré à 56% de manganèse.
En ce qui concerne les silicates véritables et les oxydes métalliques, il a été démontré que ceux-ci, commercialement, ne peuvent pas du tout être triés par flottation par les mé- thodes connues, ou bien seulement de façon imparfaite et uni- quement à l'aide de réactifs ooûteux destinés à activer les surfaces des particules, tandis que la nouvelle méthode per- fectionnée a pu être appliquée, avec bons résultats et à peu de frais, aux substances suivantes : sables siliceux et quartzeux (moins de 42 mailles de ta- mis par cm2) (SiO2) Feldspath finement ou grossièrement granulé (SiO2) Béril (Be3Al2 (SiO3)6) d'alumine de K, Ca ou Na).
Micas (silico-aluminate de K et Mg)
Grenat (silicates d'alumine de Ca, Mg, Fe ou Mn) Cryolithe (Na3AlF6) Lépidolithe (silicate d'alumine de lithium)
Castine cristalline de calcaire amorphe Monazite (Ce, La, Di)P0) Emeri (Fe2O3 & Al2O3) Kaolin (silicate d'alumine hydraté)
Argile (silicate d'alumine hydraté) Vermioulithe, brute ou grillée(peu de Mica)
Au sujet de la technique applicative de la nouvelle méthode perfectionnée, les caraotéristiques d'adsorption des matières à traiter par flottation, ainsi que la question dé- licate du réglage de l'eau, pour lesquelles il n'existe pas encore une terminologie spéoifique, il est donné ci-dessous la définition de certains termes et phrases qu'on emploie dans la description de la nouvelle méthode perfectionnée,
ce en vue de faciliter la compréhension aussi bien de la description ci-après que du résumé y relatif.
Affinité - signifie, dans la présente description, exclusivement l'attraction,superficielle et l'adhésion entre
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une particule de minerai et de l'eau; en d'autres termes : l'effet adsorbant du minerai par rapport à l'eau, comme ex- pliqué ci-dessus, mais non par rapport à un autre réactif chimique quelconque.
Capacité affinitive : - désigne le volume d'eau ou l'é- paisseur de la pellicule d'eau retenue à une particule du mi- nerai à l'encontre de l'action exercée par une particule à pouvoir affinitif relativement plus faible.
Valeur affinitive - désigne le coefficient de la capa- cité affinitive d'une particule de minerai.
Pouvoir affinitif - désigne la mesure de l'affinité effective ou la force affinitive d'une particule de minerai.
Adsorption - signifie ci-après uniquement l'attraction superficielle et l'adhésion entre une particule de minerai et un réactif chimique (donc aucunement par rapport à l'eau).
Pouvoir adsorbant - désigne la force avec laquelle des réactifs chimiques sont attirés et retenus par la surface d'une particule de minerai; cette force varie suivant la na- ture de la particule de minerai et varie encore, pour une particule donnée, suivant les différents réactifs utili- sés.
Capacité d'adsorption - désigne le volume de réactif ou l'épaisseur de la pellicule de réactif retenue à une par- ticule de minerai à l'encontre de l'action y exercée par une particule à pouvoir adsorbant relativement plus faible.-
Effet adsorbant - signifie le résultat effectif obtenu, en ce qui concerne la concentration d'un réactif sur et au- tour d'une particule de minerai, de par le pouvoir adsorbant d'une telle particule.
Différence d'adsorption - désigne l'écart entre les ca- pacités adsorbantes des particules de minerai, par rapport au même réactif.
Fluotumodifier est employé ici pour marquer l'action
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qui fait aboutir au changement des caractéristiques super- fioielles d'une particule de minerai, par affinité ou adsorp- tion, et affeotant le oomportement d'une telle partioule, dans le récipient de flottation.
Fluctu-accroître - désigne la modifioation qui détermine ou accroît la flottabilité relative de la particule ainsi modifiée.
Fluctu-décroître - désigne le prooessus qui détruit ou décroît la flottabilité relative de la particule ainsi modi- fiée.
Eau libre - désigne la teneur en humidité ou eau du minerai autre que l'eau de combinaisons chimiques de ce mine- rai, et comprend aussi bien l'eau adsorbée que l'eau absorbée ainsi que l'eau des interstices. L'eau libre est oelle qui peut être aspirée, filtrée ou évaporée du minerai, à des tem- pératures inférieures à 100 C.
Eau de pellicule variable - marque ci-après le volume d'eau adsorbé à la surface extérieure des particules de mi- nerai, et retenu à ces surfaces par l'affinité des particules.
Sec - désigne, dans la présente description, l'état d'un minerai où toutes les eaux de pellicule ont été éliminées; cet état ne peut être réalisé que par l'évaporation de l'eau à des températures sensiblement supérieures à l'atmosphère, et ne peut être maintenu qu'en conservant les dites tempéra- tures dans le minerai, vu qu'à des températures inférieures, la matière adsorberait l'humidité atmosphérique. Un minerai sec, suivant cette définition, pourrait contenir de l'eau libre absorbée à l'intérieur des particules.
Humide - désigne, quant au minerai, un état où la te- neur en eau à pellicule variable varie de l'état sec, o'est à dire exactement à partir de celui-ci, comme limite inférieu- re, à une limite supérieure qui est déterminée par le volume d'eau qui répond aux besoins affinitifs de toutes les parti-
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cules de matière. Le total du volume d'eau répondant à ces besoins affinitifs varie suivant le degré de pulvérisation et le poids spécifique de la matière; plus la désintégration
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est fine, plus grand sera le,mbme deau'nécemaim, vu l'accrois- sement des surfaces à recouvrir.
Pour des matières désinté- grées en vue de passer un tamis à 42 mailles par cm2 et avec peu de poussières de minerai, la limite supérieure d'eau à pellicule variable peut être aussi basse que 1/2 de 1%, ou bien atteindre 3%. Pour une matière broyée de sorte à passer 1600 mailles par cm2, la limite supérieure d'eau à film variable atteindra 8%, en poids, de la matière. En au- cun cas les besoins affinitifs de la matière traitée d'après cette méthode ne dépasseront 8% en poids. La matière à l'é- tat humide ne contiendra pas de l'eau aux interstices, mais elle pourrait renfermer de l'eau absorbée au dedans des dif- férentes particules, additionnellement à l'eau de pellicule variable.
En aucun cas, le faible volume d'eau requis par le procédé perfectionné ne pourra être obtenu par le seul drainage naturel; si l'on recourt au drainage naturel en tant que moyen de séchage, il y a lieu d'y adjoindre l'évapora- tion ou tout autre moyen. La méthode perfectionnée dont description ci-dessous porte uniquement sur des matières à l'état humide.
Moiteur - employé ci-dessous, ce terme prend la même signification que le mot "humide" défini ci-dessus.
Mouillé - se dit d'un état, en parlant du minerai, où il existe de l'eau libre en quantité suffisante pour former un excédent par rapport à celle qui est nécessaire pour ré- pondre aux besoins affinitifs des particules de minerai.
Un minerai soumis à un, long drainage naturel, sans évapora- tion, est encore "raouillé".
Excessivement mouillé - désigne l'état où le volume d'eau libre, dans le minerai, est tel qu'il se produit,
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essentiellement, une suspension des particules dans l'eau, dès que celle-ci est agitée. Excepté le cas d'une pulvéri- sation très poussée de la matière, tout mélange renfermant plus de 25%, en poids, d'eau sera considéré comme "excessi- vement mouillé".
