EP3801812A1 - Contrôle de la rhéologie d'un résidu de minerai métallique - Google Patents

Contrôle de la rhéologie d'un résidu de minerai métallique

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Publication number
EP3801812A1
EP3801812A1 EP19737158.6A EP19737158A EP3801812A1 EP 3801812 A1 EP3801812 A1 EP 3801812A1 EP 19737158 A EP19737158 A EP 19737158A EP 3801812 A1 EP3801812 A1 EP 3801812A1
Authority
EP
European Patent Office
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polymer
residue
aqueous
metal
mpa
Prior art date
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Pending
Application number
EP19737158.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Mehdi Bouzid
Christian Jacquemet
Benoît MAGNY
Jacques Mongoin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coatex SAS
Original Assignee
Coatex SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Coatex SAS filed Critical Coatex SAS
Publication of EP3801812A1 publication Critical patent/EP3801812A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/05—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media from solid polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16—Aqueous medium
    • C08F2/22—Emulsion polymerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1802—C2-(meth)acrylate, e.g. ethyl (meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • C22B3/41—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds using a solution of normally solid organic compounds, e.g. dissolved polymers, sugars, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities

Definitions

  • the invention relates to a method for preparing an aqueous mineral suspension from an aqueous metal ore residue into which a polymer (P) of molecular weight Mw measured by GPC ranging from 100,000 to 3 ⁇ 10 6 g / mol is introduced and prepared by radical polymerization of at least one anionic monomer (M).
  • P polymer
  • Mw molecular weight measured by GPC ranging from 100,000 to 3 ⁇ 10 6 g / mol
  • the method according to the invention is implemented during a mining process for mining at least one mining deposit.
  • These mining processes generally make it possible to obtain at least one metal to be valorized from a metallic ore.
  • the metallic ore also includes a residue of this metallic ore.
  • Mining processes are usually carried out using water as a treatment or transport medium for dry matter.
  • the metal ore residue is therefore usually an aqueous residue of metal ore.
  • ⁇ can also be a sludge of metal ore residue. It can also be a muddy residue of ore.
  • the aqueous metal ore residue thus results from at least one step of separating the metal to be upgraded or a derivative of the metal to be valorized from a metal ore, in particular from a metal ore produced by mineral extraction.
  • the fraction of the metal ore to be upgraded is a metal or several metals or a derivative of a metal or a derivative of several metals.
  • an essential step consists in adding at least one polymer (P) in an aqueous metal ore residue.
  • This step therefore concerns the treatment of a metal ore residue. It does not concern the treatment of metallic ore which is to be valorized.
  • This step is therefore generally implemented in a mining process comprising different stages of treatment of the metallic ore and different stages of treatment of the metal ore residue.
  • the mining processes comprise several stages of treatment of the metallic ore, several stages of treatment of the metal to be valorized or treatment of the metal derivative to be valorized as well as several stages of treatment of the metal ore residue.
  • a mining process comprises one or more of the following steps:
  • concentration of the metal ore residue for example by filtration, by sedimentation, by gravitation, by use of a thickener, by flocculation, partial separation of the aqueous residue of metallic ore and a portion of the water,
  • Methods for the preparation of an aqueous mineral suspension from an aqueous metal ore residue are known, in particular such methods used in the treatment, transportation or storage of such a residue.
  • EP 1976613 relates to the concentration of an aqueous suspension of solid particles by adding a flocculant organic polymer and an agent selected from the group consisting of radical agents, oxidizing agents, enzymes and radiation.
  • WO 00-43317 discloses the use of a viscosity modifying compound in a sludge thickener during which this compound is introduced in a particular manner into a thickener.
  • WO 2017-097799 discloses a method of treating an aqueous effluent from oil sands mining comprising the addition of a sulfonated dispersant and the addition of a flocculating agent.
  • GB 1414964 relates to a deflocculating method of a particulate material, which comprises adding to a slurry of the particulate material a copolymer or a water-soluble derivative of a vinyl copolymer.
  • the known suspensions In order to make them manipulable, the known suspensions generally have a reduced concentration of solids. In fact, the addition of water can make it possible to lower the viscosity or the yield point of these suspensions.
  • the control of the viscosity of the aqueous mineral suspensions prepared from a mining derivative is important, in particular for their pumping, to facilitate their agitation or for their transport.
  • Control of the viscosity of aqueous mineral suspensions prepared from a mining derivative is therefore essential, especially for their storage. Indeed, storage conditions for sludge or aqueous mineral suspensions prepared from a mining derivative can be influenced by many factors, both physical and chemical.
  • the concentration, the rheological behavior and in particular the viscosity, the flow threshold, the sloping angle must be controllable.
  • the storage in basins can be disturbed and these basins can present risks of uncontrolled flow. It is therefore necessary to be able to thicken aqueous residues of ore, especially at the outlet of a thickener, while controlling their rheology.
  • These residues can then be placed in storage basins more efficiently and more safely, in particular by stacking successive layers of residue thus thickened.
  • the stack of residue in successive layers with a suitable slope then allows the increase in the service life of storage basins generally limited in area.
  • the compatibility with the various constituents of the aqueous mineral suspensions prepared from an aqueous metal ore residue is also an important property to look for, in particular the compatibility with a flocculating agent that can be used to treat the aqueous residue.
  • metal ore including compatibility with a polyacrylamide or a polyacrylamide derivative.
  • the method according to the invention makes it possible to provide a solution to all or part of the problems of the methods for preparing an aqueous mineral suspension from an aqueous metal ore residue of the state of the art.
  • the invention provides a method for preparing an aqueous mineral suspension having a dry matter concentration greater than 40% by weight of the suspension and having at least one property chosen from:
  • At least one radical generating compound selected from ammonium persulfate, an alkali metal persulfate and combinations thereof or combinations thereof with an ion selected from Fe 11 , Fe ni , Cu 1 , Cu 11 and mixtures thereof;
  • the method according to the invention therefore makes it possible to control essential properties of the aqueous suspension prepared.
  • This method makes it possible to control both the Brookfield viscosity and the flow threshold of the suspension prepared.
  • the Brookfield viscosity is measured at 100 rpm and at 25 ° C, for example by means of a Brookfield DY3T rheometer.
  • the Brookfield viscosity of the suspension prepared is greater than 2000 mPa.s.
  • the method according to the invention makes it possible to prepare a suspension which has a viscosity greater than 2500 mPa.s, more preferably greater than 3000 mPa.s or greater than 4000 mPa.s.
  • the viscosity of the suspension prepared is less than 10,000 mPa.s, more preferably less than 8000 mPa.s or less than 7000 mPa.s.
  • the viscosity of the suspension prepared ranges from 1,800 mPa.s to 10,000, 8,000 or 7,000 mPa.s or from 2,000 mPa.s to 10,000, 8,000 or
  • the method according to the invention makes it possible to control, in particular to increase, the threshold of flow of the aqueous metal ore residue with respect to the flow threshold of the aqueous metal ore residue containing no polymer ( P).
  • the flow threshold which characterizes the flow resistance, is measured on a sample of an aqueous mineral suspension, in particular an aqueous metal ore residue.
  • the flow threshold is the stress that must be applied to a suspension in order to cause its flow. If the stress is insufficient, the suspension elastically deforms while if the stress is sufficient, the suspension can flow in the manner of a liquid.
  • the flow threshold expressed in Pascal (Pa) is measured at a temperature of 25 ° C. by means of a Brookfield DV3T rheometer with imposed constraint, equipped with a movable fin adapted. Without destroying the underlying structure, the finned mobile is immersed in the material to the first immersion mark.
  • the measurement is carried out without pre-shearing at the speed of 0.5 rpm. This relatively low speed is preferred in order to minimize the inertial effects of the finned mobile.
  • the variation of the torsion torque measured by the apparatus to maintain a rotational speed of 0.5 rpm is monitored as a function of time.
  • the value of the flow limit or flow threshold of the aqueous residue is indicated by the apparatus when this variation becomes zero.
  • the flow threshold is measured at a temperature of 25 ° C by means of an imposed stress rheometer equipped with a finned wheel for a particular torsion torque.
  • the flow threshold of the suspension prepared is greater than 40 Pa.
  • the method according to the invention makes it possible to prepare a suspension which has a yield point greater than 80 Pa or greater than 100 Pa, preferably greater than 150 Pa or greater than 200 Pa or even greater than 300 Pa.
  • the method according to the invention makes it possible to prepare a suspension which has a yield point of less than 700 Pa or less than 500 Pa, preferably less than 450 Pa or less than 400 Pa.
  • the method according to the invention makes it possible to prepare a suspension which has a yield point greater than 80 Pa or greater than 100 Pa, preferably greater than 150 Pa or greater than 200 Pa or even greater than 300 Pa. and less than 700 Pa or less than 500 Pa, preferably less than 450 Pa or less than 400 Pa.
  • the method according to the invention makes it possible to prepare a suspension which has a yield point ranging from 40 Pa to 700, 500, 450 or 400 Pa or from 80 Pa to 700, 500, 450 or 400 Pa or else from 100 Pa at 700, 500, 450 or 400 Pa or 150 Pa at 700, 500, 450 or 400 Pa or alternatively 200 Pa at 700, 500, 450 or 400 Pa or 300 Pa at 700, 500, 450 or 400 Pa.
