FR2495500A1 - Perfectionnements apportes aux procedes d'enrichissement, par flottation, de minerais de phosphate a gangue silicieuse et/ou carbonatee - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION EST RELATIVE A UN NOUVEAU PROCEDE D'ENRICHISSEMENT, PAR FLOTTATION, DE MINERAIS DE PHOSPHATE. CE PROCEDE SE CARACTERISE EN CE QU'AU COURS D'UNE PREMIERE ETAPE, ON TRAITE DURANT 1 A 3MINUTES, LE MINERAI EN ETAT DE PULPE ET AU PH NATUREL, PAR UN COLLECTEUR CONSTITUE PAR UN MELANGE D'UN TENSIO-ACTIF ET D'UN ALCOOL, ET EN CE QU'AU COURS D'UNE DEUXIEME ETAPE, ON REALISE LA DESORPTION DU COLLECTEUR SUR LES PARTICULES DE PHOSPHATE. APPLICATION A L'ENRICHISSEMENT PAR FLOTTATION DE MINERAIS DE PHOSPHATE ET, NOTAMMENT, DE MINERAIS A GANGUE SILICIEUSE ETOU CARBONATEE.
Description
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux procédés d'enrichissement, par flottation, de minerais de phosphate à gangue siliceuse et/ou carbonatée.
La flottation, basée sur le fait que certains corps sont mouillés par l'eau ou les solutions aqueuses, alors que d'autres ne le sont pas, constitue un moyen très efficace et très largement employé en tant que traitement préliminaire ayant pour but l'enrichissement des différents minerais. Au cours de ce traitement, la tension superficielle des solides par rapport à l'eau est modifiée par des agents mouillants, collecteurs, déprimants, etc... ajoutés à l'eau. Ces opérations se réalisent la plupart du temps dans des cellules disposées en série, car la séparation minerai/gangue n'est que partielle dans chaque cellule.
De très nombreuses méthodes ont ainsi été préconisées pour l'enrichissement par flottation des différents minerais : elles consistent, généralement, à soumettre le minerai à un processus de flottation à-l'aiderndesagents, tels que des acides gras par exemple. Malheureusement, ces procédés se sont avérés inapplicables et inefficaces dans le cas de minerais de phosphate à gangue carbonatée.
Ceci s'explique d'ailleurs par le comportement électrochimique quasi-similaire des particules de phosphate et de carbonate et par des réactions semblables des carbonates et des phosphates vis-à-vis des réactifs collecteurs utilisés.
Pour améliorer la séparation, on a préconisé de réaliser l'enrichissement des minerais de phosphate non sédimentaire à gangue carbonatée par flottation des carbonates dans un milieu acide. Le procédé consiste essentiellement à traiter le minerai de phosphate par un acide (par exemple l'acide fluosilicique) qui déprime les particules de phosphate, puis l'on procède à la flottation des carbonates à l'aide d'acides gras. Si cette méthode constitue un progrès par rapport aux méthodes mettant en oeuvre la calcination (technique complexe et conteuse), elle n'a pas pu résoudre tous les problèmes pour réaliser une valori- sation satisfaisante des minerais de phosphate à gangue carbonatée et siliceuse, par flottation.
I1 en est de même en ce qui concerne la méthode (préconisée par exemple par le Brevet américain 3 534 854) qui consiste tout d'abord à soumettre le minerai à enrichir à un processus de flottation à l'aide d'un réactif anionique tel qu'un acide gras, en présence d'un milieu aqueux dont le pH n'est pas inférieur à 9, puis à abaisser le ph du milieu aqueux à 6-6,5 et à réaliser une seconde flottation à l'aide d'un réactif anionique, cette modification du pH apportant des différenciations dans le comportement (normalement très semblable) des particules de phosphate et de carbonate Dans ce cas également, il s'est avéré que la séparation des phosphates et des carbonates Pétait pas parfaite.
