Brevet FR2502028A1 — publié le 19820924

1. La présente invention concerne un procédé pour diminuer l'aptitude à flotter des minéraux de type sylvinite dans un système de flottation, utili- sant comme déprimant un copolymère de faible masse moléculaire. Dans la flottation des minerais, la dépres- sion est constituée par les mesures prises pour empê- cher la flottation d'un minéral particulier. Dans les systèmes de flottation à un seul minéral, il est lu habituel de maintenir au fond les matières de la guangue et les mixtes à faible teneur. Dans les sys- tèmes de flottation différentielle, on utilise la dépression pour retenir au fond une ou plusieurs des matières qu'un collecteur donné fait normalement flotter. De façon classique, on réalise la dépression par emploi d'agents connus sous le nom d'agents dé- presseurs ou plus couramment de déprimants. Lorsqu'on les ajoute aux systèmes de flottation, les agents dépresseurs exercent un effet spéeifique sur la matière à déprimer et empêchent que cette matière flotte. Le mode exact de cette action demeure hypothétique. Di- verses théories ont été avancées pour expliquer cette action; selon certaines d'entre elles: les déprimants réagissent chimiquement avec la surface des minéraux pour former des pellicules protectrices insolubles de nature mouillable qui ne réagissent pas avec les col- lecteurs; les déprimants, par divers mécanismes phy- sico-chimiques, tels que l'adsorption superficielle, des effets d'action de masse, la formation de complexes ou similaires, empêchent la formation de la pellicule 2. de collecteur; les déprimants agissent comme des solvants d'une pellicule d'activation naturellement associée au minéral; les déprimants agissent comme des solvants de la pellicule de collecteur; et simi- laires. Ces théories sont très voisines et la théorie exacte peut finalement regrouper des éléments de plu- sieurs de ces théories sinon de toutes. Actuellement, dans les systèmes de flottation des minerais autres que les sulfures, on utilise des déprimants, dérivant de substances naturelles, telles que les amidons, les dextrines, les gommes et simi- laires, Voir les brevets US 3 292 780 et US 3 371 778. Cependant, du point de vue écologique, la présence de déprimants résiduels de ce type dans les eaux rési- duaires accroît la demande biologique en oxygène et la demande chimique en oxygène, si bien que le rejet de ces eaux résiduaires pose un problème de pollution. Du point de vue commercial, il existe un nombre crois- sant de pays dans lesquels l'emploi dans l'industrie d'agents ayant une valeur alimentaire, tels que l'ami- don, est interdit. De plus, les déprimants de type amidon nécessitent une préparation complexe de la so- lution de l'agent, comprenant un stade de cuisson avant la mise en solution, et l'agent obtenu est sus- ceptible d'être décomposé par les bactéries, ce qui nécessite une surveillance du stockage. On recherche donc un déprimant synthétique supprimant les inconvénients des déprimants classiques actuellement utilisés et donnant des résultats équiva- lents ou supérieurs. L'invention fournit un procédé pour la dépres- sion de minéraux autres que des sulfures dans un système de flottation. Ce procédé comprend l'addition au sys- tème de flottation d'une quantité efficace d'un dépri- mant synthétique, ce déprimant synthétique étant un 3. copolymère de tas poids moléculaire ou ses sels so- lubles dans l'eau, répondant à la formule générale R R CH2-C CH2c 1= a dans laquelle R1 et R2 représentent individuellement un atome d'hydrogène ou un radical méthyle, X repré- sente l'hydrogène, un métal alcalin ou l'ion ammonium, n et m sont des nombres entiers tels que le degré d'hydrolyse soit compris dans la gamme de 5 à 66 % et n, m et a ont une valeur numérique telle que la masse