  • the method according to the invention makes it possible to control the rheology of the suspension prepared for a solids concentration greater than 40% by weight of the suspension.
  • the method according to the invention makes it possible to prepare a suspension having a solids concentration of greater than 50% by weight or 55% by weight.
  • the method according to the invention makes it possible to prepare a suspension having a solids concentration greater than 60% by weight or greater than 65% by weight. More preferably, the method according to the invention makes it possible to prepare a suspension having a solids concentration greater than 70% by weight or greater than 75% by weight.
  • the amount of polymer (P) used can vary quite widely.
  • the suspension prepared comprises from 0.01 to 2% by weight or from 0.01 to 1.8% or else from 0.01 to 1.5% of polymer (P) (dry on dry relative to the ore residue). More preferably, the suspension prepared comprises from 0.01 to 1.2% or from 0.01 to 1% or from 0.02 to 0.8%, or from 0.03 to 0.5% or else from 0, 04 to 0.25% or 0.04 to 0.15% by weight of polymer (P) (dry on dry relative to the ore residue).
  • the method according to the invention can implement one or more polymers (P).
  • the suspension prepared then comprises one, two or three different polymers (P).
  • the method according to the invention may also comprise the additional addition of at least one compound chosen from a thickening polymer derivative of natural origin or synthetic, mineral or organic (alginates, guar gums, xanthan gums, modified cellulose derivatives , unmodified cellulose derivatives, starches, modified starches), of mineral origin (bentonite, laponite, clays), an unmodified polysaccharide and a polysaccharide.
  • the method according to the invention comprises the addition to an aqueous residue of metal ore of at least one polymer (P).
  • the metal ore is not an aluminum ore.
  • the metal ore is selected from lithium ore, strontium, lanthanides, actinides, uranium, rare earths, titanium, zirconium, vanadium, niobium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, iron, cobalt , rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum, copper, silver, gold, zinc, cadmium, tin, lead.
  • the Metallic ore is selected from uranium, molybdenum, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, silver, gold ore. More preferably, it is a copper ore. It can also be a derivative of several metals to be valued including copper, zinc and cobalt.
  • the metallic ore comprises at least one metal or at least one metal derivative for recovery obtained by separating all or part of the residue from the metal ore.
  • the metallic ore comprises a metal oxide, a metal sulphide or a metal carbonate.
  • the metal ore residue may comprise some residual amount of metal.
  • the metal ore residue may comprise a residual amount of metal less than 2,000 g per tonne (dry / dry) based on the amount of metal ore residue.
  • This amount of metal within the metal ore residue can generally range from 10 to 2,000 g per tonne (dry / dry) or from 10 to 1,000 g per tonne (dry / dry), based on the amount of residue of metal ore.
  • the polymer (P) may be added during one or more steps of the mining process, in particular during one or more stages of treatment of the metal ore residue, by example of pumping, flocculation, concentration, transport or storage of the metal ore residue, in particular the aqueous metal ore residue.
  • the concentration of the aqueous metal ore residue is substantially increased.
  • the concentration of the aqueous metal ore residue is increased by 10 to 40% by weight or 20 to 40% by weight or 10 to 50% by weight or 20 to 50% by weight.
  • the concentration of the aqueous metal ore residue is increased from 10 to 70% by weight or from 20 to 70% by weight or alternatively from 10 to 60% by weight or else from 20 to 60% by weight.
  • a pump chosen from a centrifugal pump, a pump peristaltic pump, a positive displacement pump, a water pump, a compressed air pump, a diaphragm pump, a rotary pump or
  • aqueous metal ore residue in particular by means of a centrifugal pump or a positive displacement pump
  • a step of pumping the aqueous metal ore residue in particular by means of a centrifugal pump or a positive displacement pump
  • a step of concentrating the aqueous metal ore residue for example by means of at least one device selected from a thickener, a high density thickener, or by densimetric concentration or by gravimetric concentration; or
  • aqueous metal ore residue before a step of transporting the aqueous metal ore residue, in particular transport by means of an open pipe, a closed pipe or a mineral pipe;
  • a pump selected from a centrifugal pump, a peristaltic pump, a positive displacement pump; or
  • aqueous metal ore residue after a step of pumping the aqueous metal ore residue, in particular by means of a centrifugal pump, a peristaltic pump or a positive displacement pump; or
  • aqueous metal ore residue for example by means of at least one device selected from a thickener, a high density thickener, or by densimetric concentration or by gravimetric concentration; or
  • the polymer (P) used according to the invention has a molecular weight Mw measured by GPC ranging from 200,000 g / mol to 2.5 ⁇ 10 6 g / mol, more preferably ranging from 250,000 g / mol to 2, 2.10 6 g / mol or 400 000 g / mol at 2.2.10 6 g / mol.
  • the polymer (P) used according to the invention is therefore not a flocculation agent.
  • the molecular weight Mw is determined by Steric Exclusion Chromatography (CES) or in English “Gel Permeation Chromatography” (GPC).
  • CES Steric Exclusion Chromatography
  • GPC Gel Permeation Chromatography
  • This technique uses a Waters liquid chromatography apparatus with a Waters refractometric concentration detector.
  • This liquid chromatography apparatus is provided with a steric exclusion column in order to separate the different molecular weights of the copolymers studied:
  • the analytical products used are tetrahydrofuran for HPLC and a set of standards of poly (methyl methacrylate) supplied by Agilent (Polymer Lab), EasiVial PMMA (4 mL), PL2020-0200 part number, molecular weight range: 500 to
  • the analysis parameters are:
  • the method according to the invention implements at least one particular polymer (P), in particular a polymer (P1) or a polymer (P2), prepared by a radical polymerization reaction at a temperature ranging from 50 to 98 ° C., preferably from 50 to 95 ° C or from 50 to 85 ° C.
  • P1 polymer
  • P2 polymer
  • a higher temperature, especially greater than 100 ° C, can be implemented by adjusting the pressure of the reaction medium to prevent evaporation.
  • the polymer (P) is prepared by at least one radical emulsion polymerization reaction or else at least one inverse emulsion radical polymerization reaction.
  • the radical polymerization reaction one or more surface-active compounds may be used, in particular one or more nonionic surface-active compounds.
  • the polymer (P1) is prepared in direct emulsion from:
  • the polymer (P1) is prepared in water, alone or as a mixture with an organic solvent. More preferably according to the invention, the polymer (P1) is prepared in water alone.
  • the polymer (P2) is prepared in inverse emulsion from:
  • the polymer (P2) is prepared in an organic solvent, preferably in a hydrocarbon solvent, in particular a hydrocarbon-based petroleum fraction.
  • the polymer (P2) is totally or partially neutralized, in particular at the end of the polymerization reaction.
  • the polymer (P2) according to the invention may be neutralized, in particular during the polymerization reaction or at the end of the polymerization reaction.
  • the polymer according to the invention may be totally or partially neutralized.
  • the neutralization of the polymer is carried out by neutralizing or salifying all or part of the carboxylic acid functions present within the polymer.
  • the neutralization is carried out by means of a base, for example by means of an alkali metal derivative or an alkaline earth metal derivative.
  • the preferred bases are chosen from NaOH, KOH, NH 4 OH, monoisopropylamine, triethanolamine, triisopropylamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP), triethylamine, diethylamine and monoethylamine.
  • the neutralization is carried out using NaOH, KOH, NH 4 OH, alone or in combination.
  • the polymerization reaction uses at least one anionic monomer (a) which comprises at least one polymerizable olefinic unsaturation and at least one carboxylic acid function or a salt thereof.
  • the anionic monomer (a) comprising at least one polymerizable olefinic unsaturation, comprises one or two carboxylic acid functions, in particular a single carboxylic acid function. More preferentially, it is chosen from acrylic acid, methacrylic acid, an acrylic acid salt, a methacrylic acid salt and their mixtures, more preferably acrylic acid.
  • the preferred monomer (a) is methacrylic acid.
  • the preferred monomer (a) is acrylic acid.
  • the preparation reaction of the polymer (P) may also employ one or more other monomers.
  • the polymerization reaction then uses at least one other monomer chosen from:
  • n and n identical or different, independently represent 0 or an integer or decimal number less than 150, m or n is not equal to 0,
  • OP represents independently a group chosen from CH (CH 3 ) CH 2 0 and CH 2 CH (CH 3 ) O,
  • R 1 represents a group comprising at least one polymerizable olefinic unsaturation, preferably a group selected from acrylate, methacrylate, acrylurethane, methacrylurethane, vinyl, allyl, methallyl and isoprenyl, more preferably a methacrylate group,
  • R 2 represents a linear, branched or cyclic, saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon group comprising from 6 to 40 carbon atoms, preferably a linear or branched C 6 -C 40 -alkyl group, preferably a C 8 group; C 3 o-alkyl, linear or branched, a C 6 -C 4 o-aryl group, preferably a C 8 -C 3 o-aryl group, for example a tristyrylphenyl group; or
  • polyalkyleneglycol acrylate preferably polyethylene glycol acrylate or polyethylenepolypropyleneglycol acrylate
  • polyalkyleneglycol methacrylate preferably polyethylene glycol methacrylate or polyethylenepolypropyleneglycol methacrylate
  • allylpolyalkyleneglycol preferably allylpolyethyleneglycol or allylpolyethylenepolypropyleneglycol
  • methallylpolyalkyleneglycol preferably methallylpolyethyleneglycol or methallylpolyethylenepolypropyleneglycol, 3-methyl-3-buten-1-ylpolyalkylene glycol, preferably 3-methyl-3-buten-1-ylpolyethylene glycol or 3-methyl-3-buten-1-ylpolyethylenepolypropyleneglycol; or
  • the polymer (P) used according to the invention is a non-sulfonated polymer.
