Brevet FR2501072A1 — publié le 19820910

L'invention concerne un procédé de flottation. Il est connu d'utiliser des procédés de flottation pour séparer le charbon d'une gangue minérale comme le schiste et la pyrite. Généralement, on commence par concasser le charbon, puis on le tamise et, ensuite, on fait arriver le charbon fin tamisé à une cuve de flottation après l'avoir traité par un agent moussant et généralement un collecteur. Des exemples d'agents moussants utilisés sont des alcools. I1 est connu d'utiliser le pétrole lampant et le mazout comme collecteurs. L'invention concerne l'utilisation, dans la flottation de minéraux, d'une huile extraite de plantes. Plus particulièrement, l'invention propose un procédé de flottation de minéraux qui consiste à effectuer la flottation en utilisant au moins une huile extraite de plantes. Un exemple particulier d'huile extraite de plantes et pouvant servir est l'huile de tournesol, extraite des graines de l'Helianthus annuusO D'autres huiles sont par exemple les huiles de maIs, de soja et de graines de coton. Le minéral à soumettre à la flottation peut avantageusement être un charbon concassé. Par exemple, on peut concasser le minéral tel que le charbon, le convertir en une bouillie aqueuse (ayant par exemple une concentration de 5 à 20 % en poids) et ajouter l'huile végétale et aussi un agent moussant. Ensuite, on peut injecter de l'air à travers la bouillie tout en l'agitant Les particules hydrophobes de charbon se fixent aux bulles d'air formées dans la bouillie et sont entrainées à la surface, où on les enleve par écumage0 Le schiste (qui a une haute teneur en minéraux, c'est-à-dire en cendre) n'est pratiquement pas affecté par les réactifs chimiques et, étant plus lourd, s'enfonce au fond de la bouillie où on le retire. Généralement, on peut obtenir un concentré de charbon ayant une teneur en cendre de 5 à 10 X en poids seulement. L'avantage de l'huile végétale est que l'on peut la produire sur place et qu'elle n'est donc pas sujette aux restrictions qui concernent de temps à autre les huiles minérales comme le pétrole lampant et le mazout. On peut appliquer le procédé au charbon pour le séparer en deux parties flottées,dont l'une convient à l'alimentation d'une aciérie et a une faible teneur en cendre, environ 10 %, et l'autre convient à l'alimentation d'une centrale électrique et a une teneur en cendre de 15 à 20 % O On peut soumettre le charbon à une première flottation pour obtenir un concentré (écume d'ébauchage) que l'on peut soumettre à nouveau à la flottation. Le concentré soumis à la deuxième flottation (appelé flottant d'épurateur) peut donner un deuxième concentré d'écume (écume d'épurateur) convenant à l'utilisation dans les aciéries. Les rejets provenant du deuxième concentré (rejets d'épurateur) peuvent servir dans la centrale électrique. Cette double flottation est représentée schématiquement par le dessin annexé, qui illustre un mode de mise en oeuvre de l'invention. Sur la figure, on lave du charbon brut et on amène le charbon grossier à une centrale électrique et à une aciérie. On soumet les fines lavées obtenues à la première flottation et les rejets de première flottation sont effectivement un déchet. On soumet à une deuxième flottation le premier concentré d'écume obtenu. On peut utiliser le deuxième concentré d'écume pour l'aciérie, tandis que l'on peut amener les rejets à la centrale électrique. Afin d'illustrer l'invention, on a effectué diverses expériences en utilisant deux procédés différents. Les procédés des exemples 1 à 5 sont exposés ci-après s PROCèDE I On commence par tamiser un charbon au tamis de 0,8 me pour éliminer les particules grossières. On place 200 g dans une cellule d'une machine de flottation de laboratoire Denver et on ajoute de l'eau pour obtenir un volume total de bouillie de 200 mlO On abaisse dans la bouillie l'agitateur mécanique de la machine, on le met en marche et on le fait fonctionner à une vitesse d'environ 1800 tours/mn. On ajoute une quantité prescrite de collecteur et d'agent moussant et on continue l'agitation pendant exactement 3 minutes (temps de conditionnement). Au