Pellicule - désigne la quantité de liquide, eau ou ré- actif, retenue adsorptivement aux surfaces des particules de minerai. ' La pellicule qu'une particule de minerai donnée pourra adsorber, varie au point de vue épaisseur, suivant la capacité adsorbante du dit minerai par rapport au liquide spécifique considéré, et elle est déterminée, dans un cas donné, par deux variables, à savoir la capacité d'adsorption ou affinitive du minerai, et la nature du liquide dont l'ad- duction est supposée adéquate.
Agent actif - désigne ci-après une substance pouvant déterminer une fluctumodification de la surface du minerai.
A titre d'exemple : les acides gras et leurs dérivés, savon, xanthate, sulfure de sodium, sulfate de cuivre, eau, oyanure, etc.
Agent inactif ; terme employé ci-après pour désigner une substance incapable de déterminer une fluctumodification des surfaces du minerai, et utilisée en vue de répondre à certaines conditions physiques du minerai, comme l'absorption, et pour servir de dissolvant aux substances actives. Le pétrole, l'huile brute et l'huile de ricin sont par exemple des agents inaotifs.
Isoler - marque ici l'action de l'eau de pellicule adhé- rant à une particule de minerai et qui, oorrespondant partiel- lement ou entièrement à la capacité affinitive de la dite particule, en annihile le pouvoir adsorbant par rapport à un réactif donné.
La méthode perfectionnée se rapporte au réglage de l'eau libre, dans la matière à séparer, et plus spécialement au réglage de l'eau à pellicule variable, de la dite matière.
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Dans le traitement, par flottation, standard, les réao- tifs sont additionnés, mélangés et incorporés, après broyage, à un mélange entièrement et uniformément mouillé ou même ex- cessivement mouillé où la présence d'eau, dans les intersti- ces prouve que la capacité affinitive de chaque particule est arrivée au maximum, ce qui assure le recouvrement tout autour, de chaque particule, au moyen d'une eau de pellicule à épais- seur maximum. C'est à dire, dans le traitement, par flatta- tion, tel qu'on le connaît, seuls les minerais à pouvoir ad- sorbant élevé peuvent adsorber suffisamment de réactifs à flottation pour opérer la fluctumodifiction de leurs surfa- ces, par la modification de l'eau de pellicule par le film de réactif.
Si l'affinité de la particule vis-à-vis de l'eau est supérieure à son pouvoir adsorbant par rapport aux réac- tifs en présence, il s'ensuit qu'aucune concentration de ré- actifs ne servira à modifier la particule en vue de la sépa- ration par flottation, si la capacité affinitive de la par- ticule a d'abord été satisfaite.
L'hydroréglage, comme décrit ci-après,.remplit plusieurs fonctions s'il est effectué dans le cadre des autres condi- tions caractérisant la nouvelle méthode. Puisqu'une réduc- tion du volume d'eau à pellicule variable se traduit par une économie et une meilleure séparation, il semble évident que l'élimination complète de l'eau libre et le traitement à sec de la matière constitueraient l'idéal. Il n'en est rien.
Par suite des variations dans la composition de la matière, finesse et degré de mouture, force d'agitation etc., il s'a- vère pratiquement impossible de déterminer la quantité exac- te des réactifs de flottation à utiliser pour une matière sèche donnée, en vue d'obtenir dans les conditions voulues, la flottation du minerai, car un excédent de réactif ferait monter des substances indésirables, tandis qu'une insuffi- sance de réactif ne donnerait pas la flottation de la quan-
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tité voulue de minerai.
'En outre, il est coûteux de sécher tout à fait la ma- tière;puis il est malaisé et peu économique de la maintenir sèche et d'en empêcher l'adsorption d'eau, de l'atmosphère, pendant le traitement. Ainsi, la méthode perfectionnée ne vise pas à l'élimination complète de l'eau à pellicule, et utilise comme minimum, au point de vue du volume dteau à pel- licule, la quantité que la matière pourrait adsorber de l'at- mosphère; ce minimum pourrait - bien que rarement - être at- teint par les procédés actuels.
L'eau à pellicule se trouvant donc toujours dans la ma- tière à traiter, est utilisée, à cause de son pouvoir iso- lant par rapport aux particules accusant le maximum d'affi- nité, pour les empêcher d'adsorber les réactifs, et permet- tre l'emploi d'une quantité suffisante de ceux-ci en vue de fluctumodifier toutes les particules sans danger d'en obtenir un minerai concentré impur ; en d'autres termes, l'eau à pellicule variable sert à abaisser davantage le pouvoir adsorbant des particules à pouvoir adsorbant relativement plus faible, ce qui délimite donc encore plus précisément la séparation, par flottation, des particules du mélange.
Une autre raison, pour laquelle il est laissé dans la matière une certaine quantité d'eau à pellicule variable, réside dans le fait que certains agents actifs requièrent un fluide ou solution véhiculaire pour être mis en contact, tout autour, avec la matière; or, cette condition se trouve réalisée avantageusement et à un haut degré, dans l'eau à pellicule, de la matière.
De plus, il est des cas où l'eau à pellicule variable remplissant les fonctions comme il vient d'être dit, agit comme moyen d'empêchement d'adsorption tout en servant de solution véhiculaire et'd'agent répandeur.
Les raisons pour lesquelles on recourt, quant à la matiè-
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re, à l'état humide, dans la méthode perfectionnée, sont les suivantes :
1) Il est peu pratique de déterminer le volume exact des réactifs requis pour une séparation donnée.
2) La dépense qu'entrainent le séchage de la matière et la conservation de celle-ci à l'état sec.
3) L'humidité agit comme isolant et empêche l'adsorption de réactifs, des particules de matière, ce qui per- met d'employer assez de réactif pour réaliser la flot- tation de la totalité désirée des particules.
4) L'humidité permet d'établir plus positivement les limites de la séparation, par flottation,d'un mélange.
5) L'humidité véhicule la solution du réactif et sert de fluide qui facilite le contact du réactif tout autour de la matière traitée.
6) L'humidité constitue à la fois un agent d'empêche- ment d'adsorption, un moyen véhioulant la solution et un agent répandeur.
7) L'état humide de la matière permet l'emploi de moins fortes quantités de'réactifs, vu l'action et l'effet accrus de tels réactifs s'ils sont concentrés.
On sait depuis longtemps qu'en ce qui concerne l'affi- nité et le pouvoir adsorbant vis-à-vis de l'eau et de réac- tifs de flottation, il existe une très sensible différence entre les métaux et les minerais sulfureux, d'une part, et les silicates et les oxydes, d'autre part, mais il n'a pas encore été démontré qu'il existait, dans le pouvoir adsorbant des silicates et des oxydes, assez de différences ppur per- mettre leur séparation, dans la mesure voulue, aussi bien dans leur propre classe que l'un de l'autre.
Grâce à l'application du nouveau procédé perfectionné, suivant la présente description, et grâce surtout au réglage et au contrôle de l'eau à pellicule variable, dans un mélan-
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ge humide, il peut être démontré pratiquement que tout mine- rai présente une hydroaffinité distincte et définie,, ainsi qu'un pouvoir adsorbant distinct et déterminé par rapport à chacun des différents réactifs de flottation. Ces carac- téristiques pourront donc être utilisées pour effectuer la séparation, par flottation des écumes, des minerais et même de ceux dont le pouvoir adsorbant serait excessivement bas.
Pour mieux comprendre les effets et les résultats qu'on peut obtenir par le réglage de l'eau à pellicule variable, dans un mélange de minerai, il convient de considérer la capacité affinitive d'une particule de minerai donnée, au sujet du nombre des couches d'eau d'égale épaisseur adhérant aux surfaces de la particule, formées par une adduction ex- cessive d'eau, et celles qui adhèrent à la dite particule lorsque l'excédent d'eau a été supprimé par'voie de drainage.