  • the preparation method according to the invention makes it possible to prepare a suspension of aqueous metal ore residue comprising at least one polymer (P) which has particularly advantageous properties, especially particularly advantageous rheological properties.
  • the invention also provides an aqueous mineral suspension whose dry matter concentration is greater than 40% by weight of the suspension and having at least one property chosen from:
  • polymer (P) comprising an aqueous metal ore residue and at least one polymer (P) of molecular weight Mw measured by GPC ranging from 100,000 to 3 ⁇ 10 6 g / mol and prepared by at least one radical polymerization reaction, at a temperature above 50 ° C. C, and chosen from: a polymer (P1) prepared in direct emulsion from: (a) at least one anionic monomer comprising at least one polymerizable olefinic unsaturation and at least one carboxylic acid function;
  • At least one radical generating compound selected from ammonium persulfate, an alkali metal persulfate and combinations thereof or combinations thereof with an ion selected from Fe 11 , Fe ffl , Cu 1 , Cu 11 and mixtures thereof;
  • At least one radical generating compound selected from ammonium persulfate, an alkali metal persulfate and combinations thereof or combinations thereof with an ion selected from Fe 11 , Fe m , Cu 1 , Cu 11 and mixtures thereof.
  • Polymers used during the method according to the invention are prepared.
  • the polymer (P1A) is prepared by introducing into a one-liter glass reactor equipped with a mechanical stirrer and an oil bath-type heating, 420 g of deionized water and 2.15 g of dodecyl. sodium sulfate.
  • a pre-emulsion comprising: 205 g of deionized water,
  • the reactor is heated to 85 ° C. and the initiator 1 is injected. Then, the preemulsion is injected into the reactor maintained at 85 ° C. for 2.5 hours. Initiator 2 is injected in parallel into the reactor for the duration of the polymerization and concomitantly with the addition of the pre-emulsion.
  • the medium is again heated for 60 min at 80 ° C.
  • a dispersion of polymer (P1A) of molecular weight Mw measured by GPC of 2.10 6 g / mol to 30% by weight of solids and pH 2.8 is obtained.
  • the polymer (PIB) is prepared by introducing into a one-liter glass reactor equipped with a mechanical stirrer and an oil-bath heating, 420 g of deionized water and 4.1 g of dodecyl. sodium sulfate.
  • a pre-emulsion comprising:
  • the reactor is heated to 75 ° C. and the initiator 1 and the initiator 2 are injected. Then, the preemulsion is injected into the reactor maintained at 75 ° C. for 2 hours.
  • the medium is again heated for 60 min at 80 ° C.
  • a dispersion of polymer (P1B) of molecular weight Mw measured by GPC of 500,000 g / mol to 30% by weight of solids and pH 3.0 is obtained.
  • the raw material used for this series of tests is an aqueous metal ore residue from a Chilean copper mine in the north of the country.
  • ⁇ is a waste from the separation of the rock extracted from the ore mine including the metal to be valued.
  • This aqueous residue of copper ore is in the form of a suspension in water.
  • the samples used for these tests come from the outlet of a conventional thickener used to concentrate the aqueous residue of metal ore before it is deposited in a storage tank.
  • the first sample is taken just after a peristaltic pump, the second after a centrifugal pump.
  • the particle size distribution shows the presence of several populations of particles having different sizes:
  • Thickness tests are then performed on the aqueous residue samples from points (A) and (B).
  • a sample of suspension of aqueous copper ore residue is transferred to a 500 mL beaker and then mechanically stirred with a Raynerie mixer. The agitation varies between 800 and 1000 rev / min.
  • polymers (P1A) or (P1B) according to the invention makes it possible to substantially increase these viscosities as well as to control the flow threshold of these suspensions.

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Abstract

L'invention concerne une méthode de préparation d'une suspension minérale aqueuse à partir d'un résidu aqueux de minerai métallique dans lequel est introduit un polymère (P) de masse moléculaire Mw mesurée par GPC allant de 100000 à 3.106 g/mol et préparé par polymérisation radicalaire d'au moins un monomère anionique (M). L'invention concerne également la suspension produite dont la viscosité Brookfield est supérieure à 2000 mPa.s ou dont le seuil d'écoulement est supérieur à 40 Pa.

Description

CONTRÔLE DE LA RHÉOLOGIE D’UN RÉSIDU DE MINERAI MÉTALLIQUE
DESCRIPTION
L’invention concerne une méthode de préparation d’une suspension minérale aqueuse à partir d’un résidu aqueux de minerai métallique dans lequel est introduit un polymère (P) de masse moléculaire Mw mesurée par GPC allant de 100000 à 3.106 g/mol et préparé par polymérisation radicalaire d’au moins un monomère anionique (M). L’invention concerne également la suspension produite dont la viscosité Brookfield est supérieure à 2 000 mPa.s ou dont le seuil d’écoulement est supérieur à 40 Pa.
La méthode selon l’invention est mise en œuvre lors d’un procédé minier d’exploitation d’au moins un gisement minier. Ces procédés miniers permettent généralement d’obtenir au moins un métal à valoriser à partir d’un minerai métallique. Le minerai métallique comprend également un résidu de ce minerai métallique. Les procédés miniers sont habituellement mis en œuvre en utilisant de l’eau comme support de traitement ou de transport des matières sèches. Le résidu de minerai métallique est donc habituellement un résidu aqueux de minerai métallique. Ή peut également s’agir d’une boue de résidu de minerai métallique. Il peut également s’agir d’un résidu boueux de minerai.
Selon l’invention, le résidu aqueux de minerai métallique résulte donc d’au moins une étape de séparation du métal à valoriser ou d’un dérivé du métal à valoriser à partir d’un minerai métallique, notamment d’un minerai métallique produit par extraction minière.
Selon l’invention, la fraction du minerai métallique à valoriser est un métal ou plusieurs métaux ou bien un dérivé d’un métal ou un dérivé de plusieurs métaux.
Lors de la mise en œuvre de la méthode de préparation selon l’invention, une étape essentielle consiste à ajouter au moins un polymère (P) dans un résidu aqueux de minerai métallique. Cette étape concerne donc le traitement d’un résidu de minerai métallique. Elle ne concerne pas le traitement du minerai métallique qui est à valoriser. Cette étape est donc généralement mise en œuvre au sein d’un procédé minier comprenant différentes étapes de traitement du minerai métallique et différentes étapes de traitement du résidu de minerai métallique. De manière habituelle, les procédés miniers comprennent plusieurs étapes de traitement du minerai métallique, plusieurs étapes de traitement du métal à valoriser ou de traitement du dérivé de métal à valoriser ainsi que plusieurs étapes de traitement du résidu de minerai métallique.
De manière conventionnelle, un procédé minier comprend une ou plusieurs des étapes suivantes :
- concassage du minerai métallique,
- broyage du minerai métallique, notamment broyage à sec ou broyage par voie humide, généralement dans l’eau,
séparation, notamment par flottation, du métal à valoriser ou d’un dérivé du métal à valoriser et du résidu de minerai métallique, en particulier du résidu sous forme aqueuse,
- purification ou enrichissement du métal à valoriser ou d’un dérivé du métal à valoriser, notamment par flottation,
- concentration du résidu de minerai métallique, par exemple par filtration, par sédimentation, par gravitation, par utilisation d’un épaississeur, par floculation, séparation partielle du résidu aqueux de minerai métallique et d’une partie de l’eau,
- transport du résidu aqueux de minerai métallique,
stockage du résidu aqueux de minerai métallique.
On connaît des méthodes de préparation d’une suspension minérale aqueuse à partir d’un résidu aqueux de minerai métallique, en particulier de telles méthodes mises en œuvre lors du traitement, du transport ou du stockage d’un tel résidu.
Le document EP 1976613 concerne la concentration d'une suspension aqueuse de particules solides par addition d’un polymère organique floculant et d'un agent choisi dans le groupe comprenant les agents radicalaires, les agents oxydants, les enzymes et les radiations.
Le document WO 00-43317 divulgue l’utilisation d’un composé modificateur de viscosité dans un épaississeur de boues au cours de laquelle ce composé est introduit de manière particulière dans un épaississeur. Le document WO 2017-097799 divulgue une méthode de traitement d'un effluent aqueux issu de l'exploitation minière de sables bitumineux comprenant l'addition d'un agent dispersant sulfoné puis l'addition d'un agent de floculation.
Le document GB 1414964 concerne une méthode de défloculation d’un matériau particulaire, qui consiste à ajouter à un coulis du matériau particulaire un copolymère ou un dérivé hydrosoluble d'un copolymère vinylique.
Afin de les rendre manipulables, les suspensions connues possèdent généralement une concentration réduite en matières solides. En effet, l’addition d’eau peut permettre d’abaisser la viscosité ou le seuil d’écoulement de ces suspensions.
Toutefois, l’addition d’eau conduit à des problèmes de consommation d’eau, de consommation énergétique ou bien encore à des problèmes d’organisation et de stockage des résidus aqueux de minerai métallique.
