Brevet FR2253097A1 — publié le 19750627

La présente invention concerne d'une manière générale la séparation électrostatique de deux minéraux silicatés, et vise plus particulièrement l'extraction de feldspath des pegmatites feldspathiques au sein desquelles le feldspath se trouve mélangé au quartz. Ainsi qu'on le sait la séparation du feldspath et du quartz est actuellement un des problèmes les plus difficiles que la minéralurgie ait à résoudre. En pratique cette séparation est usuellement réalisée soit par flottation, soit par action électrostatique. S'agissant de la flottation, l'expérience a montré qu'il est nécessaire de procéder à une attaque à l'acide fluorhydrique du mélange de minéraux à traiter afin d'accentuer sélectivement les différences de comportement de chacun de ces minéraux vis-à-vis du collecteur de flottation ou produit tensio-actif qu'il est usuel de mettre en oeuvre sans sans que l'explication en soit bien connue, on peut supposer que l'acide fluorhydrique permet sélectivement une mobilisation supérieure des ions de la surface du feldspath, dont le potentiel se trouve augmenté vis-à-vis de celui du quartz, ce qui permet une meilleure collection des molécules de produits tensio-actifs par le feldspath, et donc une meilleure flottation de ce dernier. Mais la manipulation d'acide fluorhydrique presente des difficultés et nécessite des précautions conduisant à la mise en oeuvre d'un appareillage relativement compliqué et coRteux. Dans certains cas, il a été proposé d'assurer l'attaque du mélange de minéraux à traiter par un produit propre à libérer de l'acide fluorhydrique et notamment par du fluorhydrate d'ammonium. Mais s'agissant maintenant d'assurer la séparation électrostatique des minéraux silicatés, ceux-ci sont de manière usuelle soumis à un bombardement ionique au voisinage d'un organe mobile, rotor par exemple, sur lequel certains au moins des minéraux sont sélectivement susceptibles de se fixer temporairement, et il est usuel également de soumettre au préalable ces minéraux à un traitement propre à modifier sélectivement leur résistivité de surface; il a été proposé dans ce but d'introduire dans le mélange de minéraux à traiter un produit tensio-actif. S'agissant par exemple de la séparation du feldspath et du quartz, ce produit tensto-actif se fixe en général préférentiellement sur le quartz au détriment de l'eau éventuellement présente à la surface de celui-ci, et le quartz ainsi enrobé de produit tensio-actif se trouve dès lors plus résistant que le feldspath, celui-ci pouvant encore comporter en surface une ou plusieurs couches de molécules d'eau toujours plus ou moins conductrice Dans l'un ou,l'autre de ces procédés de séparation, la mise en oeuvre d'un produit tensio-actif présente des inconvénients et notamment, suivant la provenance du minerai à traiter, des essais sont à mener pour déterminer le produit tensio-actif convenant le mieux, et les conditions les plus appropriées à sa mise en oeuvre. La présente invention a notamment pour objet un procédé permettant l'activation sélective d'un mélange de minéraux en vue de leur séparation électrostatique, sans mise en oeuvre d'untquelcon- que produit tensio-actif. L'invention est fondée sur l'observation, surprenante par ailleurs, qu'en attaquant un mélange de feldspath et de quartz par le fluorure d'hydrogène, tel que cela a déjà été proposé en soi pour la mise en oeuvre d'un processus de séparation par flottation de ces minéraux, on obtenait par le fait mEme une activation sélective importante de ceux-ci propre à permettre leur séparation par action électrostatique. En pratique, après une telle attaque, la différence de résistivité entre le quartz et le feldspath peut étre dans le rapport de 1:10, voire meme dépasser ce rapport, le quartz étant le plus résistant. Cette observation est d'autant plus surprenante que dans le processus de flottation au cours duquel, après une attaque au fluorure d'hydrogène, les minéraux en cause sont de manière conventionnelle additionnés dtun produit tensio-actif, la différence de leur résistivité reste dans des rapports inférieurs à 1:3. On peut tenter d'expliquer la différence importante de sélectivité obtenue par le fluorure dthydrogène en supposant-ue l'attaque pratiquée par celui-ci sur le feldspath libère à la surface d'un tel minerai des sites ioniques dus à la présence des éléments alcalins présents au sein du substrat cristallin correspondant et propres à libérer des ions qui entrent dès lors en circulation, tandis que l'attaque du quartz par ce même fluorure d'hydrogène ne donne lieu à rien de tel. Ainsi le procédé selon l'invention pour l'activation sélective d'un mélange de minéraux en vue de la séparation électrostatique de ces deux minéraux est d'une manière générale caractérisé en ce qu'il consiste à faire attaquer ce mélange par le fluorure d'hydro gène ou par l'acide fluorhydrique ; de préférence on prépare avantageusement pour cela une lessive, par dissolution dans de l'eau d'un fluorhydrate et on faitattaquerpar ladite lessive le mélange de minéraux à traiter. Le