Brevet FR2088116A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne un procédé de séparation des minerais par gravité au moyen d'une liqueur dense constituée d'eau et de poudre de ferro-silicium contenant de 12 à 18 % de silicium et caractérisée par une gra nulométr ie particulière. Pour réaliser la séparation de certains minerais finement broyés, comme par exemple le fers le zinc, le plomb5 etc., on utilise des liqueurs denses préparées par addition de matières denses solides finement divisées à l'eau ou à des solutions salines. Pour augmenter la densité de ces liqueurs, on utilise des matières solides de densité élevée. On connaît par exemple le quartz, la magnétite, le plomb atomisé, la galène et le ferro-silicium contenant de 12 à 18 % de silicium et de préférence 15 %. Le ferro-silicium 15 % présente les avantages sur les autres matières utilisées pour la confection des liqueurs denses d'être, d'une part, très résistant à la corrosion et, d'autre part, ferromagnétique, ce qui permet sa récupération après la séparation du minerai. Pour obtenir la meilleure séparation possible des minerais par gravité, il est avantageux d'utiliser une liqueur dont la densité soit aussi élevée que possible mais qui se comporte cependant toujours comme un liquide. On exprime ce fait en disant que la viscosité apparente de la liqueur dense reste inférieure à environ 25 centipoises et, de préférence, comprise entre 12 et 15 centipoises. La viscosité apparente d'une telle liqueur dense, mesurée à l'aide d'un consistomètre, est définie par la comparaison entre son temps d'écoulement à travers un orifice calibre et celui d'une -solution étalon de glycérine et d'eau Four parvenir à une meilleure séparation, il est connu d'augmenter la quantité de matière contenue dans la liqueur dense : l'accroissement de densité de la liqueur conduit cependant assez vite à une augmentation inadmissible de la viscosité apparente. I1 est également connu ~d'utiliser des -alliages de métaux de densité élevée comme, par exemple, du ferro-silicium contenant de l'uranium. Mais ces produits sont chers et les résultats obtenus restent limités. I1 a été également proposé d'améliorer les qualités des liqueurs denses en agissant sur la forme des grains : les grains de forme arrondie à surface lisse et uniforme, obtenus par un procédé d'atomisation d'une masse fondue de ferro-silicium par exemple, s'ils permettent de réduire la corrosion, n'ont qu'une influence relativement faible sur l'augmentation de la densité à viscosité apparente égale, cette influence se faisant surtout sentir dans le domaine des très grandes viscosités apparentes, domaine qui n'est pas utilisable pour la séparation des minerais par gravité. De plus, la fabrication de grains de forme-arrondie présente l'inconvénient d'être plus onéreuse que le simple broyage qui conduit à des grains de forme quelconque. Dans la mise en oeuvre des procédés de séparation de minerais par gravité, la liqueur dense se modifie lentement en raison des pertes dues à l'entraînement par la gangue. Les grains initiaux s'arrondissent de plus par usure et certains grains, contenant initialement des creux, sont susceptibles d'éclater, augmentant ainsi le pourcentage des grains plus fins. Le procédé selon l'invention permet le traitement des minerais par gravité au moyen de liqueurs denses à base de poudre de ferro-silicium contenant de 12 à 18 % de silicium et obtenue par simple broyage. Les liqueurs denses selon l'invention permettent d'atteindre une plus grande densité de liqueur tout en maintenant la viscosité apparente à une valeur permettant une bonne séparation des minerais. Le procédé de séparation selon l'invention consiste à utiliser des liqueurs denses à base de poudre de ferro-silicium dont la granulométrie initiale est maintenue constante pendant la durée du traitement, la granulométrie de la poudre de ferro-silicium utilisée pour la fabrication de la liqueur dense étant périodiquement analysée. Des additions périodiques de poudre de ferrosilicium choisies dans des tranches de granulométrie déterminées par l'analyse, permettent de ramener constamment la granulométrie de la poudre de ferro-silicium à sa valeur initiale en compensant les pertes en grains fins dues à l'entraînement par la gangue ainsi que les pertes en grains de plus grande dimension dues à l'usure.Ainsi, la granulométrie de la liqueur dense est maintenue constante malgré la tendance que possède la liqueur se modifier lors du traitement de séparation des minerais. La poudre de ferro-silicium, objet de l'invention9 utilisée pour la fabrication des liqueurs denses utilisées dans la séparation des minerais par gravité, est caractérisée essentiellement par sa répartition granulométrique. Elle est obtenue par simple broyage, tamisage et séparation pneumatique, les différentes tranches granulométriques étant réintroduites en proportions définies pour obtenir le produit désiré. Contrairement à ce qui est généralement affirmé, il a été possible d'obtenir des résultats meilleurs au moyen de'poudre de ferro-silicium composée de grains obtenus par broyage et de granulométrie particulière qu'en utilisant la même poudre formée de grains arrondis obtenus par pulvérisation mais de granulométrie quelconque et variable en cours de traitement. Les graphiques représentés sur la figure illustrent les résultats obtenus au moyen de trois granulométries de poudre de ferro-silicium à 15 7. prises à titre d'exemples non limitatifs. Les granulométries sont définies à l'aide de tamis normalisés Tyler. EXEMPLE I La poudre de ferro-silicium à 15 7 considérée dans cet exemple a été obtenue par broyage à sec et possède la granulométrie suivante Refus tamis 65, grains de dimension supérieure à 0,208 mm 0o 0 % Refus tamis 100, grains compris entre 0,208 et 09147 mm 0.o 5 % Refus tamis 150, grains compris entre 09147 et 09104 mm 0 10 % Refus tamis 200, grains compris entre 0,104 et 0,074 mm ............ 