Il est donc important de disposer de méthodes de préparation d’une suspension minérale aqueuse à partir d’un résidu aqueux de minerai métallique possédant une concentration élevée en matière sèche.
Il est également important de disposer de telles méthodes qui permettent de préparer des suspensions stables, notamment à des concentrations élevées en matière sèche. De même, il est important de disposer de telles méthodes qui permettent de préparer des suspensions stables et dont la granulométrie des particules de matière sèche est relativement grossière ou bien peu homogène.
Le contrôle de la viscosité des suspensions minérales aqueuses préparées à partir d’un dérivé minier est important, notamment pour leur pompage, pour faciliter leur agitation ou pour leur transport.
Le contrôle de la viscosité des suspensions minérales aqueuses préparées à partir d’un dérivé minier est donc essentiel, notamment pour leur stockage. En effet, les conditions de stockage des boues ou des suspensions minérales aqueuses préparées à partir d’un dérivé minier peuvent être influencées par de nombreux facteurs, tant physiques que chimiques.
Ainsi, la concentration, le comportement rhéologique et notamment la viscosité, le seuil d’écoulement, l’angle de talutage, doivent pouvoir être contrôlés. En cas de contrôle insuffisant de ces paramètres, le stockage dans des bassins peut être perturbé et ces bassins peuvent présenter des risques d’écoulement incontrôlé. Il est donc nécessaire de pouvoir épaissir des résidus aqueux de minerai, notamment à la sortie d’un épaississeur, tout en contrôlant leur rhéologie. Ces résidus peuvent donc alors être placés dans des bassins de stockage de manière plus efficace et plus sûre, notamment par empilement des couches successives de résidu ainsi épaissi. L’empilement de résidu en couches successives avec une pente adaptée permet alors l’augmentation de la durée de vie des bassins de stockage généralement limités en superficie.
Par ailleurs, la compatibilité avec les différents constituants des suspensions minérales aqueuses préparées à partir d’un résidu aqueux de minerai métallique est également une propriété importante à rechercher, notamment la compatibilité avec un agent de floculation pouvant être mis en œuvre pour traiter le résidu aqueux de minerai métallique, notamment la compatibilité avec un polyacrylamide ou avec un dérivé de polyacrylamide.
Egalement, il est important de pouvoir contrôler le comportement des suspensions minérales aqueuses préparées à partir d’un résidu aqueux de minerai métallique afin d’éviter des problèmes au sein des installations de traitement, de stockage ou de transport. En effet, ces installations peuvent être endommagées, bloquées ou bouchées en cas de dérive ou de déficit de contrôle de la viscosité ou du seuil d’écoulement d’une suspension minérale aqueuse préparée à partir d’un résidu aqueux de minerai métallique.
Il est également important de disposer de méthodes de contrôle de la viscosité des suspensions minérales aqueuses pour lesquelles ce contrôle est réalisé par action sur la phase aqueuse sans significativement modifier ni perturber la floculation des particules minérales.
Il existe donc un besoin de disposer de méthodes améliorées pour la préparation d’une suspension minérale aqueuse à partir d’un résidu aqueux de minerai métallique.
La méthode selon l’invention permet d’apporter une solution à tout ou partie des problèmes des méthodes de préparation d’une suspension minérale aqueuse à partir d’un résidu aqueux de minerai métallique de l’état de la technique. Ainsi, l’invention fournit une méthode de préparation d’une suspension minérale aqueuse dont la concentration en matière sèche est supérieure à 40 % en poids de la suspension et possédant au moins une propriété choisie parmi :
• une viscosité Brookfïeld, mesurée à 100 tour/min et à 25°C, supérieure à 2 000 mPa.s ;
• un seuil d’écoulement mesuré à une température de 25°C au moyen d’un rhéomètre à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes, pour un couple de torsion particulier, supérieur à 40 Pa ; et
• une viscosité Brookfïeld, mesurée à 100 tour/min et à 25°C, supérieure à 2 000 mPa.s et un seuil d’écoulement mesuré à une température de 25°C au moyen d’un rhéomètre à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes, pour un couple de torsion particulier, supérieur à 40 Pa ;
comprenant l’addition dans un résidu aqueux de minerai métallique, d’au moins un polymère (P) de masse moléculaire Mw mesurée par GPC allant de 100 000 à 3.106 g/mol et préparé par au moins une réaction de polymérisation radicalaire, à une température supérieure à 50°C, et choisi parmi :
• un polymère (Pl) préparé en émulsion directe à partir :
(a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ;
(b) d’au moins un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique ;
en présence d’au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Feni, Cu1, Cu11 et leurs mélanges ;
• un polymère (P2) préparé en émulsion inverse à partir :
(a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ou d’un de ses sels ;
(c) d’au moins un composé choisi parmi acrylamide, un dérivé d’acrylamide, un sel d’un dérivé d’acrylamide et leurs combinaisons ; en présence d’au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Fem, Cu1, Cu11 et leurs mélanges.
La méthode selon l’invention permet donc de contrôler des propriétés essentielles de la suspension aqueuse préparée. Cette méthode permet de contrôler tant la viscosité Brookfield que le seuil d’écoulement de la suspension préparée.
Selon l’invention la viscosité Brookfield est mesurée à 100 tour/min et à 25°C, par exemple au moyen d’un rhéomètre Brookfield DY3T. La viscosité Brookfield de la suspension préparée est supérieure à 2 000 mPa.s. De manière préférée, la méthode selon l’invention permet de préparer une suspension qui possède une viscosité supérieure à 2 500 mPa.s, plus préférentiellement supérieure à 3 000 mPa.s ou supérieure à 4 000 mPa.s. De manière également préférée selon l’invention, la viscosité de la suspension préparée est inférieure à 10 000 mPa.s, plus préférentiellement inférieure à 8 000 mPa.s ou inférieure à 7 000 mPa.s.
De manière également préférée selon l’invention, la viscosité de la suspension préparée va de 1 800 mPa.s à 10 000, 8 000 ou 7 000 mPa.s ou de de 2 000 mPa.s à 10 000, 8 000 ou
7 000 mPa.s ou encore de de 2 500 mPa.s à 10 000, 8 000 ou 7 000 mPa.s ou bien encore de 3 000 mPa.s à 10 000, 8 000 ou 7 000 mPa.s ou bien encore de de 4 000 mPa.s à 10 000,
8 000 ou 7 000 mPa.s.
De manière particulièrement avantageuse, la méthode selon l’invention permet de contrôler, notamment d’augmenter, le seuil d’écoulement du résidu aqueux de minerai métallique par rapport au seuil d’écoulement du résidu aqueux de minerai métallique ne comprenant pas de polymère (P).
Selon l’invention, le seuil d’écoulement, qui caractérise la résistance à l’écoulement, est mesuré sur un échantillon d’une suspension minérale aqueuse, en particulier d’un résidu aqueux de minerai métallique. Le seuil d’écoulement est la contrainte qu’il faut appliquer à une suspension afin de provoquer son écoulement. Si la contrainte est insuffisante, la suspension se déforme de manière élastique alors que si la contrainte est suffisante, la suspension peut s’écouler à la manière d’un liquide. Selon l’invention, le seuil d’écoulement exprimé en Pascal (Pa) est mesuré à la température de 25°C au moyen d’un rhéomètre Brookfield DV3T à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes adapté. Sans détruire la structure sous-jacente, le mobile à ailettes est plongé dans le matériau jusqu’au premier repère d’immersion. Après un temps d’attente de 5 min, la mesure est effectuée sans pré-cisaillement à la vitesse de 0,5 tour/min. Cette vitesse relativement faible est préférée afin de minimiser les effets d’inertie du mobile à ailettes. La variation du couple de torsion mesuré par l’appareil afin de maintenir une vitesse de rotation de 0,5 tour/min est suivie en fonction du temps. La valeur de la limite d’écoulement ou seuil d’écoulement du résidu aqueux est indiquée par l’appareil lorsque cette variation devient nulle.
Selon l’invention, le seuil d’écoulement est mesuré à une température de 25°C au moyen d’un rhéomètre à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes, pour un couple de torsion particulier. Le seuil d’écoulement de la suspension préparée est supérieur à 40 Pa.
De manière préférée, la méthode selon l’invention permet de préparer une suspension qui possède un seuil d’écoulement supérieur à 80 Pa ou supérieur à 100 Pa, de préférence supérieur à 150 Pa ou supérieur à 200 Pa ou encore supérieur à 300 Pa.
Egalement de manière préférée, la méthode selon l’invention permet de préparer une suspension qui possède un seuil d’écoulement inférieur à 700 Pa ou inférieur à 500 Pa, de préférence inférieur à 450 Pa ou inférieur à 400 Pa.
Egalement de manière préférée, la méthode selon l’invention permet de préparer une suspension qui possède un seuil d’écoulement supérieur à 80 Pa ou supérieur à 100 Pa, de préférence supérieur à 150 Pa ou supérieur à 200 Pa ou encore supérieur à 300 Pa, et inférieur à 700 Pa ou inférieur à 500 Pa, de préférence inférieur à 450 Pa ou inférieur à 400 Pa.
