Brevet FR2509194A1 — publié le 19830114

La présente invention concerne un procédé d'enrichissement d'un minerai de phosphate et, plus particulièrement, un procédé permettant d'enrichir un minerai de phosphate et d'améliorer le rendement au cours de l'étape de flottation cationique. Un procédé bien établi pour l'enrichissement du minerai de phosphate est appelé "double flottation". Le minerai de phosphate est tout d'abord soumis à flottation avec un quelconque ou plusieurs des divers réactifs anioniques bien connus (c'està-dire des acides gras), ce qui laisse les résidus de dégrossissage à faible teneur en phosphate. Ce produit de "flottation simple" contient encore un peu de silice. I1 est ensuite lavé à l'acide sulfurique pdur enlever lesréactifs,puis soumis à une flottation à l'aide de l'un quelconque ou plusieurs des divers réactifs cationiques bien connus (c'est-à-dire des amines). La majorité de la silice restante est enlevée par la flottation, ce qui laisse un produit de "double flottation" à forte teneur en phosphate et à très faible teneur en silice. Les résidus (c'est-à-dire le constituant à base de silice) de la flottation effectuée à l'aide d'au moins une amine contiennent encore plus de phosphate que ce ne serait souhaitable pour pouvoir être éliminés comme déchets, mais cette teneur n'est pas assez grande pour qu'ils puissent servir comme produit. La Demanderesse vient de découvrir qu'il est possible de récupérer approximativement les deux tiers du phosphate antérieurement perdu dans les résidus de la flottation effectuée à l'aide d'au moins une amine (ce que l'on appellera ci-après "flottation à l'aide d'une amine"). Ce phosphate perdu est récupéré lorsqu'on modifie le procédé bien établi "de double flottation" pour appliquer un procédé "de triple flottation" en enlevant les résidus de la flottation à l'aide d'une amine en deux étapes au lieu d'une et,d'une façon surprenante, cela est réalisé avec le même volume de réactif aminique que celui couramment utilisé dans le procédé de "double flottation". L'invention concerne donc un procédé perfectionné d'enrichissement d'un minerai de phosphate, selon lequel le minerai est soumis à flottation en présence d'un réactif anionique pour donner un produit de flottation simple, le produit de flottation simple est traité à l'acide pour enlever le réactif anionique et le produit de flottation simple traité à l'acide est soumis à flottation en présence d'un réactif cationique pour donner un produit de double flottation, le perfectionnement consistant à a) effectuer cette flottation cationique en des premier et second stades; b) ajouter dans ledit premier stade le réactif cationique de flottation en des quantités insuffisantes avec un faible temps de rétention en flottation, pour donner un produit flottant contenant la plupart de la silice du minerai que l'on jette; et c) ajouter un supplément de réactif cationique de flottation au minerai de phosphate restant après ce premier stade pour être soumis au second stade, avec un temps de rétention en flottation suffisant pour donner un produit flottant contenant la plupart du phosphate des résidus de la flottation à l'aide d'une amine, que l'on recueille. Une forme préférée de mise en oeuvre de la présente invention consiste à utiliser un réactif cationique de flottation choisi dans le groupe comprenant "JJ-95" de Natrochem Inc.; "Custamine 705"de Westvaco Inc. et "A-33A" de AZ Products Inc. Une seconde forme préférée de mise en oeuvre de la présente invention consiste à utiliser dans le premier stade un faible temps de rétention en flottation représentant environ le tiers du temps normal pour une flottation cationique. Une troisième forme préférée de mise en oeuvre de la présente invention consiste à mélanger les résidus de la flottation cationique provenant du second stade avec un produit entièrement séparé de flottation simple. Une quatrième forme préférée de mise en oeuvre de l'invention consiste à utiliser le produit de la flottation cationique provenant du second stade comme produit tradionnnel de double flottation. Une cinquième forme préférée de mise en oeuvre de la présente invention consiste à utiliser dans les premier- et second stades approximativement la même quantité de réactif cationique de flottation que celle utilisée dans un procédé traditionnel de double flottation. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en regard de la figure unique annexée présentant de façon schématique un tableau synoptique, utile pour la mise en oeuvre de l'invention, des étapes du procédé d'enrichissement. Afin de retirer le meilleur profit de ce procédé de "triple flottation", il peut s'avérer souhaitable, pour un producteur de minerai de phosphate, de pouvoir utiliser un produit secondaire, ou de moindre qualité, aussi bien que le produit traditionnel "de double flottation". Le produit de moindre qualité peut consister en du minerai de phosphate qui a été traité par une seule étape de flottation anionique, que l'on désigne traditionnellement comme étant un produit "de flottation simple", et que l'on mélange ensuite avec les présents résidus de flottation de la seconde étape. La figure unique annexée montre une représentation schématique simplifiée d'un tableau synoptique des étapes d'enrichissement d'un minerai de phosphate