Brevet FR2621499A1 — publié le 19890414

Flottation par écumage La présente invention concerne la flottation par écumage. La flottation par écumage est un des procédés les plus importants utilisés pour extraire le minerai voulu à partir de la gangue de minerais indésirables dans une pulpe. La flottation par écumage est un moyen pour traiter une pulpe de minerais finement broyés de façon à obtenir le minerai voulu ou exploitable, sous forme d'un concentrat qui est susceptible d'un traitement ultérieur. Le procédé consiste à conférer un caractère hydrophobe aux particules de minerai souhaitées, à l'aide de produits chimiques qui sont appelles collecteurs ou promoteurs. Dans des conditions favorables, ces particules enrobées chimiquement se fixent sur les bulles d'air qui traversent la pulpe et vont ainsi flotter à la surface. La tension superficielle de la pulpe est réduite par un second produit chimique appelle agent moussant, produisant ainsi une mousse stabilisée contenant les particules de minerai voulues à la surface de la pulpe. Cette mousse est écumée en donnant un concentrat dans lequel minerai voulu est présent en un pourcentage beaucoup plus élevé que dans le minerai d'origine. La flottation par écumage est également utilisée pour séparer un composant d'un mélange de minerais d'un autre composant de ce mélange de minerais. Il existe un certain nombre de minerais pyritiques qui contiennent de l'or. Des exemples de ces minerais sont l'arsénopyrite, la pyrrhotite et la pyrite. Dans l'arsénopyrite et la pyrrhotite, l'or se trouve sous forme d'occlusion, et il est donc difficile à atteindre par des procédés conventionnels de lessivage. D'autre part, l'or est généralement présent dans la pyrite sous une forme qui le rend apte au lessivage par des méthodes conventionnelles. Ces divers minerais pyritiques coexistent généralement. Le fait que l'or se trouve dans les divers composants du mélange sous différentes formes complique la récupération de l'or à partir de ces mélanges. Il est donc souhaitable de séparer l'arsénopyrite et la pyrrhotite de la 2 6 2 1 4 9 9 pyrite. La présente invention propose un procédé pour la récupération sélective de l'arsénopyrite, la pyrrhotite ou un minerai similaire de ce type, à partir d'un matériau contenant un tel minerai et de la pyrite, le procédé ayant deles étapes consistant à produire une bouillie du matériau, à ajouter un collecteur à la bouillie, à faire passer un gaz à travers la bouillie, provoquant ainsi le transfert du minerai à la surface de la bouillie et son accumulation dans un concentrat de flottation, et à éliminer le concentrat de la bouillie, le procéde étant caractérisé en ce que le collecteur comprend, en combinaison, un dialkyl-dithiophosphate de lO formule (I) et un monoalkyl-dithiocarbamate de formule (11): Dialkyldithiophosphate de formule (1) s RO |\I (I) \'p S M x/ P - S - M ROX o R = un groupe alkyle ayant de 3 à 8 atomes de carbone, et M = un métal alcalin ou l'ammonium. Monoalkyl-dithiocarbamate de formule (11) S R N-C-S M (Il) H o R - un groupe alkyle ayant de 3 à 10 atomes de carbone, et M - un métal alcalin ou l'ammonium. Les figures I à 4 se rapportent à des graphiques permettant d'illustrer les avantages susceptibles d'être obtenus par l'emploi des divers dithiophosphates et dithiocarbamates dans la mise on pratique de l'invention. 