CA1040755A

CA1040755A - Procede d'enrichissement, par flottation, de minerais de phosphates a gangue contenant des carbonates

Info

Publication number: CA1040755A
Application number: CA213,492A
Authority: CA
Inventors: Smael M. Smani
Original assignee: Office Cherifien des Phosphates
Current assignee: Office Cherifien des Phosphates
Priority date: 1974-11-12
Filing date: 1974-11-12
Publication date: 1978-10-17

Abstract

Procédé de valorisation, par flottation, des minerais de phosphates à gangue carbonatée, ou contenant des carbonates. Conformément à l'invention, l'on réalise la séparation des phosphates et des carbonates que contient le minerai à traiter, en soumettant celui-ci à un traitement de flottation inversée, à l'aide d'une association de réactifs comprenant un collecteur de flottation des carbonates, et des agents de modification de propriétés physico-ohimiques superficielles des particules phosphatées, qui dépriment ces dernières. Application à l'enrichissement de minerais de phosphates sédimentaires et cristallins à gangue contenant des carbonates ainsi qu'éventuellement des silicates et des silico-aluminates.

Description

1040755 Ila presente irvention est relative à u.n nouveau procédé d'enricllissement par flo-ttation, de mir~e~ais de phospha-te~ à gangue contenant des carbonates.
Il est connu dcpuis assez Iongtemps de réaliser l'enri-chissement des minerais de phosphate à gangue siliceuse, par flottation. Conformément aux dispositions de l'Art antérieur, les les procédés d1enrichissement par flottation les plus usuels consistent à soumettre des minerais de phosphate à gangue sili-ceuse à une première flottation à l'aide d?acides gras; l'on obtient, dans le flotté, le phosphate et une partie de la silice de la ~angue. ~e flotté est lavé à l'acide sulfurique pour éli-miner les traces d'acides gras qui subsistent 3ur les particules de phosphate et sur les grains de silice et de silicate~ ~e pro-3i duit lave est soumis à une dewcième flottaticn qui est réalisee 3 à l1aide d'amines: la silice et les silicates sont récupérés j dans le flotté, -tandis que llon obtient un concentré de phosphate ¦ dans les non-flottés.
Toutefois ces procédés connus sont inapplicables à la séparation des phosphates et des carbonates présents dans les -~ 20 minerais de phosphate à gangue carbonatée, en raison d'une part i du comportement électrochimique semblable des particules de F~osphate et de carbonate, et d'autre part de la réaction simi-laire des carbonates et des phosphates vis-à-vis des réactifs collecteurs actuellement connus. En d'autres termes, si l'on ~ applique à la flottation des minerais de phosphate à gangue car-¦ bonatée, les prccédés connus d'enrichissement par flottation des minerai~ de phosphate à gangue siliceuse, l'on n'obtient pas la séparation des phosphates et des carbonates, car ceux-ci ~lottent ensemble, Il ressort de ce qui précède qu'il ne semble pas que l'on soit parvenu jusgu'à présent à réali~er une valori~ation -1- $
,~ . - .
104Q7~5 satis~aisante des mine rais de phosphate à gangue carbonatée, ~ar ; rlottation, les recherches effectuees jusqu'alors n'ayant pu aboutir a la mise au point d7~1 procédé d'enrichissement par flottation de ces types de minerais. Ies procédés de valorisa-tion des minerais de phospha-te à gangue carbonatee usités actuel~
; lement consistent en une calcination9 suivie généralement d'une élimination de la chaux produite et parfois de la fabrication de phosphore ~lémentaire. Ces techniques nécessitent cependant des installations complexes et ooûteuses et sont, de ce fait, dlun prix de revien-t élevé.
D'autre part, les procédés d'enrichissement de minerais de phosphate a gangue carbonatée, par calcination, ne s'appli-quent qu'à certains type~ de minerais de phosphate, à sa~oir à
des minerais de phosphate dont la gangue contient de façon prépodérante des carbonates de métaux alcalino-terreux, à l'ex-J clusion des minerais qui contiennent à côté de tels carbonates, des proportions relativement importantes se silicates et de silico-aluminates qui ~orment avee le carbonate, au cours de la I calcination, des combinaisons qutil est impossible d'éliminer J 20 du phosphate, et qui rendent le produit obtenu difficilement ¦ commercialisable en raison des impuretés qu'il contient.
Or les procédés de ~lottation présentent un certain nombre d'avantages, en particulier leur simplicité de mise en oeuvre, la possibilibé qu'ils donnent de traiter des tonnages considérables et, ~urtout, leur prix de revient tras bas; c'est la raison pour laquelle il s'est averé souhaitable de développer une teclmique propre à permettre 1'application des procedés de i flottation à l'enrichissement des minerais de phosphate à gangue ~ carbonatée.
¦ 3Q ~a présente inven-tion s'est en conséquence donné pour but de pourvoir a un nouveau procédé d'enrichissement par