bout de ce temps, on refoule de l'air dans la bouillie à travers les pales d'agitateur. Les bulles formées entratnent alors les particules de charbon à la surface. où on les enlève par écumage et on les recueille dans un récipient plat. Le temps de flottation est de 1 à 3 minutes. On dilue l'écume grossière recueillie avec un supplément d'eau, pour obtenir 4 à 7 % de solides et on place le tout dans la même cellule de flottation Denver. On place l'agitateur dans la bouillie, on le met en marche, puis on refoule immédiatement de l'air dans la bouillie, on enlève par écumage l'écume formée et on la recueille. On effectue aussi la deuxième flottation pendant 1 à 3 minutes. On recueille l'écume d'épurateur, on filtre les rejets restant dans la cellule, on les sèche, on les pèse et on détermine leur teneur en cendre. PROCEDE II On suit le procédé I, si ce n'est que l'on ajoute dans l'épurateur une petite quantité du même système collecteur/agent moussant 0,5 minute avant l'introduction d'air. Suivant ces processus, on exécute diverses expériences avec (a) un mélange de 90 % en poids d'huile de tournesol et 10 % en poids de méthyl-isobutylcarbinol (ci-après MIBC), et (b) 100 % en poids d'huile de tournesol (donc sans addition d'agent moussant). Les expériences effectuées et les résultats obtenus sont les suivants s les Exemples 1, 2 et 3 sont des expériences de flottation utilisant de l'huile de tournesol. Les Exemples 4 et 5 utilisent le pétrole lampant plus le MIBC (témoins). La comparaison des deux séries d'essais montre que l'huile végétale donne des résultats similaires à ceux que l'on obtient avec le produit pétrolier. EXEMPLE 1 On utilise 90 % d'huile de tournesol et 10 % de MIBC, suivant le procédé I. On prend 600 g de charbon fin contenant 33 % de cendre et de grosseur entièrement inférieure à 0,8 uit, que l'on divise en 3 portions égales de 200 g chacune; on effectue la flottation respectivement avec 0,06 g, 0,08 g et 0,10 g de réactif (soit l'équivalent de 0,3 kg/t 0,4 kg/t et 0,5 kg/t). Les résultats ci-après montrent que les produits contiennent notablement moins de cendre. Addition de réactifs lAre flottation 0,06 g 0,08 g 0,10 g 2ème flottation Néant Néant Néant Rendements % en Cendres % en Cendres % en Cendres poids ,' poids % poids % Charbon dans 1ère écume, plus grossier 37,9 11,4 46,5 12,1 58,5 13,4 Charbon non flotté dans l'épurateur 25,3 13,3 26,7 14,9 27,8 18,8 Charbon de 2ème flottant 12,6 7,6 19,8 8,2 30,7 9,4 EXEMPLE 2 On utilise 90 % d'huile de tournesol et 10 % de MIBC, suivant le procédé Il. On prend 600 g de charbon fin contenant 33 % de cendre et de grosseur entièrement inférieure à 0,8 mm, que l'on divise en 3 portions égales de 200 g chacune et on effectue la flottation respectivement avec 0,06 g, 0,08 g et 0,10 g de réactif. Pour la deuxième flottation de l'écume, on ajoute 0,02 g (0,10 kg/t) de réactif supplémentaire. On opère ainsi pour chaque essai. Les résultats donnés ciaprès montrent une plus grande production de charbon pauvre en cendre dans l'écume de 2ème flottation que dans 1'Exemple 1. Addition de réactifs 1père flottation 0,06 g 0,08 g 0,10 g 2ème flottation 0,02 g 0,02 g 0,02 g Rendements en Cendres X en Cendres X en Cendres poids % poids % poids % Charbon dans le ler flottant, plus grossier 41,0 11,9 41,8 11,6 56,3 14,0 Charbon non flotté dans le flottant d'épurateur 15,4 17,3 12,8 17,2 17,9 21,3 Charbon dans la 2ème écume 25,6 8,7 29,0 9,1 38,4 10,6 EXEMPLE 3 On suit le procédé I en utilisant 100 % d'huile de tournesol. On prend 600 g de charbon fin contenant 33 X de cendre et entièrement inférieur & 0,8 a, que l'on divise en 4 portions égales de 200 g chacune et on effectue la flottation respectivement avec 0,10 g, 0,12 g, 0,14 g et 0,16 g (soit l'équivalent de 0,5 kg/t, 0,6 kg/t, 0,7 kg/t et 0,8 kg/t).Les résultats donnés ci-après démontrent que l'huile de tournesol, tout en étant un collecteur, se comporte aussi comme un agent moussant efficace. Le rendement et la teneur en cendres sont similaires à ceux de l'Exemple 2, lorsqu'on ajoute un supplément de réactif dans la 2ème flottation. Addition de réactifs Pour la 1ère