Un autre procédé d'enrichissement par flottation de minerais de phosphate sédimentaire ou cristallin à gangue carbonatée a été préconisé dans le Brevet français 2 248 878. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on réalise la séparation des carbonates et des phosphates que ccntient le minerai à traiter, en soumettant celui-ci à UrL traitement de flottation inversée à l'ide d'une association de réactifs comprenant des agents de modification des pro- piétés physico-chimiques superficielles des particules phosphatées, qui dépriment ces dernières et qui sont essentiellement constituées par un sel métallique et un complexant, - et un collecteur de flottation des carbonates essentiellement constitué par un agent tensio-actif à chaîne hydrocarbonée comprenant 8 à 2G atomes de carbone. Ce procédé de flottation inversée qui permet en effet une bonne séparation des phosphates et des carbonates, ne donne de bons résultats qu'à l'échelle de laboratoire et est difficile à mettre en oeuvre de manière satisfaisante pour de très grandes quantités de minerais de phosphate et surtout lorsque les minerais de phosphate sont à gangue siliceuse.
En d'autres termes,si l'on applique à la flottation des phosphates à gangue carbonatée,les procédés connus d'enrichissement par flottation des minerais de phosphate à gangue siliceuse ,l'on n'obtient pas la séparation des phosphates et des carbonates car ceux-ci flottent ensemble.
D'autre part ,les procédés d'enrichissement par flottation de minerai de phosphate à gangue carbonatée,ne s'appliquent qu'à certains types de minerais de phosphates à savoir à des minerais de phosphates dont la gangue contient de façon prépondérante des carbonates,à l'exclusion des minerais qui contiennent à coté de tels carbonates,des proportions relativement importantes de silice et de silicates qui restent déprimées avec le phosphate te et dont la séparation nécessite des étapes supplémentaires et des con sommation suppl mentaires de réactifs.
D'autres méthodes ont également été préconisEes: elles se caractérisent par la combinaison d'une flottation et d'un oDnSitionnement (cf. notamment le Brevet Français 79 30868). Ces méthodes,outre qu'elles sont culpliquees, nécessitent une adaptation constante des réactif s aux différentes couches de minerais.
La présente invention s'est, en conséquence, donné pour but de pourvoir à un nouveau procédé d'enrichissement, par flottation,de minerais de phosphate qui répond mieux aux nécessités de la pratique que les procédés visant au même but anterieurement connus,notamment en ce que le nouveau procédé parmettet ceci d'une manière simple et économique,de valoriser et traiter aussi bien les minerais à gangue carbonatée que siliceuse.
La présente invention a pour objet un procédé d'enrichissement par flottation,de minerais de phosphate à gangue carbonatée et/ou siliceuse ,caractérisé en ce qu'au cours d'une première étape,on traite durant 1 à 3 minutes,le minerai en état de pulpe et au pH naturel,par un collecteur constitué par un mélange d'un tensio-actif et d'un alcool, après quoi on élimine la quasi-totalité de la gangue siliceuse ,et en ce qu'au cours d'une deuxième étape,on realise la désorption du collecteur sur les particules de phosphate,déprimant ces dernières et rendant possible la flottation de la partie carbonatée de la gangue.
Selon un mode de réalisation avantageux du procédé objet de la présente invention, la désorption du collecteur sur les particules de phosphate est réalisée chimiquement.
Suivant une modalité particulière de ce mode de réalisation, la désorption est réalisée à l'aide des acides minéraux ou organiques.
Suivant un autre mode de réalisation avantageux du procédé objet de la présente invention, la désorption du collecteur sur les particules de phosphate est réalisée mécaniquement.
Suivant une modalite particulière de ce mode de réalisation, la désorption est réalisée en prolongeant essentiellement ( de 2 a 7 minutes ) la durée de contact de la pulpe de minerais avec le collecteur.
Conformément à l'invention, l'agent collecteur est ajouté à raison de 300 à 1500 g par tonne de matière solide traitée.
Conformément à l'invention, l'agent collecteur est constitué de 20 à 50 % de substance tensio-active anionique (acides gras- ou leurs sels) et de 80 à 50 % alcool.
Suivant une modalité particuliere de ce mode de réalisation, l'alcool constituant l'adjuvant est un alcool à courte channe hydrocarbonée (C1 à C).