fluorhydrate d'ammonium, parfois nommé bifluorure acide d'ammonium, donne particulièrement satisfaction à cet égard. I1 s'agit d'un produit répondant à la formule suivante NH4 F, y HF, qui marque la fixation d 'un nombre variable y de molécules d'acide fluorhydrique, ou fluorure d'hydrogène, sur un support solide soluble formé par le sel d'ammonium de cet acide ; le nombre y peut par exemple etre compris entre 1 et 5, limites incluses. D'autres fluorhydrates du meme genre pourraient convenir, tels que par exemple les fluorbydrates de sodium, de potassium ou de calcium, bu d'une manière générale tout support solide susceptible, d'une part de fixer le fluorure d 'hydrogène, ce qui en permet une manipulation aisée et sans danger, et d'autre part de se dissoudre dans l'eau. En effet, lors d'une telle dissolution, il y a une libération dè l'acide fluorhydrique et ce dernier, jusqu'alors en quelque sorte retenu, reprend toute son activité et est notamment apte à pratiquer l'attaque recherchée. De préférence le fluorhydrate en cause est mis en oeuvre~dans les proportions comprises entre 50 et 150 g par litre d'eau pour la préparation de la lessive d'attaque, ces proportions étant de préférence voisines de 100 g par litre d'eau. De préférence également la lessive d'attaque est mise en oeuvre dans des proportions comprises entre 1:1 et 3:1 et de préférence voisines de 2:1, en poids, vis-à-vis du mélange de minéraux traité. Les essais ont en tout cas montré qu'avec de telles proportions on obtenait ensuite, lors de la séparation électrostatique de ces minéraux, dtexcellents résultats. C'est ainsi par exemple que ce traitement a été appliqué à l'activation d 'un minerai feldspathique comportant initialement environ 50 % de feldspath. Après le traitement d'activation suivant l'invention, ce minerai a été lavé puis séché à environ 1200C pendant environ une heure, et enfin directement soumis à une opération de séparation électrostatique à l'aide d'un appareillage comportant de manière connue en soi un rotor d'environ 300 mm entravé à une vitesse angulaire d'environ 60 tours/minute et une électrode de ionisation à effet Corona portée à un potentiel d'environ 25 Kvolts, sans électrode de champ complémentaire. Un tél appareillage a permis dans ces conditions de récupérer 70 % en poids du minerai initial, et le minerai ainsi récupéré avait sa teneur en feldspath portée à environ 80 O/o. Il est important de souligner que suivant l'invention ce processus peut avantageusement être conduit en l'absence de tout produit tensio-actif, ce qui permet évidemment d'éviter les inconvénients inhérents à la miseen oeuvre de tels produits. En particulier l'invention permet avantageusement une application facile du processus de séparation électrostatique à tous les minerais feldspathiques, quelle que soit l'origine de ceux-ci, et sans qu'il soit nécessaire de procéder au préalable à des est sais propres à déterminer les meilleures conditions de mise en oeuvre de ce processus. Bien entendu la présente invention ne se limite pas aux modes de mise en oeuvre décrits ci-dessus, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'activation sélective d'un mélange de minéraux silicatés en vue de la séparation électrostatique de ces deux minéraux, caractérisé en ce qu'il consiste à faire attaquer ledit mélange par le fluorure d'hydrogène ou par l'acide fluorhydrique. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prépare une lessive par dissolution dans de l'eau d'un fluorhydrate et on fait attaquer par ladite lessive le mélange de minéraux à traiter. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la lessive d'attaque est réalisée à partir de fluorhydrate d'ammonium. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2, 3, caractérisé en ce que le fluorhydrate est mis en oeuvre dans des proportions comprises entre 50 et 150 g par litre d'eau et de préférence voisines de 100 g par litre d'eau. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la lessive d'attaque est mise en oeuvre dans des proportions comprises entre 1:1 et 3tel, et de préférence voisines de 2:1, en poids, vis-à-vis du mélange de minéraux traité. 6. Application du procédé selon l'une quelconque des revendu cations 1 à 5 à la séparation électrostatique de deux minéraux, et plus particulièrement à la séparation électrostatique de quartz et de feldspath. 7. Procédé pour la séparation électrostatique de deux minéraux silicatés, en particulier quartz et feldspath, du genre suivant lequel lesdits minéraux sont soumis à un bombardement ionique au voisinage d'un organe mobile, rotor par exemple, sur lequel certains au moins des minéraux sont susceptibles de sélectivement se fixer temporairement, caractérisé en ce que cesdits minéraux sont au préalable soumis à une attaque par le fluorure d'hydrogène ou l'acide fluorhydrique par exemple par un lessivage du type de celui faisant l'objet du procédé selon lrune quelconque des revendications 2 à 5, èt après un séchage éventuel sont directement soumis à un bombardement ionique en l'absence de tout produit tens io-acti f