Ainsi donc, une particule de minerai dont la capacité affi- nitive est égale à 1, se recouvre en présence d'une eau idoi- ne, d'une pellicule d'eau dont l'épaisseur est égale à une couche, tandis qu'une particule de minerai dont la capacité affinitive est égale à 10 se reoouvre, en présence d'une eau idoine, d'une hydropellicule d'une épaisseur de 10 unités, soit dix fois'plus forte que la pellicule adhérant à la par- ticule dont la capacité affinitive est dix fois moindre.
L'épaisseur de cette hydropellicule déterminéé par la capacité affinitive de la particule sera retenue par cette dernière après le drainage de l'eau exoédente; c'est donc la modification de l'épàisseur de cette pellicule qui constitue le réglage. de l'eau à pellicule variable.
Si l'eau se trouve également dans les interstices, dans un mélange de minerai, les capacités affinitives de toutes les particules de minerai ont été satisfaites, et toutes ces particules comportent une hydropellicule dont l'épais- seur accuse le maximum déterminé par leur capacité affinitive respective. Toutes les particules à capacité affinitive
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égale ont une hydropellicule de la même épaisseur.
Lorsque l'eau, dans le mélange, est insuffisante pour satisfaire la capacité affinitive de toutes les particules, cette eau peut, par une agitation appropriée et dans un temps convenable, être propagée uniformément au travers du mélange en vue de recouvrir d'une hydropellicule les particules à ca- pacité affinitive élevée, ce en premier lieu, laquelle hydro- pellioule ainsi formée autour des dites particules à forte' capacité affinitive accuse la même épaisseur autour des par- ticules d'égale capacité, quoique d'une bien plus faible épaisseur, due à l'insuffisance d'eau, que le maximum que la particule considérée pourrait atteindre grâce à sa ca- pacité spéciale ;
ces particules à pouvoir élevé continue- ront à attirer et à retenir uniformément l'eau disponible, au détriment des particules à plus faible pouvoir, et ce jusqu'à ce que la capacité affinitive non satisfaite des particules à pouvoir élevé corresponde à peu près à celle des particules dont le pouvoir est moins fort.
Les résultats des expériences pratiques qui ont été réalisées, démontrent que les particules à --,rand pouvoir af- finitif peuvent, dans bien des cas, retirer l'hydropellicule des particules à plus faible pouvoir affinitif, jusqu'à ce que la capacité affinitive de ces particules à pouvoir élevé se trouve complètement satisfaite, de sorte que, seul, un ex- cédent éventuel, par rapport à la capacité affinitive des par- ticules à pouvoir élevé, puisse constituer l'hydropellicule des particules à faible capacité affinitive.
Le réglage de l'eau à pellicule variable, indiqué ci- après signifie le réglage du volume d'eau à pellicule se trouvant dans le mélange de minerais, par rapport à celui qui fournira l'hydropellicule de l'épaisseur voulue, pour une séparation déterminée, sur et autour d'une partie ou to- talité des particules du mélange, ce réglage étant naturel-
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lement en'rapport à la capacité affinitive des particules, et à la capacité adsorbante de celles-ci et il est tenu compte des réactifs à utiliser.
Il est évident qu'on ne pourrait établir des limites spécifiques, sous forme de poids, pourcentage ou autre, pour le contrôle de l'eau à pellicule variable, excepté les li- mites supérieure et inférieure indiquées ci-dessus, vu que plusieurs faoteurs interviennent dans la détermination du volume exact de l'eau à pellioule variable qui est nécessai- re pour une parfaite séparation, par flottation, d'un mélan- ge de minerais donné, facteurs parmi lesquels figure notam- ment le degré de désintégration du mélange ;;
ilest logique qu'il faut beaucoup plus d'eau pour produire le film sur des particules pulvérisées de manière à passer un tamis à 80 mail- les par cm2, que dans le cas de particules qui, accusant le même poids total que les premières, ne sont désintégrées qu'en vue de passer un tamis à 6 mailles par cm2, ce pour des hydropellioules d'épaisseur égale. Le poids spécifique des différentes particules en est également un facteur.
En appliquant le nouveau procédé à la séparation par ., flottation, d'un minerai donné, il faut considérer deux fac- teurs déterminants, à savoir l'hydroaffinité des matières à séparer, et le pouvoir adsorbant relatif de ces minerais par rapport aux réactifs à employer.
Lorsque le minerai à trai- ter présente un pouvoir adsorbant élevé par rapport aux réac- tifs et qu'il comporte de la gangue à faible pouvoir adsor- bant, comme cela est généralement le cas dans les métaux et minerais de fer sulfureux à gangue siliceuse, l'hydro- affinité peut être considérée comme facteur négligeable et l'on pourra recourir aux anciennes méthodes de flottation, puisque les minerais à pouvoir adsorbant élevé sont à même d'adsorber les réactifs, pour une concentration flottante, autour de leurs particules, malgré l'hydropellioule maximum déterminée par leur affinité, tandis que la gangue à faible
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pouvoir adsorbant ne pourrait tenir une concentration flot- tante de réactifs, en présence des particules à pouvoir éle- vé,
même sans l'effet isolant de la pellicule d'eau, à moins qu'il n'y ait un très grand excédent de réactifs de dispo- nible.
Cependant, même dans le cas cité, la netteté.de sépara- tion et l'économie en réactifs pourront être accrues par le, réglage de l'eau à pellicule variable qui doit être amenée au volume qui pourra former rapidement une pellicule unique- ment autour des particules à faible pouvoir adsorbant, ce qui fournit à ces dernières l'agent isolant désiré, et libère les particules à pouvoir élevé pour la combinaison, par flotta- tion effective, avec un volume de réactifs relativement faible.
Si l'on désire séparer, par flottation, un minerai à pouvoir adsorbant élevé, d'avec un autre ayant les mêmes caractérisétiques, l'hydroaffinité relative des minerais joue un très grand rôle, car dans la plupart de ces cas il est impossible de mesurer les réactifs nécessaires dans un mélange humide, de sorte à obtenir exactement le volume qui, à la flottation, n'est adsorbé que par les particules du minerai dont le pouvoir est légèrement plus élevé.
Dans un tel cas, la réduction de l'eau à pellicule variable, rela- tive au dit dernier groupe, à un volume inférieur à celui qu'il faudrait pour répondre à l'hydroaffinité de la tota- lité des particules, se traduit par une concentration maximum d'eau sur et autour des particules à affinité élevée, avec l'effet isolant maximum, dans ces particules, contre l'adsorption de réactifs, alors que les particules dont l'affinité est plus faible, et ayant peut être perdu une certaine partie de leur hydropellicule au profit des parti- cules à affinité élevée, pourront exercer un pouvoir adsor- bant relativement plus élevé en déterminant une concentration, par flottation, de réactifs à leur surface, à 1''exception
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des particules à hydropellicule fournie par cette concentra- tion,
ce lorsqu'une faible quantité de réactifs est utilisée.
Lorsque la séparation envisagée doit être réalisée entre des minerais à faible pouvoir adsorbant ou à affinité élevée, le réglage de l'eau à pellicule variable est de la.plus grande importance, vu que la présence d'une hydropellicule de forte épaisseur, autour de toutes les particules, pourrait dans la plupart des cas considérés, empêcher la flottation de toutes les particules.