Plus particulièrement, la méthode selon l’invention permet de préparer une suspension qui possède un seuil d’écoulement allant de 40 Pa à 700, 500, 450 ou 400 Pa ou de 80 Pa à 700, 500, 450 ou 400 Pa ou encore de 100 Pa à 700, 500, 450 ou 400 Pa ou de 150 Pa à 700, 500, 450 ou 400 Pa ou bien encore de 200 Pa à 700, 500, 450 ou 400 Pa ou encore de 300 Pa à 700, 500, 450 ou 400 Pa. La méthode selon l’invention permet de contrôler la rhéologie de la suspension préparée pour une concentration en matière sèche supérieure à 40 % en poids de la suspension. De manière préférée, la méthode selon l’invention permet de préparer une suspension possédant une concentration en matière sèche supérieure à 50 % en poids ou à 55 % en poids. De manière plus préférée, la méthode selon l’invention permet de préparer une suspension possédant une concentration en matière sèche supérieure à 60 % en poids ou supérieure à 65 % en poids. Bien plus préférentiellement, la méthode selon l’invention permet de préparer une suspension possédant une concentration en matière sèche supérieure à 70 % en poids ou supérieure à 75 % en poids.
Selon l’invention, la quantité de polymère (P) utilisé peut varier assez largement. De manière préférée selon l’invention, la suspension préparée comprend de 0,01 à 2 % en poids ou de 0,01 à 1,8 % ou encore de 0,01 à 1,5 % de polymère (P) (sec sur sec par rapport au résidu de minerai). Plus préférentiellement, la suspension préparée comprend de 0,01 à 1,2 % ou de 0,01 à 1 % ou de 0,02 à 0,8 % ou bien de 0,03 à 0,5 % ou encore de 0,04 à 0,25 % ou de 0,04 à 0,15 % en poids de polymère (P) (sec sur sec par rapport au résidu de minerai).
La méthode selon l’invention peut mettre en œuvre un ou plusieurs polymères (P). De manière préférée, la suspension préparée comprend alors un, deux ou trois polymères (P) différents. La méthode selon l’invention peut également comprendre l’addition supplémentaire d’au moins un composé choisi parmi un dérivé polymère épaississant d’origine naturelle ou synthétiques, minéraux ou organiques (alginates, gommes de guar, gommes de xanthanes, dérivés de cellulose modifiée, dérivés de cellulose non-modifiée, amidons, amidons modifiés), d’origine minérale (bentonite, laponite, argiles), un polysaccharide non-modifié et un polysaccharide.
La méthode selon l’invention comprend l’addition dans un résidu aqueux de minerai métallique d’au moins un polymère (P). De manière préférée, le minerai métallique n’est pas un minerai d’aluminium. De manière également préférée selon l’invention, le minerai métallique est choisi parmi un minerai de lithium, strontium, lanthanides, actinides, uranium, terres rares, titane, zirconium, vanadium, niobium, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, rhodium, iridium, nickel, palladium, platine, cuivre, argent, or, zinc, cadmium, étain, plomb. De manière plus préférée selon l’invention, le minerai métallique est choisi parmi un minerai d’uranium, de molybdène, manganèse, fer, cobalt, nickel, cuivre, argent, or. De manière bien plus préférée, il s’agit d’un minerai de cuivre. Il peut également s’agir d’un dérivé de plusieurs métaux à valoriser comprenant cuivre, zinc et cobalt.
Selon l’invention, le minerai métallique comprend au moins un métal ou au moins un dérivé de métal à valoriser obtenu en séparant tout ou partie du résidu du minerai métallique. De manière préférée selon l’invention, le minerai métallique comprend un oxyde de métal, un sulfure de métal ou un carbonate de métal.
Selon l’invention, le résidu de minerai métallique peut comprendre une certaine quantité résiduelle de métal. En particulier, le résidu de minerai métallique peut comprendre une quantité résiduelle de métal inférieure à 2 000 g par tonne (sec/sec) par rapport à la quantité de résidu de minerai métallique. Cette quantité de métal au sein du résidu de minerai métallique peut généralement aller de 10 à 2 000 g par tonne (sec/sec) ou de 10 à 1 000 g par tonne (sec/sec), par rapport à la quantité de résidu de minerai métalbque.
Lors de la mise en œuvre de la méthode selon l’invention, le polymère (P) peut être ajouté lors d’une ou plusieurs étapes du procédé minier, notamment lors d’une ou plusieurs étapes de traitement du résidu de minerai métallique, par exemple de pompage, de floculation, de concentration, de transport ou de stockage du résidu de minerai métallique, en particulier du résidu aqueux de minerai métallique.
Selon l’invention, lors d’une étape de concentration du résidu aqueux de minerai métallique selon l’invention, la concentration du résidu aqueux de minerai métallique est augmentée de manière sensible. De manière préférée, la concentration du résidu aqueux de minerai métallique est augmentée de 10 à 40 % en poids ou de 20 à 40 % en poids ou de 10 à 50 % en poids ou de 20 à 50 % en poids. De manière également préférée, la concentration du résidu aqueux de minerai métallique est augmentée de 10 à 70 % en poids ou de 20 à 70 % en poids ou encore de 10 à 60 % en poids ou bien encore de 20 à 60 % en poids.
De manière préférée selon l’invention, l’addition du polymère (P) est réalisée :
- avant une étape de pompage du résidu aqueux de minerai métallique, notamment au moyen d’une pompe choisie parmi une pompe centrifuge, une pompe péristaltique, d’une pompe à déplacement positif , une pompe à eau, une pompe à air comprimé, une pompe à membrane, une pompe rotative ou
- pendant une étape de pompage du résidu aqueux de minerai métallique, notamment au moyen d’une pompe centrifuge ou d’une pompe à déplacement positif ; ou après une étape de pompage du résidu aqueux de minerai métallique, notamment au moyen d’une pompe centrifuge ou d’une pompe à déplacement positif ; ou après une étape de concentration du résidu aqueux de minerai métallique, par exemple au moyen d’au moins un dispositif choisi parmi un épaississeur, un épaississeur haute densité, ou bien par concentration densimétrique ou par concentration gravimétrique ; ou
avant une étape de transport du résidu aqueux de minerai métallique, notamment de transport au moyen d’une conduite ouverte, d’une conduite fermée ou d’un minéroduc ;
avant une étape de stockage du résidu aqueux de minerai métallique ;
- pendant une étape de stockage du résidu aqueux de minerai métallique.
De manière plus préférée selon l’invention, l’addition du polymère (P) est réalisée :
avant une étape de pompage du résidu aqueux de minerai métallique, notamment au moyen d’une pompe choisie parmi une pompe centrifuge, une pompe péristaltique, une pompe à déplacement positif ; ou
- après une étape de pompage du résidu aqueux de minerai métallique, notamment au moyen d’une pompe centrifuge, d’une pompe péristaltique ou d’une pompe à déplacement positif ; ou
après une étape de concentration du résidu aqueux de minerai métallique, par exemple au moyen d’au moins un dispositif choisi parmi un épaississeur, un épaississeur haute densité, ou bien par concentration densimétrique ou par concentration gravimétrique ; ou
avant une étape de transport du résidu aqueux de minerai métallique, notamment de transport au moyen d’une conduite fermée ou d’un minéroduc ;
avant une étape de stockage du résidu aqueux de minerai métallique.
De manière préférée, le polymère (P) mis en œuvre selon l’invention a une masse moléculaire Mw mesurée par GPC allant de 200 000 g/mol à 2,5.106 g/mol, plus préférentiellement allant de 250 000 g/mol à 2, 2.106 g/mol ou de 400 000 g/mol à 2.2.106 g/mol. Le polymère (P) mis en œuvre selon l’invention n’est donc pas un agent de floculation.
Selon l’invention, la masse moléculaire Mw est déterminée par Chromatographie d'Exclusion Stérique (CES) ou en anglais « Gel Perméation Chromatography » (GPC). Cette technique met en œuvre un appareil de chromatographie liquide de marque Waters doté d'un détecteur de concentration réfractométrique de marque Waters. Cet appareillage de chromatographie liquide est doté d'une colonne d'exclusion stérique afin de séparer les différents poids moléculaires des copolymères étudiés :
- pompe isocratique Waters 515,
- échantillonneur automatique Waters 717 plus,
- four pour 4 colonnes, température contrôlée par le détecteur RI (indice de réfraction) Waters 2414,
- colonne de protection : Agilent PLgel, 20 mhi, MiniMIX-A, 50 mm de long et 4,6 mm de diamètre interne,
- colonnes analytiques : un PLgel Agilent, 20 pm, MiniMIX-A, 250 mm de long et 4,6 mm de diamètre, et un PLgel Agilent, 10pm, MiniMIX-B, de 250 mm de long et 4,6 mm ED,
- ordinateur et logiciel ConSenxus hs NTeqGPC V 5.1.5,
- filtres seringues à porosité 0,2 pm.
Les produits analytiques utilisés sont du tétrahydrofurane pour HPLC et un jeu de standards de poly(méthacrylate de méthyle) fourni par Agilent (Polymer Lab), EasiVial PMMA (4 mL), numéro de pièce PL2020-0200, gamme de poids moléculaires: 500 à
1.5.106 g/mol (Mpeak).