par-un procédé "de triple flottation". Dans la description qui suit, aussi bien que dans la figure unique, on a omis, pour simplifier la présentation, de décrire la structure de support qui serait traditionnellement présente. On va donc comprendre que du minerai de phosphate calibré et débarrassé de ses boues (que l'on appelle ici "deschlammé") peut être enrichi par un procédé de flottation simple ou par un procédé de double flottation. On utilise les mêmes réactifs anioniques (c'est h-dire des acides gras) dans les procédés de flottation simples et de double flottation. Des réactifs anioniques typiques sont "CTF" de Union Camp, "Ligro T" de Westvaco Inc. et "FA 140 de Arizona Chemicals Co. On soumet à flottation le produit phosphaté avec le réactif an-ionique, ce qui laisse les résidus de dégrossissage à faible teneur en phosphate. Dans le procédé à flottation simple comme dans le procédé à double flottation, le constituant riche en phosphate est ensuite lavé à l'aide d'un acide, de préférence l'acide sulfurique, pour enlever les réactifs anioniques (c'est-à-dire effectuer un "déshuilage"). Après le déshuilage, le produit de flottation simple peut être utilisé, si on le désire, sans autre traitement. Pour obtenir un produit de double flottation, il faut une étape supplémentaire de flottation cationique. Comme indiqué sur la figure unique, la Demanderesse a découvert qu'il est possible de récupérer les deux tiers environ (66) du phosphate perdu par le procédé traditionnel de double flottation lorsque l'on effectue l'étape de flottation cationique en deux stades au lieu d'un seul. On utilise également, dans le procédé de triple flottation revendiqué, les mêmes réactifs cationiques (c'est-à-dire des amines) que ceux servant à la double flottation. Des réactifs cationiques typhiques sont "JJ-95" de Natrochem Inc.;"Custamine 705" de Westvaco Inc. et"A-33A"de AZ Products Inc. I1 convient de noter que l'on utilise environ le même volume de réactif cationique aussi bien dans le procédé de double flottation que dans celui de triple flottation. Les réactifs aminiques de flottation sont des compositions contenant un groupe azoté cationique et une chaîne hydrophobe. Donc, de la stéaryl-amine et de l'amine de suif conviennent dans ce but. Pour obtenir une bonne dispersabilité dans l'eau, on utilise avantageusement les acétates de ces amines. Cependant, ces amines grasses à longue chaîne et leurs sels acétiques ne sont pas trop sélectifs pour la flottation du sable; certaines particules du minerai de phosphate sont également perdues dans le procédé. Afin de diminuer cette perte de phosphate, on utilise avantageusement une composition préparée à partir de la condensation d'une polyalkylène-polyamine et d'un acide gras. Ainsi, on fait réagir de la diéthylène-tria- mine avec de l'acide gras de tall-oil pour obtenir un réactif contenant un groupe azoté cationique et deux groupes amide gras. On obtient une meilleure dispersabilité dans l'eau en utilisant le sel acétique du produit de la réaction de l'acide gras et de la diéthylène-triamine. Un produit que l'on préfère tout particulièrement pour la flottation est un mélange d'acétate d'amine de suif et d'acétate des produits de la réaction d'un acide gras et d'une polyalkylène-polyamine. Des exemples des acides gras sont les acides myristique, oléique, stéarique, palmitique, isostéarique, de soja, de suif, de lard ou saindoux, de tall-oil, de ricin, etc... Des exemples des polyalkylènes-polyamines sont la diéthylène-triamine, la triéthylène-tétramine, la 3,3-iminobispropylamine, etc. Le procédé de triple flottation exige que la flottation cationique soit effectuée en deux stades. Dans le premier stade, on ajoute des quantités insuffisantes du réactif cationique et le temps de rétention en flottation est faible (c'est-à-dire qu'il représente environ le tiers du temps nécessaire pour une flottation cationique traditionnelle). La combinaison de quantités insuffisantes du réactif cationique et d'un faible temps de rétention en flottation donne des résidus de la flottation en présence d'une amine (c'est-à-dire le minerai résultant de la flottation) contenant la plupart de la silice de l'alimentation, mais très peu de phosphate. Les résidus de la flottation en présence d'une amine, en provenance du premier stade, sont jetés. Le produit de ce traitement de premier stade n'est pas le produit de qualité finale.Le produit du premier stade est ensuite soumis au second stade de flottation en présence d'un supplément de réactif cationique. Ce second stade exige l'addition d'un supplément de réactif cationique de flottation au minerai de phosphate restant après ce premier stade, avec un temps normal de rétention en flottation, pour produire une matière de flottation (c'està-dire des queues de récupération après flottation en présence d'une amine) contenant la plupart du phosphate des résidus ou queues de la flottation en présence d'une amine. Le produit du second stade peut servir de produit traditionnel de double flottation. Le tableau suivant est présenté en vue d'illustrer l'augmentation prévue de phosphate récupéré, dans l'hypothèse où l'on utilise cent mille tonnes de minerai de phosphate qui a tout d'abord été calibré et déschlammé avant d'être soumis au procédé de triple flottation en deux stades en