Dans le traitement de tels minerais à faible pouvoir ad- sorbant, en vue de la séparation par flottation, il pourrait s'avérer nécessaire de ramener l'eau à pellicule variable à un volume inférieur à celui qu'il faudrait pour répondre à l'affinité du minerai ayant une hydroaffinité relativement su- périeure, ce qui libère les particules à affinité moindre de l'hydropellioule, de sorte qu'il n'existe aucun empêchement, c'est à dire isolement, c'est à dire entre les réactifs et ces dernières particules, et le faible pouvoir adsorbant de ces particules pourra alors entrer en action pour opérer une con- centration flottante des réactifs sur et autour des dites par- ticules, tandis que les particules à affinité supérieure sont oomplètement isolées par l'hydropellicule et ne pourront ad- sorber aucun des réaotifs.
Dans le cas de certains minerais à faible pouvoir adsor- bant, notamment des silicates, l'état sec du mélange traité au moyen d'une quantité de réactifs suffisante pour répondre à la capacité adsorbante des minerais en question, permet à toutes les particules l'adsorption de réactifs et ainsi donc une flottation non sélective.
Il s'ensuit qu'aussi bien l'hydropellioule que le film formé par"le réactif sont essentiels pour la séparation sé- lective, par flottation, que l'on désire réaliser. La pre- miere devra agir en tant qu'agent d'empêchement par rapport à la flottation de certains particules, et le second servira
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à l'adsorption et à la flottation des particules désirées, d'où il résulte que le réglage de l'eau à pellicule variable combiné à un dosage approprié des réactifs constitue la con- dition primordiale pour la séparation, par flottation, des minerais autres que ceux qui accusentnotoirement un pouvoir adsorbant élevé.
Pour donner une idée de l'importance du réglage de l'eau à pellicule variable, dans les séparations par flottation, on pourra considérer un mélange de béril et de feldspath; pour mieux illustrer cet exemple, l'hydroaffinité du béril est fixée à une valeur de 20, tandis que celle du feldspath pourrait, à titre arbitraire, être considérée comme ayant la valeur de 25; le pouvoir adsorbant du béril, par rapport à l'acide oléique, correspond à une valeur de 10, et le pou- voir adsorbant du feldspath également par rapport à l'acide oléique, correspond à 5. Lorsque l'eau à pellicule variable du mélange équivaut à un dixième de pourcent, l'hydroaffinité des minerais ne se trouve satisfaite qu'en partie, mais non suffisamment pour en détruire les valeurs d'adsorptivité.
En supposant que l'eau fournie par les faibles quantités d'eau à pellicule variable additionnées n'accuse maintenant que la valeur 3, on constate qu'il y reste encore, dans chaque minerai, une certaine disponibilité de pouvoir adsorbant, ainsi qu'une capacité affinitive non satisfaite. La dispo- nibilité d'adsorptivité du béril équivaut à 7, et celle du feldspath est égale à 2;
or, si l'on additionné maintenant au mélange de l'acide oléique, en une quantité non tout à fait suffisante pour correspondre à la capacité adsorbante du béril, ce réactif subira l'adsorption du béril et sera soustrait des particules de feldspath jusqu'à ce que la différence d'adsorption du béril se trouve satisfaite jus- qu'à la limite déterminée par le réactif appliqué et l'on peut séparer, par flottation, les particules de béril d'a-
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veo le feldspath dans le récipient de flottation.
Toutefois, comme le béril et le feldspath ont une affinité plus élevée que de pouvoir adsorbant, on constate qu'en agitant conti- nuellement les particules dans de l'eau, il se produit une substitution du film de réactif par une hydropellioule, avec un décroissement des caractéristiques de flottation de sorte que toutes les particules descendent vers le fond, bien que le réactif adsorbé adhère au béril assez longtemps pour opé- rer une séparation, sous forme d'éoumes, du béril d'avec le feldspath.
Tout excédent de réactif, dans l'exemple ci-des- sus, par rapport à la quantité requise 'pour correspondre à la différence d'adsorption du béril, serait adsorbé par le feldspath, pourvu que ce dernier ne comporte pas un film trop épais d'eau à pellicule variable, et il en résulterait des minerais traités impurs et une assez faible séparation.
Dans le traitement à sec avec assez d'acide oléique pour sa- tisfaire à leurs besoins d'adsorption respectifs, les parti- cules des deux minerais du mélange indiqué ci-dessus pour- raient simultanément être traitées par flottation. En passant à l'autre.extrême; il y a le cas d'un mélange de galène et e feldspath. La galène pourrait avoir une affinité égale à 1 et un pouvoir adsorbant de 100 ; donc, son film de réactif ne pourrait jamais être substitué par l'hydropelliou- le aussi longtemps qu'un réactif s'y trouve présent, bien qu'un excédent de réactif appliqué à un tel mélange à l'état sec produise la flottation d'une certaine partie de feldspath.
Le traitement idéal pour un tel mélange compren- drait un dosage de l'eau à pellicule variable établi de tel- le manière que la quantité suffise pour satisfaire l'affinité du feldspath et parer à toute adsorption de réactifs par celui-ci; dans ce cas, de faibles ou fortes quantités de réactif serviraient à obtenir la flottation de la galène à. elle seule.
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Par suite du pouvoir adsorbant non uniforme qu'on pourrait trouver dans un rainerai, c'est à dire par rapport aux différents réaotifs, et par suite des combinaisons mi- nérales presque infinies, destinées à être séparées, il est impossible d'établir des règles générales quant au dosage de, l'eau à pellicule variable, suivant le procédé perfectionné.
Toutefois, 'les minerais considérés peuvent être divisés en deux groupes généraux suivant le rapport de chacun d'eux, entre son hydroaffinité et son pouvoir adsorbant vis-à-vis des réactifs de flottation actuellement employés; d'après cette classification, on arrive à la classe I qui comprend les minerais dont l'hydroaffinité est généralement superieu- re à leur pouvoir adsorbant respectii, et ou se groupent presque tous les silicates, un grand nombre d'oxydes, quel- ques-uns des carbonates, hydrates et sulfures, ainsi que quelques autres types de minerais moins communs; dans la classe II sont groupés les minerais dont le pouvoir adsorbant
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est généraierient plus élevé que leur hydrÓaffinité respecti- ve;
cette classe comprend les minerais métalliques, la plu- part sulfureux, un grand nombre de minerais organiques, quel- ques carbonates, et quelques uns aussi non métalliques, quel- ques oxydes et pratiquement pas de silicates.
En ce qui concerne ces classes, on peut dire de manière générale que les séparations, par flottation, ne peuvent être faites commercialement avec les minerais appartenant à la classe 1, lorsqu'on appliaue des méthodes standard et que l'eau à pellicule variable accuse une quantité suffisante pour que l'eau pénètre dans les interstices dans le mélange, car dans ce cas, outre que l'hydroaffinité du minerai est comblée, il y a un excédent représenté par l'eau des inters- tices. Par contre, les minerais de la classe II permettent les séparations par flottation lorsque l'eau à pellicule variable accuse un volume tel qu'il n'y a pas d'eau dans les
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interstices etc.
Cependant, quelques minerais, soit dans la classe I, par rapport à certains réactifs de flottation, soit à la classe II, en ce qui concerne d'autres réaotifs, ainsi que l'adjonotion d'un minerai spécifique à l'une de ces olasses, pourraient présenter quelque changement au cours du traitement par suite des modifioations déterminées par des réactifs; ainsi dono, la nature et les conditions d'une com- binaison donnée destinée à la séparation, méritent d'être étudiées afin de déterminer le traitement spécifique, au su- jet du réglage d'eau qui convienne le mieux.