15 7 Refus tamis 325, grains compris entre 0,074 et 0,044 mm ............ 25 % Refus tamis 400, grains compris entre 0,044 et 09037 mm ............ 5 % Passant tamis 400, grains de dimension inférieure à 0,037 mm ....... 40 % On compte, de plus, dans l'ensemble des grains passant au tamis 400 un pourcentage de 20 7 de grains très fins de dimension environ 15 microns. Les résultats obtenus sont représentés par la courbe I de la figure. On voit que, pour une viscosité apparente comprise entre 12 et 15 centipoises, valeur particulièrement intéressante pour l'emploi d'une liqueur dense pour le traitement et la concentration des minerais, l'on obtient une densité de liqueur de l'ordre de 3,2 kg/l. EXEMPLE II La poudre de ferro-silicium à 15 7 de cet exemple a été obtenue par broyage à sec suivi d'un tamisage permettant d'obtenir la granulométrie suivante Refus tamis 65, grains de dimension supérieure à 0,208 mm ......... 0 % Refus tamis 100, grains compris entre 0,208 et 0,147 mm ............ 18 % Refus tamis 150, grains compris entre 0,147 et 0,104 mm -.. 10 7 Refus tamis 200, grains compris entre 0,104 et 0,074 mm ............ 11 7 Refus tamis 325, grains compris entre 0,074 et 0,044 mm 16 7 Refus tamis 400, grains compris entre 0,044 et 0,037 mm ............ 8 % Passant tamis 400, grains de dimension inférieure à 0,037 mm ....... 37 % Parmi l'ensemble des grains passant au tamis 400, on a d'autre part un pourcentage de 3 7 de grains très fins de dimension 15 microns environ. Les résultats obtenus sont représentés par la courbe II de la figure. EXEMPLE III La poudre de ferro-silicium 15 7 utilisée pour cet exemple a été obtenue par broyage à sec et tamisage, permettant d'obtenir la granulométrie suivante Refus tamis 65, grains de dimension supérieure à 0,208 mm ......... 0 % Refus tamis 100, grains compris entre 0,208 et 0,147 mm ............ 5 % Refus tamis 150, grains compris entre 0,147 et 0,104 mm -10 % Refus tamis 200, grains compris entre 0,104 et 0,074 mm ............ 15 7 Refus tamis 325, grains compris entre 0,074 et 0,044 mm ............ 25 7 Refus tamis 400, grains compris entre 0,044 et 0,037 mm ........... 8 % Passant tamis 400, grains de dimension inférieure à 09037 mm . 37 7 Parmi l'ensemble des grains constituant le passant du tamis 400, on relève de plus un pourcentage de 3 % de grains de dimension environ 15 microns. Les résultats obtenus avec une liqueur dense constituée par cette dernière poudre de ferro-silicium sont représentés sur la courbe III de la figure. Le procédé selon l'invention, utilisant la poudre de ferro-silicium à 15 % de silicium selon l'invention, peut être utilisé pour réaliser toutes les séparations de solides en milieu humide. Des applications particulièrement intéressantes peuvent être la séparation des minerais de fer, de zinc, de plomb, etc. par des techniques de flottation. REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation des solides par gravité au moyen d'une liqueur dense constituée d'eau et de ferro-silicium contenant 12 à 18 % de silicium broyé en poudre, procédé qui comporte des additions périodiques de poudre de ferro-silicium pour compenser les pertes, et qui est caractérisé par le fait que la granulométrie de la poudre de ferro-silicium est analysée périodiquement et qu'elle est ramenée à la granulométrie initiale au moyen desdites additions périodiques choisies dans des tranches de granulométrie déterminées par l'analyse. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la granulométrie initiale de la poudre de ferro-silicium est la suivante 0 % de grains de dimension supérieure à 0,208 mm 4 à 6 % de grains de dimension comprise entre 0,208 et 02147 mm 9 à 11 7 de grains de dimension comprise entre 09147 et 0,104 mm 13 à 17 % de grains de dimension comprise entre 09104 et 0,074 w 22 à 28 % de grains de dimension comprise entre 0,074 et 0,044 mm 4 à 6 % de grains de dimension comprise entre 09044 et 0,037 mm 36 à 44 7 de grains de dimension inférieure à 0,037 mm, ces derniers comprenant un pourcentage de 20 % au moins de grains tres fins de dimension comprise entre 10 et 20 microns. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la granulométrie initiale de la poudre de ferro-silicium est la suivante O 7 de grains de dimension supérieure à 0,208 mm 16 à 20 % de grains de dimension comprise entre 09208 et 0,147 mm 9 à 11 % de grains de dimension comprise entre 0,147 et 09104 mm 10 à 12 % de grains de dimension comprise entre 09104 et 09074 mm 14 à 18 % de grains de dimension comprise entre 0,074 et 0,044 mm 7 à 9 7 de grains de dimension comprise entre 0,044 et 0,037 mm 33 à 41 % de grains de dimension inférieure à 0,037 mu, ces derniers comprenant un pourcentage de 2 à 4 7 de grains très fins de dimension comprise entre 10 et 20 microns. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la granulométrie initiale de la poudre de ferro-silicium est la suivante O % de grains de dimension supérieure à 0,208 mm 4 à 6 % de grains de dimension compribe entre 0,208 et 0,147 mm 9 à 1l 7 de grains de dimension comprise entre 0,147 et 09104 mu 13 à 17 % de grains de dimension comprise entre 0,104 et 0,074 mu 22 à 28 % de grains de dimension comprise entre 0,074 et 09044 mm 6 à 10 % de grains de dimension comprise entre 0,044 et 0,037 mu 33 à 41 % de grains de dimension inférieure à 0,037 mm, ces derniers comprenant un pourcentage de 2 à 4 7 de grains très fins de dimension comprise entre 10 et 20 microns.