flottation 0,10 g 0,12 g 0,14 g 0,16 g Pour la 2ème flottation Néant Néant Néant Néant Rendements % en Cendres % en Cendres % en Cendres % en Cendres poids % poids % poids % poids % Charbon dans la 1ère écume, plus grossier 41,4 12,4 41,3 12,6 45,8 13,2 50,5 13,9 Charbon non flotté dans le flottant d'épurateur 17,9 17,1 17,8 17,4 18,7 18,2 18,7 19,6 Charbon dans la 2ème écume 23,5 8,8 23,8 9,0 27,1 9,8 31,8 10,5 EXEMPLE 4 On utilise 90 % de pétrole lampant et 10 % de MIBC en suivant le procédé I.On prend 600 g de charbon fin contenant 33 X de cendre et de grosseur entièrement inférieure à 0,8 mm, que l'on divise en 3 portions égales de 200 g chacune et on effectue la flottation respectivement avec 0,10 g, 0,12 g et 0,14 g de réactif. Les résultats sont les suivants t Addition de réactifs 1ère flottation 0,1 g 0,12 g 0,14 g 2ème flottation Néant Néant Néant Rendements X en Cendres % en Cendres % en Cendres poids % poids X poids % Charbon dans la 1ère écume, plus grossier 53,8 14,4 66,3 16,2 70,2 16,4 Charbon non flotté dans l'épurateur 49,3 14,9 52,4 18,2 48,8 19,6 Charbon dans le 2ème flottant 4,5 8,8 13,9 8,8 21,4 9,1 EXEMPLE 5 On suit le procédé II en utilisant 90 % de pétrole lampant et 10 % de MIRO. On prend 600 g de charbon fin contenant 33 % de cendre et de grosseur entièrement inférieure à 0,8 mm, on divise en 3 portions égales de 200 g chacune et on effectue la flottation respectivement avec 0,10 g, 0,12 g et 0,14 g de réactif. Pour la deuxième flottation de l'écume, on ajoute un supplément de 0,02 g de réactif.Les résultats sont donnés ci-après Addition de réactifs 1ère flottation 0,1 g 0,12 g 0,14 g 2ème flottation 0,02 g 0,02 g 0,02 g Rendements % en Cendres % en Cendres % en Cendres poids % poids % poids X Charbon dans la 1ère écume, plus grossier 53,0 13,5 67,0 16,9 71,0 16,7 Charbon non flotté dans l'épurateur 37,0 15,6 41,4 20,1 37,2 22,6 Charbon dans le 2ème flottant 16,0 8,6 25,6 9,3 33,8 10,3 EXEMPLE 6 - OPERATION EN USINE PILOTE Comparaison de l'huile de tournesol, avec et sans MIRO, et d'un mélange de pétrole lampant et de MIBC (témoin), comme réactif de flottation du charbon. On délaie du charbon fin (0,5 mm) provenant d'une mine A dans de l'eau, dans une cuve, jusqu'à une teneur en solides de 10 % en masse. On pompe la bouillie de charbon à un débit de 15 1/mn vers une cuve de conditionnement d'un volume de 85 litres, ce qui donne un temps de séjour nominal de 6 minutes. On pompe continuellement le réactif de flottation vers la cuve de conditionnement. La bouillie se rend alors à une série de 8 cellules de flottation d'un volume de 11 litres chacune. On racle continuellement l'écume de chaque cellule et on la recueille séparément des rejets. Les réactifs utilisés sont les suivants s (I) Pétrole lampant avec méthyl-isobutylcarbinol, (MIBC), mélange à 10 % (comparaison), (II) Huile de tournesol avec MIRO, mélange à 10 s (III) Huile de tournesol seule. On règle le débit de réactif de manière à obtenir un concentré d'écume contenant 9 à 12 % de cendre. Les résultats de trois flottations d'ébauchage sont les suivants s Addition de Concentré d'écume réactif, Opération kg/t n0 Réactif Rende- Cendre I 1 Huile de tour- 0,32 54,5 9,5 2 nesol + MIBC 0,40 56,6 10,5 3 0,48 59,0 11,5 4 Huile de tour- 0,62 37,0 9,5 5 nesol 0,72 47,2 10,5 6 0,86 61,5 11,5 7 Pétrole lam- 0,39 44,0 9,5 8 pant + MIBC, 0,46 47,0 10,5 9 témoin 0,54 52,0 11,5 Ces résultats montrent un meilleur rendement,lorsqu'on utilise l'huile de tournesol plus MIBC,que le pétrole lampant plus MIBC. Avec une plus grande addition d'huile de tournesol seule, le rendement est plus grand qu'avec le pétrole lampant plus MIRO, la teneur en cendre étant la même. REVENDICATIONS i o Procédé de flottation d'un minéral, caractérisé par le fait que, pour la flottation, on utilise une huile consistant au moins partiellement en huile de tournesol. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le minéral est un charbon concassé. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on concasse le minéral, on le délaie avec de l'eau, on ajoute l'huile et optionnellement un agent moussant et l'on effectue l'agitation.