D'une façon générale, dans la séparation des minerais classés comme il vient d'être dit, on peut établir les règles suivantes pour le réglage de l'eau à particule variable :
A - Pour la séparation d'un minerai de la classe II d'a- veo n'importe quel minerai de la classe 1 - Réglage d'eau n'est pas nécessaire, car une telle séparation peut être faite avec un excédent d'eau et par les méthodes de flottation standard - Réglage d'eau s'a- vère avantageux au point de vue économie en réactifs et pour une meilleure séparation.
B - Pour la séparation, pour obtenir un minerai trié, d'un minerai de la classe II et d'un minerai de la classe I d'avec d'autres minerais de la classe I -
Réglage de l'eau à pellicule variable nécessaire, l'eau n'étant pas tolérée dans les interstices, pour obtenir la flottation du minerai de la classe I.
C - Pour la séparation d'un minerai de la classe I d'a- veo un autre minerai de la classe 1 - Réglage de l'eau à pellicule variable s'avère nécessaire; pas d'eau dans les interstices.
D - Pour la séparation d'un minerai de la classe II d'a- vec un autre minerai de la classe Il - Réalisable avec excédent d'eau, ou eau d'interstice, ou seule-
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ment avec de 1''eau à pellicule variable, dans un grand nombre de cas spécifiques; généralement, les séparations sont meilleures et plus nettes par le réglage de l'eau à pellicule variable, comme sous "C".
Pour donner une idée des difficultés qu'on rencontre à vouloir établir une classification rigide basée sur les ca- ractéristiques de flottation des minerais, il suffit d'exa- miner le cas du sphalérite (ZnS); par les méthodes connues, il est impossible d'obtenir la flottation de ce minerai, ni même lorsque le minerai est humide et qu'on utilise, comme réactif de flottation, du xanthate d'éthyle potassique; il figure à la classe 1 (xanthate).
Néanmoins, lorsque du sulfate de cuivre est ajouté à la masse de minerai, avant le xanthate, le sphalérite montre une plus forte adsorpti- vité pour le sulfate de cuivre que l'hydroaffinité et subit, par conséquent, une modification superficielle, au point de vue adsorption, déterminée par le sulfate de cuivre, et il en résulte que ce dernier recouvre la surface des particules du sphalérite; cette couche accuse une si forte capacité adsorbante pour le xanthate qu'il se produit une concentra- tion flottante de ce réactif sur et autour des particules recouvertes du sphalérite, en présence d'un excédent d'eau; les particules recouvertes se groupent maintenant dans la classe II, en ce qui concerne le xanthate.
Cependant, le sphalérite non recouvert, dont le minerai est humide, et après un réglage epproprié de l'eau à pellicule variable, permet la flottation avec de l'acide oléique comme réactif, puisque dans le cas de l'hyodropellicule autour des parti- cules, réduite à une épaisseur appropriée grâce au réglage de l'eau à pellicule variable, le pouvoir adsorbant rela- tivement faible du minerai, par rapport à l'aoide oléique
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n'est pas entièrement compromis par l'hydropellicule et pourra déterminer la concentration flottante de ce réactif sur et autour des particules de minerai.
A titre d'exemple pratique, pour les possibilités de flottation, dues au réglage de l'eau à pellicule variable, il a été effectué des essais comparatifs à l'aide d'un sable siliceux à verre grossièrement granulé (64 mailles plus 570 mailles). Cette matière contenait des particules de silice pure, des particules de silice impure et décolorée et des particules de substances étrangères, dénommées ci-après "particules de minerais" ; le choix portait précisément sur cette substance, car tous les spécialistes sont unanimes à déclarer que la silice grossière ne permet pas la séparation par flottation ni.même la séparation des particules impures.
Cette matière a été bien lavée et nettoyée et des prises d'essai de 200 gr ont été employées dans chacun des quatre essais suivants : Essai n 1 - Comme eau à pellicule variable, il n'y avait que celle absorbée, par la manière, de l'atmos- phère, soit approximativement 1/10me de pour- cent, en poids, de la matière. S gouttes d'a- cide oléique (315 gr par tonne) ont été addi- tionnées à la matière d'essai et bien mélangées
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à celle-ci; urus uue IIl.LUUlit3 u.' ug11;ation dans un récipient de flottation, 137 gr (68.5%) de si- lice pure et de particules de minerais surnageadent; le minerai trié avait uue plus uelle couleur . que les steriles.
Essai n 2 - Les mêmes conditions qu'à l'essai n 1, avec la différence que 5 gouttes d'acide oléique (510 gr. par tonne) ont été employées; minerai trié flottant : 187 gr (93.5%), amélioration de la teinte, plus marquée qu'au premier essai.
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Essai n 3 - Les mêmes conditions qu'à l'essai 2, avec la différence que 1 cm3 d'eau (1/2 de 1%) a-été ajou- té et mélangé avec le sable, avant l'addition de l'acide oléique. Minerai trié 6 gr composé entièrement de particules de minerais à pouvoir adsorbant relativement élevé. Pas de silice en flottation par suite des effets d'empêchement dus à l'eau à pellicule variable.
Essai n 4 - Répétition de l'essai n 3, avec 20 gouttes (2.25 Kg par tonne) d'acide oléique : Résultat : seulement 3 grammes de particules de minerai; un excédent considérable de réactif tend à se défaire directement des particules et coagule ces dernières, de sorte qu'elles descendent; il se produit du reste une mousse à la surface de l'eau du récipient, de manière qu'on ob- tient une écume pauvre ou même pas du tout, donc une plus faible extraction.
En conclusion, ces essais démontrent les avantages qu'on peut réaliser grâce au réglage de l'eau à pellicule variable déterminant ainsi la modification de.l'épaisseur de l'hydro- pellicule adhérant au minerai et particules de celui-ci; ces essais démontrent donc la nouveauté du procédé suivant l'in- vention.
Par le traitement à sec, au moyen d'une quantité ap- propriée d'acide oléique, toute la prise d'essai a pu être mise en flottation sans qu'il y ait eu séparation; dès lors, les limites d'eau, dans lesquelles le dit réglage d'eau à pellicule variable dont il est question pourrait être employé avec le plus d'effet, commencent juste au-dessus de l'état sec et vont jusqu'à une valeur se trouvant juste au-dessous de celle qui déterminerait la présence d'eau dans les inters- tices de la matière. Dans ces limites, le réglage approprié
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de l'eau à pellicule variable permet la séparation, par flottation, des matières considérées jusqurici comme'non séparables par flottation, ainsi que des matières à capacité et pouvoir adsorbants presque identiques.
En sus des possibilités du réglage d'eau expliquées ci-dessus, il a été trouvé que de faibles quantités de cer- tains produits chimiques généralement employés comme réactifs de flottation contribuent à former des pellicules excessive- ment minces sur des minerais pulvérulents humides. Ce prin- cipe est appliqué au nouveau procédé perfeotionné de traite- ment de minerais, en vue de faciliter, modifier et régler la séparation des minerais désirés, d'avec la gangue ou d'autres matières auxquelles ils pourraient être combinés.
Ce traitement peut s'appliquer à un grand nombre de substan- ces, et l'on pense que le ou les réactifs employés pour ces matières plus ou moins humides déterminent quelquefois une réaction chimique avec certains constituants des particules et forment des combinaisons modifiant le comportement des particules soumises à la flottation; dans d'autres cas, ce- pendant, on croit que le traitement modifie le pouvoir ad- sorbant des particules ou de certains constituants de celles- ci, et produit également des changements déterminés dans le comportement des particules, dans le récipient de flottation.