Les paramètres d'analyse sont :
1 / phase mobile: tétrahydrofurane, sans inhibiteur (qualité HPLC),
2 / débit en veille de 0,1 mL/min et débit en analyse de 0,3 mL/min,
3 / températures des colonnes four de 35°C et température interne du détecteur RI de 35°C,
4 / quantité d'échantillons avant injection de 5 mg/mL de polymère sec en phase mobile,
5 / volume d'injection 100 pL par boucle par échantillonneur automatique,
6 / temps d'analyse de 30 min,
7 / étalonnage selon les étapes :
- analyse du jeu d’étalons,
- correction d’étalon interne (pic d’eau négatif) et mesure de Vp pour chaque analyse, (Vp = volume de rétention de crête),
- calcul de la courbe d'étalonnage des standards étroits (poids moléculaire Mp par rapport au volume de rétention), avec choix du meilleur ajustement de courbe.
La méthode selon G invention met en œuvre au moins un polymère (P) particulier, notamment un polymère (Pl) ou un polymère (P2), préparé par une réaction de polymérisation radicalaire à une température allant de 50 à 98°C, de préférence de 50 à 95°C ou de 50 à 85°C. Une température supérieure, notamment supérieure à l00°C, peut être mise en œuvre en adaptant la pression du milieu réactionnel afin d’éviter l’évaporation.
De manière préférée selon l’invention, le polymère (P) est préparé par au moins une réaction de polymérisation radicalaire en émulsion ou bien par au moins une réaction de polymérisation radicalaire en émulsion inverse. Lors de la réaction de polymérisation radicalaire, un ou plusieurs composés tensio-actifs peuvent être mis en œuvre, en particulier un ou plusieurs composés tensio-actifs non-ioniques.
Selon l’invention, le polymère (Pl) est préparé en émulsion directe à partir :
(a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ;
(b) d’au moins un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique ; en présence d’au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Fein, Cu1, Cu11 et leurs mélanges. De manière préférée, cette réaction de polymérisation n’utilise pas le benzoyl peroxyde.
De manière préférée selon l’invention, le polymère (Pl) est préparé dans l’eau, seule ou en mélange avec un solvant organique. De manière plus préférée selon l’invention, le polymère (Pl) est préparé dans l’eau seule.
Selon l’invention, le polymère (P2) est préparé en émulsion inverse à partir :
(a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ou d’un de ses sels ;
(c) d’au moins un composé choisi parmi acrylamide, un dérivé d’acrylamide, un sel d’un dérivé d’acrylamide et leurs combinaisons ; en présence d’au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Fem, Cu1, Cu11 et leurs mélanges.
De manière préférée selon l’invention, le polymère (P2) est préparé dans un solvant organique, de préférence dans un solvant hydrocarboné, en particulier une coupe pétrolière hydrocarbonée.
De manière avantageuse selon l’invention, le polymère (P2) est totalement ou partiellement, neutralisé, notamment à l’issue de la réaction de polymérisation.
Le polymère (P2) selon l’invention peut être neutralisé, notamment durant la réaction de polymérisation ou à l’issue de la réaction de polymérisation. Le polymère selon l’invention peut être totalement ou partiellement neutralisé. Selon l’invention, la neutralisation du polymère est réalisée en neutralisant ou en salifiant tout ou partie des fonctions acides carboxyliques présentes au sein du polymère.
De manière préférée, la neutralisation est réalisée au moyen d’une base, par exemple au moyen d’un dérivé de métal alcalin ou d’un dérivé de métal alcalino-terreux. Les bases préférées sont choisies parmi NaOH, KOH, NH4OH, monoisopropylamine, triéthanolamine, triisopropylamine, 2-amino-2-méthyl-l-propanol (AMP), triéthylamine, diéthylamine, monoéthylamine. De manière particulièrement préférée, la neutralisation est réalisée au moyen de NaOH, KOH, NH4OH, seuls ou combinés.
Selon l’invention, la réaction de polymérisation met en œuvre au moins un monomère anionique (a) qui comprend au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ou d’un de ses sels. De manière préférée, le monomère anionique (a), comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable, comprend une ou deux fonctions acides carboxyliques, en particulier une seule fonction acide carboxylique. Plus préférentiellement, il est choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs mélanges, bien plus préférentiellement l’acide acrylique.
Pour la préparation du polymère (Pl), le monomère (a) préféré est l’acide méthacrylique. Pour la préparation du polymère (P2), le monomère (a) préféré est l’acide acrylique. Outre les monomères (a) et (b) ou (c), la réaction de préparation du polymère (P) peut également mettre en œuvre un ou plusieurs autres monomères. De manière préférée, la réaction de polymérisation met alors en œuvre au moins un autre monomère choisi parmi :
(d) au moins un composé choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons ou
(e) au moins un composé de formule (I) :
R1-(OE)m-(OP)n-R2
(I)
dans laquelle :
- m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment 0 ou un nombre entier ou décimal inférieur à 150, m ou n est différent de 0,
- OE représente un groupement CH2CH20,
- OP représente indépendamment un groupement choisi parmi CH(CH3)CH20 et CH2CH(CH3)0,
- R1 représente un groupement comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable, de préférence un groupement choisi parmi acrylate, méthacrylate, acryluréthane, méthacryluréthane, vinyl, allyl, méthallyl et isoprényl, plus préférentiellement un groupement méthacrylate,
- R2 représente un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone, de préférence un groupement C6-C40-alkyl, linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C8-C3o-alkyl, linéaire ou ramifié, un groupement C6-C4o-aryl, de préférence un groupement C8-C3o-aryl, par exemple un groupement tristyrylphényl ; ou
(f) au moins un monomère choisi parmi :
- acrylate de polyalkylèneglycol, de préférence acrylate de polyéthylèneglycol ou acrylate de polyéthylènepolypropylèneglycol,
- méthacrylate de polyalkylèneglycol, de préférence méthacrylate de polyéthylèneglycol ou méthacrylate de polyéthylènepolypropylèneglycol,
- allylpolyalkylèneglycol, de préférence allylpolyéthylèneglycol ou allylpolyéthylènepolypropylèneglycol,
- méthallylpolyalkylèneglycol, de préférence méthallylpolyéthylèneglycol ou méthallylpolyéthylènepolypropylèneglycol, - 3-méthyl-3-buten-l-ylpolyalkylèneglycol, de préférence 3-méthyl-3-buten-l- ylpolyéthylèneglycol ou 3-méthyl-3-buten-l- ylpolyéthylènepolypropylèneglycol ; ou
(g) au moins un monomère réticulant ou au moins un monomère comprenant au moins deux insaturations oléfiniques.
De manière préférée, le polymère (P) mis en œuvre selon l’invention est un polymère non-sulfoné.
La méthode de préparation selon l’invention permet de préparer une suspension de résidu aqueux de minerai métallique comprenant au moins un polymère (P) qui possède des propriétés particulièrement avantageuses, notamment des propriétés rhéologiques particulièrement avantageuses.
Ainsi, l’invention fournit également une suspension minérale aqueuse dont la concentration en matière sèche est supérieure à 40 % en poids de la suspension et possédant au moins une propriété choisie parmi :
• une viscosité Brookfield, mesurée à 100 tour/min et à 25°C, supérieure à 2 000 mPa.s ;
• un seuil d’écoulement mesuré à une température de 25°C au moyen d’un rhéomètre à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes, pour un couple de torsion particulier, supérieur à 40 Pa ; et
• une viscosité Brookfield, mesurée à 100 tour/min et à 25°C, supérieure à 2 000 mPa.s et un seuil d’écoulement mesuré à une température de 25°C au moyen d’un rhéomètre à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes, pour un couple de torsion particulier, supérieur à 40 Pa ;
comprenant un résidu aqueux de minerai métallique et au moins un polymère (P) de masse moléculaire Mw mesurée par GPC allant de 100 000 à 3.106 g/mol et préparé par au moins une réaction de polymérisation radicalaire, à une température supérieure à 50°C, et choisi parmi : un polymère (Pl) préparé en émulsion directe à partir : (a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ;
(b) d’au moins un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique ;
en présence d’ au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Feffl, Cu1, Cu11 et leurs mélanges ;
• un polymère (P2) préparé en émulsion inverse à partir :
(a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ou d’un de ses sels ;
(c) d’au moins un composé choisi parmi acrylamide, un dérivé d’acrylamide, un sel d’un dérivé d’acrylamide et leurs combinaisons ;
en présence d’au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Fem, Cu1, Cu11 et leurs mélanges.
Les caractéristiques particulières, avantageuses ou préférées de la méthode selon l’invention définissent des suspensions selon l’invention qui sont également particulières, avantageuses ou préférées.
Les exemples qui suivent permettent d’illustrer les différents aspects de l’invention.
On prépare des polymères mis en œuvre au cours de la méthode selon l’invention.
On prépare le polymère (P1A) en introduisant dans un réacteur en verre d’un litre, muni d’une agitation mécanique et d’un chauffage de type bain d’huile, 420 g d’eau désionisée et 2,15 g de dodecyl sulfate de sodium.
Dans un bêcher de 600 mL muni d’une pompe de dosage et d’une agitation magnétique, on prépare une pré-émulsion comprenant : - 205 g d’eau désionisée,
1,85 g de dodecyl sulfate de sodium,
164 g d’acrylate d’éthyle,
132 g d’acide méthacrylique,
6 g de divinyl benzène,
- 4,8 g de diméthacrylate d’éthylène glycol.
Dans un bêcher de 10 mL, on pèse 0,26 g de persulfate d’ammonium dissout dans 5 mL d’eau désionisée comme initiateur 1.
Dans une éprouvette de 20 mL munie d’une pompe de dosage, on pèse 0,2 g de persulfate d’ammonium dilué dans 20 g d’eau comme initiateur 2.