présence d'un réactif cationique. TABLEAU BILAN THEORIQUE DES MATIERES Tonnes ó de P 205 Tonnes de P 205 Minerai de 1,l9mmxO,074mm 100 000 16,93 16 931,7 Alimentation pour la flottation simple 73 696 16,94 12 484,9 Alimentation pour la flottation triple 26 304 16,91 4 446,9 Flottat-ion simple (résidus de la flottation en présence d'acides gras) 31 672 2,29 926,7 Triple flottation (résidus de la flottation en présence d'acides gras) 11 052 2,66 293,8 Flottation simple (concentration à l'aide d'acides gras) 42 024 27,50 11 558,1 Flottation triple (concentration à l'aide d'acides gras) 15 253 27,23 4 153,0 Total des résidus du traitement à l'amine (flottation triple) 2 465 11,20 276,1 Résidus de la flottation à l'amine envoyés à la flottation simple 956 19,46 186,1 Résidus de la flottation à l'amine envoyés aux déchets 1 508 5,97 90,0 Concentré obtenu à l'aide d'amine 12 788 30,32 3 877,0 Poids de produit de flottation simple envoyé au stockage 42 980 27,32 11 744,2 Poids de produit de flottation triple envoyé au stockage 12 788 30,32 3 877,0 L'exemple suivant est présenté en vue de décrire et d'illustrer le procédé de la présente invention. EXEMPLE On soumet un échantillon de minerai de phosphate de Caroline du Nord (Etats-Unis d'Amérique) à une flottation à l'aide diun réactif anionique en vue d'obtenir un produit de flottation simple. On traite ce produit de flottation simple par de l'acide pour enlever le réactif anionique, et l'on soumet ensuite le produit de la flottation simple, ainsi traité à l'acide, à une flottation en présence d'un réactif cationique en des premier et second stades pour obtenir un produit de flottation triple. Le réactif cationique de flottation, qui est un mélange de "JJ-95" de Natrochem Inc., "Custamine 705" de Westvaco Inc.,"A-33A" de AZ Products Inc. et de mazout n02, est ajouté en quantités insuffisantes au premier stade, avec un faible temps de rétention en flottation, pour obtenir un produit flottant contenant la plupart de la silice du minerai, que l'on jette. On ajoute un supplément de réactif cationique de flottation au minerai de phosphate provenant du premier stade et envoyé vers le second stade, avec un temps de rétention en flottation suffisant pour obtenir un produit contenant la plupart du phosphate provenant des résidus du traitement à l'amine et que l'on recueille. Voici un exemple représentatif des quantités de réactif cationique que l'on ajoute Amine Mazout n02 Premier stade 0,415 0,27 (quantité estimée) Second stade 0,345 0,27 (quantité estimée) Total 0,76 0,54 (quantité effective) Les nombres indiqués ci-dessus résignent des kilogrammes de réactif par tonne de produit final de haute qualité. L'amine est ajoutée sous forme d'une solution à 10 ó dans de l'eau e le poids, en kilogrammes par tonne, concerne l'amine pure et non pas la solution aqueuse de l'amine. Le mazout n02 n'est pas dilué. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention. de nombreuses modifications -peuvent être apportées au procédé d'enrichissement d'un minerai de phosphate décrit et représenté REVENDICATIONS 1. Procédé perfectionné d'enrichissement d'un minerai de phsophate, selon lequel on soumet le minerai à une flottation en présence d'un réactif anionique pour obtenir un produit de flottation simple que l'on traite par de l'acide pour enlever le réactif anionique, et l'on soumet le produit de la flottation simple, après son traitement à l'acide, à une flottation en présence d'un réactif cationique, pour obtenir un produit de double flottation, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à a) effectuer ladite flottation cationique en des premier et second stades; b) ajouter au premier stade une quantité insuffisante de réactif cationique de flottation, avec un faible temps de rétention en flottation, pour obtenir un produit flottant contenant la plupart de la silice provenant du minerai que l'on rejette; et c) ajouter un supplément de réactif cationique de flottation au minerai de phosphate restant du premier stade et envoyé au second stade, avec un temps de rétention en flottation suffisant pour obtenir un produit flottant contenant la plupart du phosphate provenant des résidus de flottation à l'amine, que l'on recueille. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réactif cationique de flottation est choisi dansle groupe comprenant "JJ-95" de Netrochem Inc., "Custamine 705" de Westvaco Inc. et "A-33A" de AZ Products Inc. 3. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que le faible temps de rétention en flottation constitue environ le tiers du temps normal de flottation en présence d'un réactif cationique. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mélange avec un produit séparé de flottation simple ledit résidu de flottation en présence d'un réactif cationique provenant du second stade. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme produit traditionnel de double flottation le produit de flottation en prése-nce d'un réactif cationique, provenant du second stade. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de réactif cationique de flottation que l'on ajoute dans lesdits premier et second stades représente approximativement le même volume que la quantité de réactif cationique de flottation que l'on ajoute dans un procédé traditionnel de flottation double.