Selon un mode de réalisation avantageux du procédé objet de la présente invention, lorsque la désorption est réalisée chimiquement, elle est faite à l'aide d'une quantité d'acide variant de 1,5 à 6 kg par tonne de matière solide traitée.
Suivant un autre mode de réalisation avantageux du procédé objet de la présente invention, on ajoute à l'agent collecteur des hydrocarbures de maniere à avoir 20 à 300 g d'hydrocarbures par tonne de matière solide traitée.
Outre les-dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre.
La présente invention vise, en particulier, un nouveau procédé d'enrichissement par flottation, de minerais de phosphate à gangue aussi bien carbonatée que siliceuse, et ceci d'une manière simple,: économique et efficace, jamais encore réalisée. La présente invention vise également les procédés d'ensemble et les channes de fabrication dans lesquels est inclus le procédé conforme à la présente invention.
L'invention pourra etre mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples de mise en oeuvre du procédé conforme à la présente invention.
I1 doit etre bien entendu, toutefois, que les exemples de mise en oeuvre décrits ci-après sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention ,mais n'en constituent en aucune manière une limitation.
EXEMPLE 1
Le minerai de phosphate traité présente une granulométrie comprise entre 45 et 315 microns, et titre 23,31 % de P205 (50,92 % de phosphate tricalcique). I1 se compose aussi de 45,28 % de CaO et 14,11 % de SiO2.
Le minerai de phosphate traité présente une granulométrie comprise entre 45 et 315 microns, et titre 23,31 % de P205 (50,92 % de phosphate tricalcique). I1 se compose aussi de 45,28 % de CaO et 14,11 % de SiO2.
1.- Après attrition en pulpe dense de courte durée (2 minutes) et après deschlamage, on réalise un premier conditionnement durant une minute à pH naturel, en ajoutant le collecteur de flottation de phosphates et carbonates constitué d'un mélange d'acide oléique (30 %) et d'alcool (70 %) puis on effectue la flottation dans une cellule classique en pulpe diluée. La quantité de collecteur mise en oeuvre est de 800 g/tonne de minerai sec traité.
2.- Après trois relavages, dont le nombre peut titre réduit si on le désire, moyennant une addition de silicate de Na, on réalise un deuxième conditionnement de très brève durée (30 secondes), en acidifiant la pulpe par 3 kg/tonne de minerai sec traité d'acide sulfurique. On effectue ensuite la flottation des carbonates.
Le bilan de six essais de flottation est résumé dans le Tableau suivant
<tb> <SEP> Rp <SEP> % <SEP> P2O5 <SEP> RP2O5 <SEP> CaO/P2O5 <SEP>
<tb> Concentré <SEP> 66,06 <SEP> 30,74 <SEP> 64,94 <SEP>
<tb> Rejets <SEP> siliceux <SEP> 10,51 <SEP> 7,70 <SEP> 3,e1 <SEP>
<tb> Rejets <SEP> carbonates <SEP> 10,82 <SEP> 7,98 <SEP> 3,61 <SEP> 6,16 <SEP>
<tb> Mixtes <SEP> à <SEP> recycler <SEP> 12,61 <SEP> 15,21 <SEP> 8,04
<tb> Alimentation <SEP> 100,00 <SEP> 23,91 <SEP> 100,00 <SEP> 1,94
<tb>
Rp = apzos =
EXEMPLE 2
Le minerai de phosphate à gangue carbonatée et siliceuse coupé à 0,2 mm et déschlamé à 45 microns, titre 15,34 % de P2O5 (soit 33,51 % de phosphate tricalcique). I1 contient 27,8 % de SiO2 et 30,74 % de CaO avec un rapport CaOJP205 de 2.