-2-~(~4~7SS
flot-tat.ion, cle r~lnera.i.s de l~hosphal,e à gan~lle con-tena~-t des carbonates, qui répond mieux aux néccssit~s de la pratique que le3 procédés antérieuremen-t co~nus visant au traitement de mine-rais de pl7losphate à gangue ca~ bonatee-, no-ta~men-t en ce que ce nouveau proce~é permet l'e-xploitation des énormes ressollrces que consti-tuen-t les minerais de pho~phate à ~angue carbonatée, en ce qulil permet la valorisation de minerais de phosphates à gangue carbonatée aussi bien que de minerais de phosphate à gangue con-tenant ou-tre des carbonates, également des silicates et des silico-aluminates, qui é-taient jusqu'à prés~t absolument inexploi-tables par les procédé~ de calcina-tion antcrieurement conmls, comme c'était le cas notamment pour certains phosphates sédimen-taires, et en ce qu'il constitue un procédé à grand débit, nota-blement plus économique que les procédés de calcination conformes rt antérieur.
.
I ~a présente invention a pour objet un procédé d'enri-chissement, par flottation, de minerais de phosphate a gangue contenant des carbonates, caractérisé par le fait que l'on réa-lise la séparation des phosphates et des carbonates que contient 1 20 le minerai à traiter, en soumettant celui-ci à un traitement de I ~lot-tation inversée, ~ l~aide d~une association de réacti~s com-prenant un collecteur de flottation des carbonates, et des agents de modificatton des propriétés physico-chimiques superficielles des particule.s phosphatées, qui dépriment ces dernières.
Selon un mode de réalisation préfére du procédé qui ~ait l'objet de la présente invention, les agents de modifica-tion des propriétés physico-chimiques superficielles des parti-cule~ pho~phatées sont essentiellement constitués par la combi-naison d'un ou de plusieurs sels métalliques simples ou complexes avec un ou plusieurs agents complexants.
~onformément à un autre mode de réalisation préféré du 4~7SS
procéde qui fait 1' ob j~ t de la p~. ésente i-rlven-ti~n, 1~ on s~pare les phosphates et les carbonates par Llot-tation inversée, en trailant au cours d'~ premier s-~ade le minerai - qui se trouve avantageusement à l~état (~e ~ulpe - par ~1 ou des sels métalliques ~imples ou complexes, apr~s quoi la pulpe issue du premier stade de traitement est traitée par un complexant, au cours d'un deu- -xiame stade, la flottatio~l des carbonates étant réalisée au cours d~un troisiemé stade par introduction d'un agent collecteur de flottation des carbonates. Les sels métalliques s3mples ou complexes mis en oeuvre conformément à l'invention, au cours du premier stade du traitement, sont choisis parmi les sels simples ou complexes d~alwminium, de baryum, de cobalt, de cuivre, de fer, de nic~el, de plomb, de strontium, de zinc, etc.
~ es agents complexants introdui-ts au cours du deuxième stade du traitement conforme à la présente invention, sont plus particulièrement choisis parmi les chélatants, notamment dans le groupe qui comprend les acides acétique , nitro-acétique, lacti- ' que, oxalique, succinique, tartrique, etc... et leurs sels.
Conformement à une dispoBltion avantageuse du procédé
qui fait l~o~jet de la présente invention, l~agent collecteur de flottation des carbonates mis en oeu-rre au cours du troisième stade du procédé est constitue par un agent tensio-actif à chalne hydrocarbonée comprenant de ~ ~ 20 atomes de carbone.
Cet agent tensio-actif est choisi dans le groupe qui comprend des substance 9 tensio-actives anioniques du type des acides gras et de leurs sels, et des substances tensio-actives cationique~ du type des amines et des polyamines.
Conformement à l'invention, les agents de modification des propriétés physico-chimiques sup~rficielles des particules phosphatées, qui dépriment ces dernières, sont mis en oeuvre raison d'une quantité égale ou supérieure ~ 50 g par tonne de .- -- 104~755 mati~re solide traitée.
~ 'effet déprimant maximum dès particules phosphatées est obtenu conformément à l'invention, en mettant en oeuvre une combi~aison d'un sel métallique et d~n agent complexant -~
suivant un rapport pondéral de l'ordre dc 1/1 ~ 1/6.
Conformément à l'invention, l'agent collecteur de flot~
tation des carbonates est mis en oeuvre ~ raison de 300 ~ 3000 g par tonne de matière solide traitée. ~ -, Pour la mise en oeuvre du nouveau procédé d'enrichis-sement, par flottation, de minerais de phosphate à gangue con~
tenant des carbonates conforme à la présente ihvention, l'on opère, de préférence, dans les conditions suivantes:
I.e minerai de phosphate à gangue contenant des carbo-nates traité conformément à la présente invention peut être aussi ¦ bien un phosphate sédimentaire qu'un phosphate cristallin.
~ près avoir été broyé ~ une granulométrie appropriée, fonction de la maille de libération du minerai~ il est mis sous forme de pulpe concentrée.
~ 'on réalise un premier conditionnement du minerai en pulpe à l'aide d'une quantité donnée d'un ou de plusieurs sels métalliques, qui peuvent être des sels simples ou complexes ¦ d'aluminium, de baryum, de cobalt, de cuivre, de ler, de nickel, de plomb, de strontium, de zinc, etc...; le cation métallique du sel mis en oeuvre exerce une influence sur la charge des phosphates, qui change de signe et devient positive, alors que la charge des carbonates demeure négative.
Toutefois, l'influence des cations métalliques sur la charge ne s'exerce que lorsque leur concentration est sufflsan-te, et est de préference égale ou supérieure à 25 g par tonne de matière solide traitee.
~ 'on réalise ensuite un deuxième conditionnement en .: :.. ' .' .: . ' 1(~4~755 .
traitant la pulpe i~sue du premier conditionnement par un ou des a~ents complexants qui sont plus particuli~re~ent des agents ; chélatants choisis dans le groupe qui comprend les acides acéti-que, nitro-acétique, lactique, oxali~ue, succinique, tartrique, etc... et les sel~ de c~s acides.
Ce~ agents complexant~ se fixent sur les cations métal-lique~ qui se sont fixés sur les particules phosphatées, au cours du premier conditionnement auquel a été soumis le minerai, recouvrant lesdite~ particules d'une couche hydrophobe fortement é~ectxo-négative~ ce qui rend les particules phospha-tées sélectivement hydrophobes.
q L~aasorption successive du sel métallique et de l'agent complexant à la surface des particules pho~phatées a pour consé-quence de modifier les caractéristiques physico-chimiques de ces particules dans une mesure telle qulelle rendent possible l'application du processus de flottation aux minerais de phos-. ~ .
phate à gangue contenant des carbonates, conditionnés confor-mément à l'invention.
I ~ien que les quantités de sels de cations métalliques et de complexants mises en oeuvre varient sùivant le type de minerais traité, il 91 est avéré que l'on obtient d'excellents résultats avec 25 à 500 g du sel métallique, par tonne de matière solide traitée De plus, le rapport optimal sel métallique/agent com-plexant, pour obtenir l'effet déprimant maximum des particules phosphatées est de l'ordre de 1/2.
~ 'on soumet la pulpe traitée comme il vient d'être décrit, à l'action d'un agent tensio-actif collecteur avanta-geusement constitué par une molécule hydrocarbonée comportant ~ de 8 a 20 atomes de carbone.
Cet agent tensio-actif collecteur réalise la flottation . ' -.. ,: .