Bref, pour ces raisons, l'invention porte essentielle- ment sur le réglage d'eau à pellicule variable, des minerais et composés inorganiques, et sur le traitement subséquent des matières hygrométriquement réglées, à l'aide d'un ou plusieurs réactifs, en vue de modifier et régler le compor- tement des matières, pendant la flottation et tout partiou- lièrement sur le traitement des matières hygrométriquement réglées, au moyen de réactifs relativement concentrés, en quantités assez faibles, et ce avant la séparation par flot- tation.
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L'invention se caractérise encore par son nouveau modus operandi et les nouveaux arrangements et combinaisons des phases du procédé décrit ci-après et dans le résumé.
Pour l'application du nouveau procédé ou nouvelle mé- thode, perfectionné, le minerai ou composé inorganique à traiter est désintégré ou réduit de toute autre façon à la finesse voulue, suivant la nature de la matière à traiter; si la matière renferme un métal comme du fer, cuivre ou des composés de zinc finement subdivisés dans le minerai, la ma- tière doit être réduite à tel point, par n'importe quelle méthode connue, que de préférence la totalité, ou une partie, des minerais désirés soit exposée à la surface des particu- les respectives. Le degré de désintégration peut être dé- terminé par l'examen métallographique ou bien par des essais empiriques ou pratiques.
Dans le cas de minerais non métal- liques, où l'on désire séparer les différents minerais ou éléments utiles de ces minerais, les particules désintégrées peuvent être sensiblement moins fines; le degré de mouture n'est pas fixé, mais il y a lieu de veiller à ce que la ma- tière soit dans les conditions voulues pour passer rapidement à travers le récipient de flottation, connu en soi ; degré exact de désintégration est généralement établi par l'ob- servation ou par simples essais.
D'abord, la matière désintégrée subit le réglage au point de vue teneur en eau à pellicule variable, en vue de déterminer l'épaisseur de l'hydrôpellioule autour des par- ticules, ou de certaines particules, du mélange, suivant les principes développés ci-dessus, et d'après les caracté- ristiques des matières et la nature de la séparation envi- sagée ; puis elle est mélangée à un ou plusieurs réactifs relativement concentrés. Si le réactif est un corps solide, il doit être mis dans une solution, ou bien il faut une quantité suffisante d'eau, dans le minerai, pour qu'il y
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ait une telle solution qui puisse contribuer à véhiculer le réactif.
Comme réactif, il existe un bien grand nombre; dans le choix, il est tenu compte des conditions physiques de la matière à traiter et de sa structure moléculaire et métallo- graphique ; dans certains cas, il peut être avantageux d'ajouter une petite quantité d'acide sulfurique ou autre, soit avant, soit simultanément avec l'addition du ou des autres réaotifs, ce en vue d'enlever toute pellicule oxydée des surfaces des particules en question, ou de contribuer autrement, dans la flottation ultérieure. Egalement, d'autres délayants neutres, de toute nature appropriée peuvent être utilisés en vue de la viscosité et propagation des réactifs.
Alors qu'une addi- tion d'acide sulfurique a été quelquefois désirable pour net- toyer les surfaces des particules et permettre une plus forte adhésion à celles-ci, des autres réactifs, il pourrait être préférable dans certains cas d'employer un alcali pour ac- croître l'action des réaotifs utilisés pour la flottation; l'addition d'alcalis ou d'acides est subordonnée aux mêmes considérations parfaitement connues dont on tient compte dans les méthodes de flottation appliquées jusqu'à présent, pour la concentration d'ions d'hydrogène, ou connues sous le nom de "per-oent-oontrol".
Quelques minerais, comme les phosphates de Floride, certains oxydes manganeux, carnotite et d'autres minerais plus ou moins spongieux, ne requièrent pas uniquement l'hy- droréglage, d'après la présente description, mais encore l'addition d'agents inactifs destinés à en combler les pores avant l'addition et mélange des réactifs proprement dits.
Ces agents inaotifs n'ont aucun effet, sauf celui d'abaisser le août et le volume des agents actifs d'un prix plus élevé, indispensables pour la séparation finale. Si un tel minerai est traité de cette façon, la quantité totale d'agents em- ployés, aussi bien les agents actifs que les substances
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inactives, est sensiblement inférieure à celle qu'on utilise au traitement d'après les anciennes méthodes'connues.
Les réactifs de flottation connus en soi, y compris les collecteurs, écumeurs, sulfuriseurs, activeurs, agents dé- presseurs etc., comme par exemple les acides gras et leurs dérivés, les xanthates, sulfures de soude, huile de pin et similaires, ont été reconnus utiles pour le traitement d'un grand nombre de minerais.
Le plus grand écart, au point de vue des résultats, en- tre l'ancienne méthode dite humide, et le nouveau procédé perfectionné, est le plus souvent constaté lorsque les réac- tifs utilisés sont insolubles ou uniquement faiblement so- lubles dans l'eau. La dernière méthode est meilleure, par- ce que maintenant, on réalise le contact entre les particu- les de minerai et les réactifs, lorsqu'ils sont mélangés à l'état humide, car cela permet la formation de pellicules aux surfaces de particules, et ainsi donc la flottation.
Lorsqu'on utilise des réactifs plus facilement solubles dans l'eau, l'avantage qu'il y a à employer la nouvelle méthode réside dans le fait qu'ils se trouvent dans une plus forte concentration; il faut donc moins de réactif, et l'action sur les surfaces des particules est plus rapide et plus ferme.
Les réactifs sont utilisés en très faibles quantités, c'est à dire de l'ordre de 1/100 de livre par tonne de ma- tière traitée, jusqu'à lE.2 kg par tonne de matière traitée, suivant la nature des matières et les degrés de désintégra- tion.
La matière et les réactifs doivent être intimement mé- langés l'une aux autres ; aucun appareil spécial n'est néces- saire à cette fin. Les réactifs paraissent se propager par contact, et en peu de temps, ils pénètrent et recouvrent une grande partie de matières. Dans certains cas, il a été
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trouvé que l'opération du mélange donne des résultats par- tioulièrement intéressants lorsque les réactifs sont addi- tionnés par petites quantités à la matière; si cette opéra- tion s'effectue dans l'un des nombreux types de mélangeurs connus, il suffit assez souvent de mettre les particules seu- lement quelques instants en contact avec le réactif ou avec les autres particules auxquelles le réactif adhère.
Des essais répétés ont démontré que de faibles quantités de certains réactifs peuvent être propagées, par agitation, de manière à recouvrir les surfaces d'un grand nombre de particules de minerai légèrement humides, de différents grains, à partir de la pulvérisation fine jusqutà la granu- lation grossière. Les diverses matières ont chacune un pouvoir adsorbant différent, par rapport aux différents ré- actifs, et en comparant deux minerais, l'un accusera tou- jours un pouvoir adsorbant plus élevé que l'autre, pour un réactif déterminé. Le fait que les différents minerais pré- sentent une diversité de pouvoir adsorbant apparait encore plus olairement lorsque le minerai n'est mouillé que très faiblement eu contient moins que 1/4 de pouroent, en poids, d'eau à pellicule variable.
Dans de telles conditions, tout réactif additionné et mélangé aux particules accuse une très forte concentration, comparativement aux méthodes de flot- tation généralement appliquées. Ces réactifs concentrés peuvent alors recouvrir les particules de minerais humides et ils peuvent, dans de bien meilleurs conditions, se fixer directement, par adsorption, aux surfaces des particules.