moléculaire totale du polymère ou copolymère soit comprise dans la gamme de 2U0 à 85.000. Le procédé de l'invention provoque la dépression des minéraux autres que les sulfures aussi bien que les procédés comparables utilisant des déprimants, dérivant de sub- is stances naturelles, telles que l'amidon, pour une dose, calculée en ingrédient actif du déprimant, du dixième environ. Le présent procédé supprime les inconvénients précités attribuables à l'emploi des déprimants non synthétiques et ne provoque pas de floculation des matières minérales utiles déprimées. L'invention va maintenant être décrite de façon détaillée. L'invention fournit un procédé pour déprimer des minéraux autres que les sulfures dans un système de flottation. Le procédé comprend l'addition au sys- tème de flottation d'un déprimant synthétique pendant le stade de flottation. Le déprimant synthétique 4. employé dans ce procédé est un copolymère de bas poids moléculaire répondant à la formule générale I. La masse moléculaire du déprimant synthétique doit être comprise dans la gamme de 200 à 85.000 et de préfé- rence dans la gamme de 7.000 à 85.000. Le degré d'hy- drolyse du déprimant synthétique doit être de 5 % à 66 %, de préférence de 20 % à 55 % et mieux de 40 à %. On peut, pour préparer le polyacrylamide hydro- lysé, polymériser tout d'abord l'acrylamide, puis hydrolyser une partie des groupes amides, ou effectuer une polymérisation et une hydrolyse simultanées ou opérer d'autre façon, par exemple par copolymérisa- tion de l'acide acrylique ou de l'acide méthacrylique et de l'acrylamide ou par hydrolyse du polyacryloni- trile, etc. Dans tous les cas, il existe les propor- tions appropriées des groupes amides, les groupes restants étant des groupes carboxyliques généralement sous forme d'un sel de métal alcalin. L'expression polyacrylamide hydrolysé est utilisée ici comme terme facilement compréhensible et non pour limiter le pro- cédé de fabrication. Les agents qui se sont révélés particulièrement utiles pour l'hydrolyse sont NaOH, KOH et NH4OH. Le copolymère de faible masse moléculaire obte- nu, lorsqu'on l'emploie comme déprimant dans le sys- tème de flottation, permet d'obtenir une sélectivité et une récupération améliorées par rapport aux dépri- mants classiques, pour des doses de déprimant nette- ment plus faibles. Il est facile de diluer par l'eau le déprimant synthétique pour obtenir une solution active que l'on peut stocker presque indéfiniment, car elle n'est pas sujette à la décomposition par les bac- téries. On doit ajouter les déprimants synthétiques en une quantité efficace pour obtenir le degré désiré de dépression. Bien que cette quantité varie selon '02028 5. le minerai à traiter, le collecteur de flottation utilisé et d'autres variables, elle est généralement de l'ordre de 4,5 à 90 g de déprimant calculé en in- grédient actif par tonne de minerai. Cette quantité est de l'ordre du sixième au quart de la dose normale- ment necessaire pour obtenir une récupération équiva- lente avec des déprimants constitués d'amidon. De plus, le procédé de l invention permet d'utiliser une combinaison des déprimants syntnétiques avec un depri- mant classique d'origine naturelle tel que l'amidon, les dérivés d'amidon modifiés et les gommes de guar pour obtenir des résultats pratiquement équivalents ou meilleurs par rapport à ceux obtenus lorsque l'on utilise le déprimant classique seul. Les exemples suivants illustrent certains as- pects de l'invention et plus particulièrement mettent en évidence les procédés d'évaluation du procédé dans la dépression de minéraux autres que des sulfures dans un système de flottation. Cependant, les exemples ne sont qu'illustratifs et ne limitent en rien l'in- vention telle qu'elle est exposée dans les revendica- tions. Sauf indication