I . .
1'~4~755 ~:
de la gangue carbonatée; il peut ff~tre choisi parmi les ~ubstances tensio-actives anioniques, telles que les acides gras et leurs sels, par exemple, ou parmi les substances tf3nsio-acti-ves catiGniques du type des ~mine. Il est avantageux de mettre en oeuvre l'agent tensio-actif collecteur, a raison de 300 3000 g par tonne de matière solide traitée, étant bien entendu que les quantités qui viennent d'être indiquées ne sont pa~
critiques et ~ont fonction de la nature du minerais à traiter, l'un de~ avantages du procédé résidant dan~ le fait qu'il per-. ..
met de réduire, par rapport aux procédés antérieurement connus, le~ quantités d'agçnt collecteur mise~ en oeuvre et d'améliorer encore la rentabllité économique du procédé qui fait l'objet de la présente invention.
A llissue du troisième stade, la flottation des carbo-nates est effectuée dans une cellule classique de flottation.
Outre les dispositions qui précèdent, ltinvention comprend encore d'autre dispositions9 qui ressortent de la des-cription qui va suivre~
~ a présente invention vise, en particulier, le nouveau procédé d'enriohissement par flottation, de minerais de phos-phate à gangue contenant des carbonates, conforme aux disposi-tions qui font l'objet de la pré~ente invention, ain~i que les moyens propres à sa mise en oeuvre.
~ 'invention sera décrite de façon plu~ détaillée dans le complément de de~cription qui va suivre, qui se réfère à des exemples de mise en oeuvre du nouveau procédé conforme à la présente invention I1 doit être bien entendu, toutefois,~que ces exemples sont donné~ uniquement à titre d'illustration de l'ob~et de l'inventian et ~ulils n'en con~tituent en aucune manière une limitation.
' ' ~
~ , ' .-'' 1~4~)755 E X E M P ~ E S
EXEMP~ES 1:
~ e minerai de pho~phate ~ gangue carbonatée traité
présente une granulométrie de 50-300 micromètre et titre 27,7%
de P205 (60,5% de phosphate tricalcique). Il se compose appro-ximativement de 80% en poid~ de particule~ pho~phatées et de 20~o en poids de calcite (C03Ca).
1- On réalise un premier conditionnement du minerai en ajoutant du ~ulfate de fer, ~ raison de 100 g par tonne, sur sec, de minerai de phosphate traité, et on agite en pulpe concentrée, pendant une minute.
2- ~e deuxième conditionnement e~t réalisé par addition d'acide tartrique ~ l'état libre ou sou~ la forme de l'un de ses sels, de sodium ou de potassium, par exemple, a rai~on de 200 g/tonne sur ~ec, à la pulpe précédemment conditionnée7 et on ajoute pendant une minute,