<tb> Concentré <SEP> 66,06 <SEP> 30,74 <SEP> 64,94 <SEP>
<tb> Rejets <SEP> siliceux <SEP> 10,51 <SEP> 7,70 <SEP> 3,e1 <SEP>
<tb> Rejets <SEP> carbonates <SEP> 10,82 <SEP> 7,98 <SEP> 3,61 <SEP> 6,16 <SEP>
<tb> Mixtes <SEP> à <SEP> recycler <SEP> 12,61 <SEP> 15,21 <SEP> 8,04
<tb> Alimentation <SEP> 100,00 <SEP> 23,91 <SEP> 100,00 <SEP> 1,94
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Rp = apzos =
EXEMPLE 2
Le minerai de phosphate à gangue carbonatée et siliceuse coupé à 0,2 mm et déschlamé à 45 microns, titre 15,34 % de P2O5 (soit 33,51 % de phosphate tricalcique). I1 contient 27,8 % de SiO2 et 30,74 % de CaO avec un rapport CaOJP205 de 2.
10) Le premier conditionnement est réaiisé par addition du collecteur (mélange acide oléique et alcool), à raison de 600 g/tonne de minerai sec traite durant une minute,puis or.
effectue la flottation. Le rejet siliceux titre 4 e de phosphate tricalcique
20) Le flotté est relavé trois fois, ensuite on réalise le deuxième conditionnement durant 30 secondes en ajoutant 2 kg/tonne de minerai sec traité d'H2SOo, puis on effectue la flottation. Le produit flotté essentiellement formé de carbonates, titre 18 % de phosphate tricalcique, tandis que le concentré phosphaté a une teneur de 68 % en phosphate tricalcique avec un rapport CaO/P2O de 1,42. Le taux de récupération du P205 contenu dans le minerai est de l'ordre de 80 %.
20) Le flotté est relavé trois fois, ensuite on réalise le deuxième conditionnement durant 30 secondes en ajoutant 2 kg/tonne de minerai sec traité d'H2SOo, puis on effectue la flottation. Le produit flotté essentiellement formé de carbonates, titre 18 % de phosphate tricalcique, tandis que le concentré phosphaté a une teneur de 68 % en phosphate tricalcique avec un rapport CaO/P2O de 1,42. Le taux de récupération du P205 contenu dans le minerai est de l'ordre de 80 %.
Ces essais ont été effectués dans une eau dure de 2100 T.H.(degré français), ce qui représente un avantage fondamental.
Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la pré sente invention.
Claims (10)
1.Procédé d'enrichissement par flottation, de minerais de phosphate à gangue carbonatée et/ou siliceuse, caractérisé en ce qu'au cours d'une premiere étape, on traite durant 1 à 3 minutes, le minerai en état de pulpe et au pH naturel, par un collecteur constitué par un mélange d'un tensio-actif et d'un alcool, après quoi on élimine la quasi-totalite de la gangue siliceuse,et en ce qu'au cours d'une deuxième étape, on réalise la désorption du collecteur sur les particules de phosphate, déprimant ces dernières et rendant possible la flottation de la partie carbonatée de la gangue.
2. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la désorption du collecteur sur les particules de phosphate est réalisée chimiquement.
3. Procédé selon la Revendication 2, caractérisé en ce que la désorption est réalisée à l'aide des acides minéraux ou organiques.
4. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la désorption du collecteur sur les particules de phosphate est réalisée mécaniquement.
5. Procédé selon la Revendication 4, caractérisé en ce que la désorption est réalisée en prolongeant essentiellement (de 2 à 7 minutes) la durée de contact de la pulpe de minerais avec le collecteur.
6. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 1'agent collecteur est ajouté à raison de 300 à 1500 g par tonne de matière solide traitée.
7. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'agent collecteur est constitué de 20 à 50 % de substance tensio-active anionique (acides gras ou leurs sels), et de 80 à 50 % d'alcool.
8. Procédé selon la Revendication 7, caractérisé en ce que l'alcool constituant l'adjuvant est un alcool à courte channe hydrocarbonée (C à C6).
9. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, lorsque la désorption est réalisée chimiquement, elle est faite à l'aide d'une quantité d'acide variant de 1,5 à 6 kg par tonne de matière solide traitée.
10, Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on ajoute à l'agent collecteur, des hydrocarbures de manière à avoir 20 à 300 g d'hydrocarbures par tonne de matière solide traitée.
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