Le réacteur est chauffé à 85°C et on injecte l’initiateur 1. Puis, on injecte en 2,5 h la pré émulsion dans le réacteur maintenu à 85°C. L’initiateur 2 est injecté en parallèle dans le réacteur pendant la durée de la polymérisation et concomitamment à l’addition de la pré émulsion.
On continue de chauffer pendant 1 h à 85°C. Puis, on traite à chaud en 30 min le milieu réactionnel avec une solution de 0,3 g de persulfate dans 10 g d’eau.
Finalement, les pompes sont rincées avec de l’eau.
Le milieu est à nouveau chauffé 60 min à 80°C.
On obtient une dispersion de polymère (P1A) de masse moléculaire Mw mesurée par GPC de 2.106 g/mol à 30 % en poids d’extrait sec et de pH 2,8.
On prépare le polymère (PIB) en introduisant dans un réacteur en verre d’un litre, muni d’une agitation mécanique et d’un chauffage de type bain d’huile, 420 g d’eau désionisée et 4,1 g de dodecyl sulfate de sodium.
Dans un bêcher de 600 mL muni d’une pompe de dosage et d’une agitation magnétique, on prépare une pré-émulsion comprenant :
170 g d’eau désionisée,
- 2 g de dodecyl sulfate de sodium,
159 g d’acrylate d’éthyle,
107 g d’acide méthacrylique,
19 g de méthacrylate de 2-tetradecyloctadecanol oxyéthylé 25 fois. Dans un bêcher de 10 noL, on pèse 0,9 g de persulfate d’ammonium dissout dans 5 mL d’eau désionisée comme initiateur 1.
Dans une éprouvette de 20 mL munie d’une pompe de dosage, on pèse 0,09 g de métabisulfite de sodium dans 5 mL d’eau comme initiateur 2.
Le réacteur est chauffé à 75°C et on injecte l’initiateur 1 et l’initiateur 2. Puis, on injecte en 2 h la pré-émulsion dans le réacteur maintenu à 75°C.
On continue de chauffer pendant 1 h à 85°C. Puis, on traite à chaud en 30 min le milieu réactionnel avec une solution de 0,3 g de persulfate dans 10 g d’eau.
Finalement, les pompes sont rincées avec de l’eau.
Le milieu est à nouveau chauffé 60 min à 80°C.
On obtient une dispersion de polymère (P1B) de masse moléculaire Mw mesurée par GPC de 500 000 g/mol à 30 % en poids d’extrait sec et de pH 3,0.
La matière première utilisée pour cette série de tests est un résidu aqueux de minerai métallique provenant d’une mine de cuivre chilienne située dans le Nord du pays. Ή s’agit d’un déchet provenant de la séparation de la roche extraite de la mine du minerai comprenant le métal à valoriser.
Ce résidu aqueux de minerai de cuivre est sous la forme d’une suspension dans l’eau.
Les échantillons utilisés pour ces tests proviennent de la sortie d’un épaississeur conventionnel servant à concentrer le résidu aqueux de minerai métallique avant son dépôt dans un bassin de stockage. Le premier échantillon est prélevé juste après une pompe péristaltique, le second après une pompe centrifuge.
Différentes mesures préalables ont été effectuées sur le résidu aqueux en l’absence du polymère selon l'invention :
- répartition granulométrique au moyen d’un granulomètre laser Mastersizer 2000 (Malvern),
- taux de solide au moyen d’une balance à sec Mettler-Toledo,
- viscosité Brookfield à 100 tour/min au moyen d’un viscosimètre Brookfield DV3T à l’aide d’un mobile adapté, - valeur de limite d’écoulement au moyen d’un viscosimètre Brookfield DV3T à l’aide d’un mobile à ailettes.
La répartition granulométrique en volume montre la présence de plusieurs populations de particules ayant des tailles différentes :
- point (A) en sortie de pompe péristaltique placée après un épaississeur de type conventionnel dans l’installation de traitement du résidu de minerai de cuivre : D(0,1) = 1,2 pm, D(0,5) = 22.1 pm, D(0,9) = 139 pm,
- point (B) en sortie de pompe centrifuge placée après un épaississeur de type conventionnel dans l’installation de traitement du résidu de minerai de cuivre : D(0,1) = 1,1 pm, D(0,5) = 22.3 pm, D(0,9) = 147 pm.
Les autres caractéristiques du résidu de minerai de cuivre sans polymère sont présentées dans le tableau 1.
Tableau 1
On réalise ensuite des essais d’épaississement sur les échantillons de résidu aqueux provenant des points (A) et (B).
Un échantillon de suspension de résidu aqueux de minerai de cuivre est transféré dans un bêcher de 500 mL puis est placé sous agitation mécanique à l’aide d’un mélangeur Raynerie. L’agitation varie entre 800 et 1 000 tour/min.
Puis, on ajoute les polymères (P1A) ou (P1B) selon l’invention et on laisse sous agitation 5 à 10 min. L’agitation est ensuite stoppée pour permettre les mesures de viscosités Brookfield à 100 tour/min et la valeur de limite d’écoulement.
On renouvelle l’essai en ajoutant différentes quantités de polymère de 0,05 %, 0,1 % et 0,15 % en poids sec /sec par rapport à la suspension. Les résultats sont présentés dans le tableau 2.
Une autre série d’essais est menée sur d’autres échantillons de résidu aqueux de minerai de cuivre présentant des taux de solide de 50 % et 61 %. Un protocole similaire est mis en œuvre avec des doses de polymères (P1A) et (P1B) de 0,05 % en et 0,1 % en poids sec/sec.
Les mesures de valeurs de limite d’écoulement sont réalisées immédiatement après l’addition des polymères (P1A) ou (P1B) (T0), puis après une heure (Tl), après deux heures (T2) et enfin après 24 heures (T24). Les résultats sont présentés dans le tableau 3.
Tableau 3
En l’absence de polymère, on constate que les suspensions aqueuses de résidu de minerai de cuivre présentent des viscosités faibles qui perturbent leur stockage dans des bassins et peuvent présenter des risques d’écoulement incontrôlé.
L’ajout des polymères (P1A) ou (P1B) selon l’invention permet d’augmenter sensiblement ces viscosités ainsi que de contrôler le seuil d’écoulement de ces suspensions.
Grâce aux polymères selon l’invention, il est donc possible d’épaissir des résidus aqueux de minerai de cuivre, notamment à la sortie d’un épaississeur, tout en contrôlant leur rhéologie.
Ces résidus peuvent donc alors être placés dans des bassins de stockage de manière plus efficace et plus sûre, notamment par empilement des couches successives de résidu ainsi épaissi. L’empilement de résidu en couches successives avec une pente adaptée permet alors l’augmentation de la durée de vie des bassins de stockage généralement limités en superficie.

Claims

REVENDICATIONS
1. Méthode de préparation d’une suspension minérale aqueuse dont la concentration en matière sèche est supérieure à 40 % en poids de la suspension et possédant au moins une propriété choisie parmi :
• une viscosité Brookfield, mesurée à 100 tour/min et à 25°C, supérieure à 2 000 mPa.s ;
• un seuil d’écoulement mesuré à une température de 25°C au moyen d’un rhéomètre à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes, pour un couple de torsion particulier, supérieur à 40 Pa ; et
• une viscosité Brookfield, mesurée à 100 tour/min et à 25 °C, supérieure à 2 000 mPa.s et un seuil d’écoulement mesuré à une température de 25 °C au moyen d’un rhéomètre à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes, pour un couple de torsion particulier, supérieur à 40 Pa ;
comprenant l’addition dans un résidu aqueux de minerai métallique, d’au moins un polymère (P) de masse moléculaire Mw mesurée par GPC allant de 100 000 à 3.106 g/mol et préparé par au moins une réaction de polymérisation radicalaire, à une température supérieure à 50°C, et choisi parmi :
• un polymère (PI) préparé en émulsion directe à partir :
(a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ;
(b) d’au moins un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique ;
en présence d’au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Fe111, Cu1, Cu11 et leurs mélanges ;
• un polymère (P2) préparé en émulsion inverse à partir :
(a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ou d’un de ses sels ; (c) d’au moins un composé choisi parmi acrylamide, un dérivé d’acrylamide, un sel d’un dérivé d’acrylamide et leurs combinaisons ;
en présence d’au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Fem, Cu1, Cu11 et leurs mélanges.
2. Méthode selon la revendication 1 pour laquelle la suspension possède :
- une viscosité supérieure à 2 500 mPa.s, de préférence supérieure à 3 000 mPa.s, plus préférentiellement supérieure à 4 000 mPa.s ; ou
- une viscosité inférieure à 10 000 mPa.s, de préférence inférieure à 8 000 mPa.s ou inférieure à 7 000 mPa.s.
3. Méthode selon l’une des revendications 1 ou 2 pour laquelle la suspension possède :
- un seuil d’écoulement supérieur à 80 Pa ou supérieur à 100 Pa, de préférence supérieur à 150 Pa ou supérieur à 200 Pa ou encore supérieur à 300 Pa ;
- un seuil d’écoulement inférieur à 700 Pa ou inférieur à 500 Pa, de préférence inférieur à 450 Pa ou inférieur à 400 Pa ; ou
- un seuil d’écoulement supérieur à 80 Pa ou supérieur à 100 Pa, de préférence supérieur à 150 Pa ou supérieur à 200 Pa ou encore supérieur à 300 Pa, et inférieur à 700 Pa ou inférieur à 500 Pa, de préférence inférieur à 450 Pa ou inférieur à 400 Pa.