3- Au cours d'un troisième oonditionnement de très brève durée, inférieure à une minute, on ajoute à la pulpe issue du deuxième conditionnement, le réactif collecteur de flottation des carbonates, qui, dan3 le present exemple, est un acide gras, l'àoide oléiquejéven~uellement sous sa forme disponible dans le commerce, l'oléine, et on effectue la flottation~ dans une cellule ¢lassique, en pulpe diluée. ~a quantité de collecteur mise en oeuYre e~t de 940 g/tonne sur sec de minerai traité.
~ n une opération unique, c'est-à-dire sans relavage, le produit flotté constituant le résidu, titre 1~% de phosphate trioalcique et le concentré phosphate a une teneur de 760~o en phosphate trioalcique. ~e taux de récupération du P O contenu dans le mi~erai est supérieur à 90%.
o EXEMp~ 2:
~ ~e minerai de phosphate à gangue carbonatée traité -. '' '' ' '" .''. ' .:
~ , .
1~4~755 présente une granulométrie comprise entre 50 et 300 microm~tre~ -et tltre 29,50,~ de P205 (64,46% de phosphate tricalcique). Il se compose approximativement de 80~o en poids de particules pho~pha-tées et de 20% en poids de caloite (C03Ca).
1- ~e premier conditionnement e~t réalisé par acldition de sulfate d'aluminium à rai~on de 125 g/tonne sur sec de minerai de phosphate traité, et on agite en pulpe concentrée, pendant une ~! minute.
2_ L'on ajoute, au COU3'~ du deuxième conditionn~ment, ~ 10 un compléxant constitué par de l'acide tartrique à l'etat libre '~ OU SOU9 la forme de l'un de ses sels, ~ rai~on de 250 g/tonne ~r sec de minerai de phosphate traité, à la pulpe conditionnée au cour~ du premier stade, et on agite pendant une minute.
3~ Au cour~ du troisiame conditionnement, de très brè-j ve duree, in~érieure ~ une minute, on ajoute l'agent collecteur de flottation des carbonates, tel que l'acide oléique, par exem-pl~, à raison de 1 kg/tonne de matière solide traitée. On effec-tue la flottation des carbonates dans une cellule classique, en pulpe diluée.
~e produit flotté qui constitue le résidu, titre 16%
de phosphate tricalcique et le concentré pho~phaté présente une teneur de 76% en phosphate tricalcique.
~e taux de récupération du P205 contenu d~ns le minerai es~ supérieur à 95%.
Il ré~ulte de la description qui précède que, quels que ~oient les modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'applica, tion adoptés, l'on obtient un nouveau procédé d'enrichissement, par flottation, de minerais de phosphate à gangue contenant des carbonates, qui présente par rapport aux procédés visant au même but antérieurement cbnnus, des avantages important~ dont les plus marquants ont été énoncés plus ~aut.