contraire, les parties et pour- centages sont exprimés en poids. MODE EXPERIMENTAL I STADE 1 On lave deux échantillons séparés constitués chacun de 800 parties de sylvinite dans 370 parties d'une saumure pendant deux minutes à 800 tr/min. puis on combine les deux échantillons en un seul contenant au moins 1600 parties de sylvinite. STADE 2 On conditionne l'échantillon du stade I dans une cellule de flottation à 1400 tr/min. avec 20 parties d'un floculant constitué de polyacrylamide non ionique 6. pendant 15 secondes et avec deux parties d'un collec- teur constitué d'un agent tensio-actif cationique pen- dant encore 15 secondes. STADE 3 On transfère l'échantillon du stade 2 dans une cuve de flottation. On effectue ensuite la flottation pendant 2 minutes à 1600 tr/min. pour obtenir une écume de fines et un courant de fond. On tamise le courant de fond sur un tamis de 0,850 mm d'ouverture de maille pour obtenir une fraction retenue au tamis (> 0,850 mm) et une fraction passant au tamis ( STADE 4 On conditionne la fraction > 0,850 mm du stade 3 à 800 tr/min. avec 8 parties d'amidon pendant 15 secondes, puis 10 parties d'une amine pendant 15 se- condes et 4 gouttes d'une huile hydrocarbonée pendant encore 15 secondes. STADE 5 On conditionne la portion secondes, puis 5 parties d'une amine pendant 30 se- condes. STADE 6 On recombine la portion > 0,850 mm et la por- tion flottation à 1400 tr/min. pendant 2 minutes pour ob- tenir un concentré et un résidu. EXEMPLE COMPARATIF A On reprend le mode opératoire ci-dessus dans tous ses détails matériels en utilisant comme déprimant 7. 232 g d'amidon sec par tonne de sylvinite dans les stades de flottation. Les résultats de l'essai figu- rent dans le tableau I. EXEMPLE 1 On reprend le mode opératoire expérimental ci- dessus dans tous ses détails matériels en utilisant comme déprimant 232 g d'une solution de polyacryl- amide hydrolysé à 45 % (12,3 % d'agent actif) ayant une masse moléculaire de 30.000 par tonne de sulvi- nite au lieu de l'amidon utilisé dans les stades de flottation. Les résultats de l'essai figurent dans le tableau I. EXEMPLES 2 à 5 On reprend le mode opératoire ci-dessus dans tous ses détails matériels en utilisant 116 g d'une solution d'un copolymère dépresseur (46,0-55,3 % d'a- gent actif) par tonne de sylvinite au lieu de l'ami- don utilisé dans les stades de flottation. Les résul- tats et les détails des essais figurent dans le tableau I. EVALUATION TABLEAU I DE DEPRIMANTS SYNTHETIQUES Exemple Distribution Exemple Agents. Analyse du concentréDur on du concentré % de COCH M.M. % de matières K20 Insolubles K O K202 .. sèches.. . 2 Comp. A - Amidon 100,'0 55,3 2,8 72,7 1 45 30 000 12,3 55,4 2,7 70,7 2 43 7 000 55,3 57,7 2,2 68,4 3 66 7 000 55,3 55,7 3,2 68,5 4 45 2 500 46,0 56,2 4,4 54,9 23 7 000 54,8 54,5 3,0 71,7 m u%1 ro o NX 9. EXEMPLES 6 à 19 On reprend le mode opératoire expérimental ci-dessus dans tous ses détails matériels en utilisant comme déprimant les matières indiquées dans le tableau II. Les doses indiquées dans le tableau II sont cal- culées pour des solutions de déprimants synthétiques ayant une concentration en ingrédient actif de 25,0 à 27,7 %, tandis que les doses d'amidon sont exprimées en amidon solide. Les résultats des essais figurent également dans le tableau II. TABLEAU II Agents Analyse du concentré strbuto Exemle d OOO | M |% deX iéDau concentre E.kexiple- dde OOa.tM.