4. Méthode selon l’une des revendications 1 à 3 pour laquelle la suspension possède une concentration en matière sèche supérieure à 50 % en poids ou à 55 % en poids, de préférence supérieure à 60 % en poids ou supérieure à 65 % en poids, plus préférentiellement supérieure à 70 % en poids ou supérieure à 75 % en poids.
5. Méthode selon l’une des revendications 1 à 4 pour laquelle la suspension comprend de 0,01 à 2 % en poids de polymère (P) (sec sur sec par rapport au résidu de minerai), de préférence de 0,01 à 1,8 % ou de 0,01 à 1,5 %, plus préférentiellement de 0,01 à 1,2 % ou de 0,01 à 1 %, bien plus préférentiellement de 0,02 à 0,8 % ou de 0,03 à 0,5 %, encore plus préférentiellement de 0,04 à 0,25 % ou de 0,04 à 0,15 %.
6. Méthode selon l’une des revendications 1 à 5 comprenant l’addition d’un, deux ou trois polymères (P) différents ou l’addition supplémentaire d’au moins un composé choisi parmi un dérivé polymère épaississant d’origine naturelle ou synthétiques, minéraux ou organiques (alginates, gommes de guar, gommes de xanthanes, dérivés de cellulose modifiée, dérivés de cellulose non-modifiée, amidons, amidons modifiés), d’origine minérale (bentonite, laponite, argiles), un polysaccharide non-modifié et un polysaccharide.
7. Méthode selon l’une des revendications 1 à 6 pour laquelle :
- le minerai métallique est choisi parmi un minerai de lithium, strontium, lanthanides, actinides, uranium, terres rares, titane, zirconium, vanadium, niobium, chrome, molybdène, tungstène, manganèse, fer, cobalt, rhodium, iridium, nickel, palladium, platine, cuivre, argent, or, zinc, cadmium, étain, plomb ; ou
• le minerai métallique comprend un oxyde de métal, un sulfure de métal ou un carbonate de métal ; ou
- le résidu de minerai métallique comprend une quantité résiduelle de métal inférieure à 2 000 g par tonne (sec/sec) par rapport à la quantité de résidu de minerai métallique ; de préférence une quantité de métal allant de 10 à 2 000 g par tonne (sec/sec) ou de 10 à 1 000 g par tonne (sec/sec), par rapport à la quantité de résidu de minerai métallique.
8. Méthode selon l’une des revendications 1 à 7 pour laquelle l’addition du polymère (P) est réalisée :
avant une étape de pompage du résidu aqueux de minerai métallique, notamment au moyen d’une pompe choisie parmi une pompe centrifuge, une pompe péristaltique, d’une pompe à déplacement positif , une pompe à eau, une pompe à air comprimé, une pompe à membrane, une pompe rotative ou
- pendant une étape de pompage du résidu aqueux de minerai métallique, notamment au moyen d’une pompe centrifuge ou d’une pompe à déplacement positif ; ou après une étape de pompage du résidu aqueux de minerai métallique, notamment au moyen d’une pompe centrifuge ou d’une pompe à déplacement positif ; ou après une étape de concentration du résidu aqueux de minerai métallique, par exemple au moyen d’au moins un dispositif choisi parmi un épaississeur, un épaississeur haute densité ou bien par concentration densimétrique ou par concentration gravimétrique ; ou
avant une étape de transport du résidu aqueux de minerai métallique, notamment de transport au moyen d’une conduite ouverte, d’une conduite fermée ou d’un minéroduc ;
avant une étape de stockage du résidu aqueux de minerai métallique ;
- pendant une étape de stockage du résidu aqueux de minerai métallique.
9. Méthode selon l’une des revendications 1 à 8 pour laquelle :
- la réaction de polymérisation est mise en œuvre à une température allant de 50 à 98°C, de préférence de 50 à 95°C ou de 50 à 85°C ; ou
- la réaction de préparation :
o du polymère (PI) est réalisée dans l’eau, seule ou en mélange avec un solvant organique ; de préférence réalisée dans l’eau seule ; ou o du polymère (P2) est réalisée sans solvant ou bien dans un solvant organique, de préférence dans un solvant hydrocarboné, en particulier une coupe pétrolière hydrocarbonée ; ou le polymère (P) a une masse moléculaire Mw mesurée par GPC allant de 200 000 g/mol à 2,5.106 g/mol, préférentiellement allant de 250 000 g/mol à 2,2.106 g/mol ou de 400 000 g/mol à 2,2.106 g/mol ; ou
- le polymère (P2) est, totalement ou partiellement, neutralisé, notamment à l’issue de la réaction de polymérisation.
10. Méthode selon l’une des revendications 1 à 9 pour laquelle le monomère anionique (M) comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable comprend une ou deux fonctions acides carboxyliques, de préférence comprend une seule fonction acide carboxylique, de préférence est choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, un sel d’acide acrylique, un sel d’acide méthacrylique et leurs mélanges.
11. Méthode selon l’une des revendications 1 à 10 pour laquelle la réaction de polymérisation met également en œuvre au moins un autre monomère choisi parmi :
(d) au moins un composé choisi parmi acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique, méthacrylate de 2-sulfoéthyl, méthallyl sulfonate de sodium, styrène sulfonate, leurs sels et leurs combinaisons ou
(e) au moins un composé de formule (I) :
^-(OE OP R2
œ
dans laquelle :
- m et n, identiques ou différents, représentent indépendamment 0 ou un nombre entier ou décimal inférieur à 150, m ou n est différent de 0,
- OE représente un groupement CH2CH20,
- OP représente indépendamment un groupement choisi parmi CH(CH3)CH20 et CH2CH(CH3)0,
- R1 représente un groupement comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable, de préférence un groupement choisi parmi acrylate, méthacrylate, acryluréthane, méthacryluréthane, vinyl, allyl, méthallyl et isoprényl, plus préférentiellement un groupement méthacrylate,
- R2 représente un groupement hydrocarboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé, insaturé ou aromatique comprenant de 6 à 40 atomes de carbone, de préférence un groupement C6-C40-alkyl, linéaire ou ramifié, de préférence un groupement C8-C30-alkyl, linéaire ou ramifié, un groupement C6-C4o-aryl, de préférence un groupement C8-C3o-aryl, par exemple un groupement tristyrylphényl ; ou
(f) au moins un monomère choisi parmi :
- acrylate de polyalkylèneglycol, de préférence acrylate de polyéthylèneglycol ou acrylate de polyéthylènepolypropylèneglycol,
- méthacrylate de polyalkylèneglycol, de préférence méthacrylate de polyéthylèneglycol ou méthacrylate de polyéthylènepolypropylèneglycol, allylpolyalkylèneglycol, de préférence allylpolyéthylèneglycol ou allylpolyéthylènepolypropylèneglycol, - méthallylpolyalkylèneglycol, de préférence méthallylpolyéthylèneglycol ou méthallylpolyéthylènepolypropylèneglycol,
- 3-méthyl-3-buten-l-ylpolyalkylèneglycol, de préférence 3-méthyl-3-buten-l- ylpolyéthylèneglycol ou 3-méthyl-3-buten-l- ylpolyéthylènepolypropylèneglycol ; ou
(g) au moins un monomère réticulant ou au moins un monomère comprenant au moins deux insaturations oléfiniques.
12. Suspension minérale aqueuse dont la concentration en matière sèche est supérieure à 40 % en poids de la suspension et possédant au moins une propriété choisie parmi :
• une viscosité Brookfield, mesurée à 100 tour/min et à 25°C, supérieure à 2 000 mPa.s ;
• un seuil d’écoulement mesuré à une température de 25°C au moyen d’un rhéomètre à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes, pour un couple de torsion particulier, supérieur à 40 Pa ; et
• une viscosité Brookfield, mesurée à 100 tour/min et à 25°C, supérieure à 2 000 mPa.s et un seuil d’écoulement mesuré à une température de 25°C au moyen d’un rhéomètre à contrainte imposée, équipé d’un mobile à ailettes, pour un couple de torsion particulier, supérieur à 40 Pa ; comprenant un résidu aqueux de minerai métallique et au moins un polymère (P) de masse moléculaire Mw mesurée par GPC allant de 100 000 à 3.106 g/mol et préparé par au moins une réaction de polymérisation radicalaire, à une température supérieure à 50°C, et choisi parmi :
• un polymère (Pl) préparé en émulsion directe à partir :
(a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ;
(b) d’au moins un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique ;
en présence d’au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Fem, Cu1, Cu11 et leurs mélanges ;
• un polymère (P2) préparé en émulsion inverse à partir :
(a) d’au moins un monomère anionique comprenant au moins une insaturation oléfinique polymérisable et au moins une fonction acide carboxylique ou d’un de ses sels ;
(c) d’au moins un composé choisi parmi acrylamide, un dérivé d’acrylamide, un sel d’un dérivé d’acrylamide et leurs combinaisons ;
en présence d’au moins un composé générateur de radicaux choisi parmi persulfate d’ammonium, un persulfate de métal alcalin et leurs combinaisons ou leurs associations respectives avec un ion choisi parmi Fe11, Fem, Cu1, Cu11 et leurs mélanges.
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