Puis, par agitation et contact ininterrompu entre les particules, ce film de réactif entourant ou recouvrant certaines part-ies de celles-ci est enlevé, par frottement, des particules dont le pouvoir adsorbant est moins élevé par rapport au dit réactif, et il adhère, par adsorption, en formant une pellicule, aux particules à pouvoir adsorbant
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élevé.
L'agitation continuelle établit progressivement un con- tact entre les différentes particules de minerais, l'une avec l'autre, et par ce contact, le film passe d'une surface de minerai à une autre ; cecontact suffit pour opérer cette transposition de la pellicule constituée par le réactif.
Lorsque les besoins d'adsorption ou autres des plus forts minerais ont été satisfaits, tout réactif restant est absorbé par les surfaces des particules qui suivent au point de vue de la force attractive, et s'il y a assez de réactif pour satisfaire les besoins d'adsorption de toutes les parti- cules, toutes les particules non retenues commenceront à flotter.
L'exemple suivant démontre comment des minerais à pou- voir adsorbant élevé, par rapport à l'acide oléique, et rame- nés à moins de 1/4 de pourcent d'eau à pellicule variable, peu- vent soustraire la pellicule ou réactif, des minerais à plus faible pouvoir adsorbant, permettant ainsi la séparation, par flottation :
1 200 gr de sable siliceux-144 + 1600 mailles par cm2, teneur en eau à pellicule variable : 1/10 de 1%-ont été mélangés, pendant 5 minutes, dans une bouteille en verre, avec 4 gouttes d'acide oléique et 1 goutte de terpinéol (35 gouttes = 1 cm3)
2 25 gr du mélange ci-dessus ont été mis dans un ré- cipient de flottation; surnageaient 24.5 grammes.
3 Aux 175 grammes qui restaient, de ce sable, il a été ajouté 200 gr de feldspath potassique rose -144 + 1600 mailles par cm . Sable et feldspath ont été mélangés pendant 5 minutes dans la bou- teille; 25 gr de ce mélange ont été mis dans le ré- oipient de flottation ; 12gramraes surnageaient, à .savoir 90% de f eldspath.
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4 Aux 350 gr restants de sable et feldspath, il a été ajouté 100 gr de béril bleu-clair; celui-ci avait désintégré jusqu'à-64 mailles par cm2; le tout a été mélangé dans la bouteille, pendant 10 minutes;
25 gr ont été mis dans le récipient de flottation et 4,5 grammes surnageaient ; uniquement du béril pur.
5 Aux 425 gr restants, de sable, feldspath et béril, il a été additionné 100 gr de calcaire cristallin -144 mailles par cm2. Le tout mélangé pendant 10 minutes dans la bouteille, et puis tous les 525 grammes ont été mis dans le récipient de flottation.
Le résultat était de 94.5 gr de chaux d'une pureté de 98%.
Ces essais démontrent comment ce sable dont les parti- cules comportaient d'abord la pellicule de réactifde manière à surnager, perdait ensuite la dite pellicule qui était alors adsorbée par le feldspath; le mélange de sable et feldspath en a cédé au béril et celui-ci, au calcaire; aucun autre réac- tif n'a été additionné pendant les essais et la pellicule de réactif formée par quatre gouttes d'acide oléique a dû 'être transmise des surfaces d'un minerai aux surfaces du minerai plus fort, dès son addition et mélange avec les au- tres.
Le temps que le mélange reste avant son introduction, dans le récipient de flottation a, dans certains cas, un effet péremptoire sur la flottation des écumes ultérieure ; dans le cas de 'quelques sables siliceux très faiblement mouillés et contenant des particules pures et impures, on a constaté que, si on laisse le mélange environ 5 minutes a- vant de l'introduire dans le récipient de flottation, aucune particule ne surnagera. Mais si on laisse le mélange pen- dant deux heures, après son passage dans le mélangeur, les particules de silice pure monteront directement à la partie
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supérieure du récipient, tandis que les grains impurs ne na- gent pas.
Il semble donc que lorsque la capacité affinitive des particules est presque satisfaite, il faut une plus lon- gue durée de contact pour que les réactifs agissent ou subs- tituent l'eau à pellicule variable, en vue de fluctumodifier suffisamment les particules pour la flottation.
Le récipient de flottation peut être d'un type connu, conçu de manère à fournir les quantités voulues d'eau, d'air ou gaz qu'on utilise actuellement dans les conditions de tra- vail ordinaires. Le récipient ne doit pas avoir une forme spéciale pour l'application de l'invention, pour donner des résultats supérieurs à ceux obtenus jusqu'à présent, de même qu'on pourra introduire tout autre réactif dans le récipient, soit séparément, soit avec le mélange traité au préalable comme dit ci-dessus. La même catégorie de réactifs qu'on utilise au traitement préalable du mélange ou charge, peut être introduite dans le récipient ou, si l'on préfère, on pourra employer des réactifs différents.
Le procédé d'addi- tion exact des réactifs de flottation, non mélangés dès le début au minerai humide, n'est pas essentiel pour l'applica- tion de la méthode et est en dehors de la présente invention.
Du fait que les particules de minerai à traiter ont dé- jà été recouvertes d'une pellicule formée par le réactif nécessaire pour modifier les surfaces et empêcher que l'eau ne les mouille, ainsi que pour parer à toute autre modifi- cation des caractéristiques de surface, ces particules surna- gent beaucoup plus rapidement que lorsqu'on applique les méthodes de flottation standard. Cette facilité de sépara- tion et la rapidité dont se produit la flottation réduisent grandement le nombre des récipients de flottation employés à l'usine; à côté d'une réduction du prix des installations, on réalise donc encore une réduction des frais de traitement.
Les exemples suivants pour l'application pratique de
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la nouvelle méthode à certains minerais, démontrent la na- ture des réactions ainsi que les résultats qu'on peut obtenir.
Exemple 1 : Un minerai contenant du chrysocolla (CuSIO3. 2H2O) et du malaohite, à gangue quartzeuse, a été dé- sintégré de manière à passer un tamis à 64 mailles par om2, l'hydrorèglage ayant été effeotué de sorte qu'il y avait 2%, en poids, d'eau à pellicule variable ; puis a eu lieu le mélange avec la quantité suivante de réaotifs, par tonne de minerai : 227 gr d'oléate de sodium ; 2. 73 gr d'aeroflot à 15%; 910 gr de sulfure de sodium; le mélange a été mis dans un récipient de flottation ; addition des quantités suivantes de réactifs, par tonne de minerai : 114 gr xanthate de potasse et 45 gr de terpinéol; le minerai trié était de 3.6%, en poids, du total et donnait 23.03% de cuivre;
les produits stériles accusaient 96.4%, en poids, du total et renfermaient 0.23% de cuivre. L'extraction était égale à 78.7% du cuivre ; lemême minerai traité par les anciennes mé- thodes de flottation, l'extraction de cuivre n'était que de 6%.
Exemple 3 : le minerai traité était de l'oxyde de chro- me (à faible teneur), à gangue siliceuse; désintégration : 144 mailles par cm2; hydroréglage : 3%, en poids, d'eau à pellicule variable ; a été ensuite mélangé avec 91 gr d'acide oléique et 136 gr de terpinéol, par tonne de minerai. Aucun réactif n'a été ajouté au récipient de flottation; la mine- rai trié par flottation correspondait à 6.8% du poids du minerai et donnait 47.31% de Cr2O3; les produits stériles étaient de 93.2% du poids du minerai et renfermaient 2.25% de Cr2O3; l'extraction était donc de 59.1%.