-D.e % dInsolubles t Dos %dcIe fD(JM.M J res secnes (./t) 2 Néant Néant Néant Néant Amidon 32 000 Amidon Amidon 32 000 68 000 000 32 000 68 000 68 000 68 000 32 000 32 000 Amidon 68 000 68 000 68 000 32 00 32 000 ,0 26,6 ,0 ,0 26,6 26,0 22,7 26,6 ,0 26,0 ,0 26,5 27,7 ,0 26,0 26,0 26,0 26,6 26,6 88,4 81,3 81,3 81,3 ,6 81,3 81,3 81,3 81,3 81,3 74,6 49,6 73,7 49,6 57,9 59,0 54,4 ,5 ,5 54,0 53,8 56,9 ,4 ,8 ,1 56,3 57,2 57,1 52,9 53, 7 56,2 54,6 53,8 1,2 0,8 1,8 1,7 2,0 1,8 1,7 2,1 3,6 4,7 4,8 ,5 4,0 2,6 3, 6 3,6 3,7 2,8 3,6 74,70 78,48 68,92 73,62 71,44 73,68 71,38 64,22 71,55 76,40 62,28 73,2 67,58 ,96 67,75 69,15 66,95 ,65 69,92 o r1j Ln CD ro r', o ro Corp. B Corrp. C Comp. D Comp. E Compi. F I1 1 1. MODE EXPERIMENTAL II On place 800 parties de sylvinite dans une cellule de flottation que l'on remplit jusqu'au bord d'une saumure. On lave la sylvinite pendant 5 minutes puis on la tranfère dans une éprouvette de 5 litres dans laquelle on l'agite pendant une minute puis on la laisse reposer pendant encore une minute. On décante les fines jusqu'à 13 mm de la sylvinite sédimentée. On combine la sylvinite avec 300 parties de "saumure. On mélange 152 g de guar par tonne, puis on agite pendant 10 à 20 secondes. On mélange ensuite g d'un collecteur de type amine par tonne, puis on agite pendant 10 secondes. On ajoute 4 gouttes d'une huile hydrocarbonée, puis on agite 5 secondes et fi- nalement on ajoute 4 gouttes de méthylisobutylcarbi- nol, puis on agite pendant 5 secondes. On transfère le mélange dans une cellule de flottation que l'on remplit jusqu'au bord de saumure. Après deux minutes de flottation, on sèche et pèse le concentré. EXEMPLES 20 à 23 On reprend le mode expérimental II ci-dessus dans tous ses détails matériels en utilisant comme déprimant un copolymère au lieu du guar dans le stade de flottation. Les doses indiquées dans le tableau III sont calculées pour les solutions de déprimant synthé- tique ayant une concentration en ingrédient actif de 26,0 à 26,6 %, tandis que le guar est exprimé en guar solide. Les résultats des essais sont décrits en détail dans le tableau III. 0'65 L' à L'8S 6'LS 0'Lt LEz L 9L'L 8ú'L u' L 'ú5 'ú5 L8'17 f g8' ú9 O'9Z 0'9Z 9'9E ú'55ú ZeOD 000 89 000 89 000 Zú 000 L (% _____ - soa ap__ uo.rP:LpanduoI (: Z / f) -:'ap % 'ls'cl HOO0 aP % artaouo. soua6 1 1 1 1 1i -x III nvulIav oe c> IC% 0\à z.GL OTZ vos jo9 9 'l t's Dm'd st, st, s G IT7 13. REVENDICATIONS 1. Procédé pour diminuer l'aptitude à flotter des minéraux de type sylvinite dans un système de flottation, caractérisé en ce que l'on ajoute au sys- tème de flottation, comme déprimant sélectif, une quantité efficace d'un copolymère ou de ses sels so- lubles dans l'eau, répondant à la formule générale R R CH2-C cH2 -C OX n NH 2 m a dans laquelle R1 et R2 représentent individuellement un atome d'hydrogène ou un radical méthyle, X repré- sente l'hydrogène, un métal alcalin ou l'ion ammonium, n et m sont des nombres entiers tels que le degré d'hydrolyse soit compris dans la gamme de 5 à 66 % et n, m et a ont une valeur numérique telle que la masse moléculaire totale du copolymère soit comprise dans la gamme de 200 à 85.000. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la masse moléculaire est comprise dans la gamme de 7.000 à 85.000. 3. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le degré d'hydrolyse est compris dans la gamme de 20 à 66 %. 4. Procédé selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le degré d'hydrolyse est compris dans la gamme de 40 à 45 %. 5. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit déprimant est un mélange d'un déprimant d'origine naturelle et dudit copolymère ou 14. d'un de ses sels solubles dans l'eau. 6. Procédé selon la revendication 5, caracté- risé en ce que lesdits déprimants d'origine naturelle sont choisis parmi l'amidon et la gomme de guar. 7. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit déprimant synthétique est un poly- acrylamide hydrolysé à 45 % ayant une masse molécu- laire de l'ordre de 45.000. 8. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la quantité efficace d'ingrédient actif du déprimant synthétique est de 4,5 à 89 g par tonne de minerai de sylvinite.