4~)7S5 Ainsi que cela ressort de ce qui precede, l'invention ne se limite nullement a ceux de ses modes de mise en oeuvre, de reali-sation et d'application qui viennent d'etre decrit de facon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui , peuvent venir a l'esprit du technicien en la matiere, sans s'ecar-ter du cadre ni de la portee de la presente invention, ~; .
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Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Procédé d'enrichissement par flottation, de minerais de phosphate à gangue contenant des carbonates, caractérisé par le fait que l'on réalise la séparation des phosphates et des car-bonates que contient le minerai à traiter, en soumettant celui-ci à un traitement de flottation inversée, à l'aide d'une association de réactifs comprenant dans l'ordre d'addition:
- des agents de modification des propriétés physico-chimiques superficielles des particules phosphatées, qui dépriment ces dernières et qui sont essentiellement constitués par un sel métallique et un complexant, - et un collecteur de flottation des carbonates.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agents de modification des propriétés physico-chimiques superficielles des particules phosphatées sont essentiellement constitues par la combinaison d'au moins un sel métallique simple ou complexe avec au moins un agent complexant.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel métallique simple ou complexe et l'agent complexant sont introduits séparément et successivement dans le milieu dans lequel lion réalise la séparation des phosphates et des carbonates, par flottation inversée.

4. Procédé selon les revendications 1, 2 ou 3, carac-térisé en ce que le sel métallique simple ou complexe mis en oeuvre est choisi dans le groupe que constituent les sels simples ou complexes d'aluminium, de baryum, de cobalt, de cuivre, de fer, de nickel, de plomb, de strontium, de zinc.

5. Procédé selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérise en ce que l'agent complexant mis en oeuvre est un chélatant choisi dans le groupe que constituent les acides acétique, nitro-acétique, lactique, oxalique, succinique, tartrique et leurs sels.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce que l'agent collecteur de flottation des carbonates est constitue par un agent tensio-actif à chaîne hydro-carbonée comprenant de 8 à 20 atomes de carbone.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit agent tensio-actif collecteur de flottation des carbo-nates est choisi dans le groupe constitué par des substances tensio-actives anioniques du type des acides gras et de leurs sels, et des substances tensio-actives cationiques du type des amines et des polyamines.

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agents de modification des propriétés physico-chimiques superficielles des particules phosphatées, qui dépriment ces dernières, sont mis en oeuvre à raison d'une quantité égale ou supérieure à 50 g par tonne de matière solide traitée.

9. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou les sels métalliques et le ou les complexants sont présents dans la combinaison d'agents de modification des pro-priétés physico-chimiques superficielles des particules phosphatées, suivant un rapport pondéral compris entre 1/1 et 1/6.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent collecteur de flottation des carbonates est mis en oeuvre à raison de 300 à 3000 g par tonne de matière solide traitée.