En traitant le même minerai, avec les mêmes espèces et quantités de réac- tifs, par les méthodes de flottation connues jusqu'à présent, l'extraction n'était que de 18% de Cr2O3; le minerai trié renfermait seulement 16% de Cr2O3.
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Exemple 3 : Un minerai contenant du chalcopyrite oxydé (CuFeS2), bornite (Cu2FeS3) et d'autres véritables oxydes de cuivre, à gangue quartzeuse avait été désintégré en vue de passer 64 mailles par cm2; hydroréglage : 3% d'eau à pel- licule variable. Le minerai a été ensuite mélangé pendant 5 minutes avec les réaotifs suivants (quantités par tonne de minerai) 273 gr de xanthate de potasse, 1.09 kg de sulfure de soude, 182 gr d'aéroflot à 15%; le mélange a été mis ensuite dans un récipient de flottation, seulement avec de l'eau; on en a obtenu un minerai consistant en bornite, oxydes de ouivre et un peu de chalcopyrite; puis les réactifs suivants, par tonne de minerai, ont été ajoutés, dans le ré- cipient de flottation : 91 gr de xanthate de potasse et 45 gr de terpinéol ;
deuxième résultat était presque uniquement du chalcopyrite avec un peu de bornite. Le résultat total des deux opérations était de 94.6% de cuivre, le minerai trié était presque entièrement pur. Le minerai résultant de la première opération .correspondait à 12.6%, en poids, du total trié. Le second était de 87.4% du total trié. Le traitement du même mélange par les méthodes classiques de flottation, u- tilisant les mêmes réactifs, ne donnait comme extraction que 74% du cuivre total ; les méthodes classiques, les particules oxydées, de sulfure et les oxydes véritables ne surnagent pas.
Cet exemple démontre comment certaines particules d'oxy- de ou oxydées de minerai de cuivre peuvent être facilement sulfurisées lorsqu'on utilise une solution concentrée de Na2S, par flottation des Matières, grâce au xanthate. Les matières triées par la deuxième opération auraient surnagé avec celles de la première, si tout le xanthate avait été additionné en une seule fois.
Exemple 4 : Minerai de béril (Be3Al2(SiO3)6) ayant à peu près 20% de béril, aveo gangue de feldspath et de quartz;
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désintégration : 64 mailles par cm2; hydroréglage, substan- tiellement : 1% d'eau à pellicule variable. De l'acide olé- ique, environ 114 gr par tonne de minerai, et du terpinéol, environ 45 gr par tonne de minerai, y ont été incorpores et mélangés pendant 5 minutes; ce mélange a été placé alors dans un récipient de flottation du type classique; le mine- rai trié y obtenu était pratiquement du béril pur et conte- nait plus de 95% du béril, en ne laissant dans les matières stériles que 5%. Le même minerai traité par les procédés de flottation classiques, au moyen des mêmes réactifs, n'a pas donné de flottation du tout.
Exemple 5 : Du sable siliceux impur a été passé par un tamis à 64 mailles par cm2; hydroréglage : environ 1/10 de pourcent d'eau à pellicule variable; puis mélangé avec 455 gr d'acide oléique et 91 gr de terpinéol, par tonne de sable.
Ce mélange a été laissé pendant 2 heures et puis placé dans un récipient de flottation, du type classique (uniquement de l'eau); le sable pur entraîné dans l'écume, par le récipient, était de 98.8%, en poids, du total de sable, et le sable im- pur rejeté non surnageant, était de 1.2% du poids total du sable ; le sable flottant était presque uniquement de la si- lice pure. Le sable siliceux à gros grains ne peut être trai- té par flottation par les anciennes méthodes.
Ce dernier exemple montre comment la silice normalement non flottable peut acquérir cette faculté si l'eau à pelli- cule variable est maintenue à une assez faible limite. L'ex- emple montre encore que deux minerais ayant tous les deux une hydroaffinité plus forte que de pouvoir adsorbant par rapport à l'acide déique, ne doivent comporter qu'une hydro- pellicule très mince en vue d'obtenir, dans le récipient de flottation, la séparation des dits minerais, l'un d'avec l'autre.
Comme le prouvent les exemples ci-dessus, la méthode
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perfectionnée pourra avantageusement être employée pour le traitement, par prompte flottation, des minerais dont la flottation est impossible ou difficile, lorsqu'on recourt aux procédés de flottation classiques.
Les exemples ci-dessus démontrent encore qu'une plus faible quantité de réactifs est nécessaire dans la nouvelle méthode, comparativement aux procédés classiques utilisés actuellement et qui ne peuvent provoquer la flottation d'un grand nombre de matières dont la flottation est obtenue par la méthode perfectionnée. De plus, le nouveau procédé est positif et définiencequi concerne les réactions, vu que le réactif y est mis en contact direct et intime avec les par- ticules, sous forme de concentration, au lieu d'être répandu dans une quantité d'eau relativement considérable, où. le con- tact de chaque particule individuellement considérée, avec le réactif, est plutôt une question de hasard.
Un plus grand nombre de réactifs peut être utilisé dans la nouvelle méthode, puisque le réactif est appliqué directe- ment à la surface du minerai, dans une forme relativement concentrée. Les réactifs de nature différente qui n'adhère- raient pas bien au minerai en présence d'un excédent d'eau ou qui auraient un effet chimique à l'état délayé, pourront être utilisés avec de bons résultats lorsque le minerai est traité directement, par des réactifs relativement concentrés.
En ligne générale, l'application de la méthode perfec- tionnée ne requiert aucun séchage spécial; si, pour une rai- son quelconque, un tel séchage est nécessaire, cette opéra- tion n'entravera en rien l'application du nouveau procédé, sauf si la température de séchage agissant sur le mélange de minerai et réactif dépasse le point d'ébullition ou de vaporisation des réactifs. Lorsque l'hydroréglage doit être poussé fortement de manière à donner une très faible quanti- té d'eau à pellicule variable, il est préférable de sécher
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le minerai, thermiquement, jusqu'à ce que l'eau y contenue accuse le pourcentage voulu; dans certains cas, toutefois, il s'avère avantageux de sécher le minerai tout à fait et d'y ajouter alors le pouroentage d'eau voulu.
Les considérations d'ordre commercial détermineront évidemment le degré du réglage d'eau, dans les limites de l'extraction pratique, telle qu'on la désire, car dans cer- tains cas, les frais de séchage d'un minerai pour en enlever un faible excédent d'eau, peuvent facilement être trop éle- vés par rapport à 1''extraction telle qu'elle résulte d'un hydroréglage tellement poussé. Le minerai peut être désin- tégré pendant qu'il est humide, puis le réactif peut y être additionné ou, cela est évident, le réactif peut être mélangé, dans le broyeur, à certaines catégories de minerais, pendant le broyage même.
Il est bien entendu que le terme "minerai", utilisé dans la présente description n'est pas uniquement limité à ces matières dans leur état naturel, mais ce terme désigne aussi les produits des opérations métallurgiques et les minerais triés par flottation antérieure et aussi un grand nombre de minerais non métalliques.
Vu les nombreux changements, additions, ommissions et modifications que ceux qui connaissent le métier pourraient proposer, et qui peuvent vraiment être indispensables dans l'application de la nouvelle méthode perfectionnée se rap- portant à la séparation spécifique, c'est à dire écarts qui ne s'éloignent pas du principe de l'invention, il est expressé- ment dit que l'invention est limitée uniquement par le ré- sumé annexé plutôt que par les détails de la présente des- cription.