2 6 2 1 4 99 L'invention implique la flottation d'arsénopyrite, de pyrrhotite ou d'un autre minerai similaire séparément de la pyrite et est caractérisée par l'utilisation d'un dialkyl-dithiophosphato et d'un monoalkyldithiocarbamate, qui sont utilisés en combinaison, en tant que collecteur. Cette combinaison peut être utilisée de différentes façons. Le dialkyldithiophosphate et le monoalkyl-dithiocarbamate peuvent être ajoutés à la bouillie sous la forme d'un mélange. Selon une autre possibilité qui est préférable, le dialkyldithiophosphate est ajouté d'abord à la bouillie et ensuite, on effectue l'addition à la bouillie du monoalkyl-dithiocarbamate. De préférence, on ajoute d'abord le dialkyl-dithiophosphate à la bouillie, puis on fait passer un gaz à travers la bouillie pour provoquer le transfert du minerai à la surface de la bouillie et son accumulation dans un premier concentrat de flottation, on active le minerai restant dans la bouillie, on ajoute à la bouillie le monoalkyl-dithiocarbamate et on fait passer un gaz à travers la bouillie pour transférer le minerai à la surface de la bouillie et le rassembler dans un second concentrat de flottation. Les premier et second concentrats de flottation sont généralement combinés. Selon ce mode de réalisation particulier de l'invention, la sélectivité s'est révélée être telle qu'au moins 60% de l'arsénopyrite présent dans le matériau qui contient également la pyrite s'accumulent dans les concentrats de flottation combinés, tandis que seulement environ 15 à 20% de la pyrite s'accumulent dans le concentrat.. L'activation du minerai s'effectue après l'achèvement de la première flottation. Ceci s'est révélé important car autrement, la sélectivité de la flottation de l'arsénopyrite ou d'un minerai similaire par rapport à la pyrite est affectée. L'activation peut s'effectuer par addition à la bouillie d'un sel de cuivre soluble dans l'eau tel que le sulfate de cuivre. On suppose que l'activation du minerai s'effectue par le fait qu'il est enrobé par le cuivre, et par conséquent il convient d' ajouter une quantité de cuivre suffisante à cet effet. La quantité de sel de cuivre varie en fonction de la quantité d'arsénopyrite, pyrrhotite et de minerais similaires présents dans le matériau. Les groupes alkyles du dithiophosphate comprennent de préférence de 3 à 6 atomes de carbone. Le dithiophosphate préféré est un dibutyldithiophosphate. en particulier le di-sec-butyl-dithiophosphate. Le sel de dithiophosphate est de préférence un sel de sodium ou de potassium. Le groupe alkyle du monoalkyl-dithiocarbamate comprend de préférence de 3 à 6 atomes de carbone. Le monoalkyl-dithiocarbamate préféré est un 262 1 499 mono-propyl-dithiocarbamate, en particulier le mono-n-propyldithiocarbamate. Un autre monoalkyl-dithiocarbamate particulièrement préféré s'est révélé être un mono-alkyl-C6-dithiocarbamate, de préférence un mélange de mono-n- hexyl-dithiocarbamate et de mono-cyclohexyl-dithiocarbamate. Le sel de carbamate est de préférence un sel de sodium ou de potassium. Comme on le sait dans la technique considérée, la tension superficielle de la bouillie ou pulpe peut être réduite au moyen d'un agent moussant approprié qui y est ajouté. Les agents moussants appropriés qui peuvent être utilisés sont connus par les spécialistes et comprennent le MIBC. le polypropylène glycol. les alcools en C5-C6 et le triéthoxybutane. La flottation s'effectue généralement à une température comprise entre 5 et 'C.La densité de la bouillie est spécifiquement comprise entre 1,15 à 1, 35. La flottation s'effectue de préférence à un pH compris entre 7 à 12. L'agent liquide pour la bouillie est de l'eau et le gaz est généralement de l'air. L'utilisation d'une combinaison de dialkyl-dithiophosphate et d'un monoalkyl-dithiocarbamate comme collecteur conduit à une exceUllente flottation sélective de l'arsénopyrite et de la pyrrhotite par rapport à la pyrite dans un mélange de minerais. Lorsque de tels minerais contiennent de l'or, chaque fraction peut etre soumise à ses propres conditions de lessivage, afin d'optimiser ainsi la récupération de l'or à, partir de chaque fraction. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples ci-après. Exemple I Un mélange d'arsénopyrite, de pyrrhotite et de pyrite contenant de l'or, provenant d'une mine d'or dans la région de Barberton, a été broyé dans un broyeur à billes de façon que 28% du produit obtenu soit d'une dimension supérieure à 75 micromètres. De la chaux a été introduite dans le broyeur avant le broyage. Le mélange broyé a été additionné d'eau pour produire une bouillie qui a été introduite dans une cuve de flottation. 80 g/t de sulfate de cuivre ont été introduits dans la bouillie et ont servi à activer la bouillie pendant une période de 6 à 10 minutes. Un collecteur tel que défini plus loin a été alors ajouté à la bouillie et on a fait passer de l'air à travers la bouillie ainsi traitée. Un concentrat de mousse s'est formé à la surface de la bouillie et a été recueilli. Le procédé a été effectué en utilisant un certain nombre de collecteurs 2 6 2 1 4 9 9 différents, comme décrit ci-dessous: À1. Senkol 258 _ un mélange de monohexyl-dithiocarbamate et de monocyclohexyl-dithiocarbamate, dans un rapport en poids de 40: 60 _ Sels de sodium de ces deux composés. 2. Un mélange du collecteur (1) etdu diisobutyl-dithiophosphate de sodium. Dans chaque cas, l'arsénopyrite et la pyrrhotite se sont rassemblées dans le concentrat de mousse, tandis que la pyrite restait dans la bouillie. Les résultats obtenus sont présentés dans le Tableau 1. Tableau I % d'arsénoovrite et de DH du procédé réactif ovrrhotite dans le concentra 10,6 1 19,30 ,6 1 27.81 ,6 1 20.56 ,6 1 11.73 8,6 1 11,98 8.6 1 32,08 9 1 12,50 9 1 12,02 ,1 1 21,17 ,1 1 17.97 10,9 2 56,63 ,9 2 74.03 11,25 2 53,36 11,25 2 51,41 Les résultats ci-dessus montrent qu'un collecteur constitué d'un mélange des carbamates et du phosphate donne des résultats particulièrement bons. IExemple 2 Un minerai grossier contenant un mélange d'arsénopyrite et de pyrite a été broyé à une dimension telle qu'environ 70% du minerai broyé présentait une dimension inférieure à 75 micromètres. Le minerai broyé a été transféré dans une cuve de laboratoire et la densité de la pulpe a été ajustée par addition d'eau à 1,25. Le pH a été ajusté à 8,5. On a introduit dans la bouillie 30 g par tonne de di-sec-butyldithiophosphate de sodium et ensuite, 30 g par tonne d'un agent moussant, le MIBC. On a traité la bouillie pendant 3 minutes et ensuite, on a fait passer de l'air à travers la bouillie. La mousse produite flottait ià la surface et a été recueillie comme concentrat d'écumage. Ce concentrat a été éliminé de la bouillie en 2 à 3 minutes. Du sulfate de cuivre a été introduit dans la bouillie, dans une proportion de 160 g par tonne. On a traité la bouillie pendant 6 minutes. Ensuite, on a introduit du MIBC en une proportion de 20 g par tonne. Du Senkol 258 a été ajouté à la bouillie dans une proportion de 120 g par tonne. On a traité la bouillie pendant 3 minutes et on a fait passer de l'air à travers la bouillie. L'air a créé une mousse flottant à la surface o elle a été recueillie comme concentrat d'écumage. Le concentrat d'écumage a été enlevé de la bouillie et combiné avec le premier concentrat. L'analyse a montré qu'à plus de 70%, l'arsénopyrite qui était présent dans le minerai d'origine s'est accumulé dans le concentrat d'écumage, alors que seulement 15 à 20% de pyrite étaient présents dans le minerai initial accumulé dans ce concentrat. Exemple 3 On a suivi le mode opératoire de l'Exemple 2, sauf que l'on a utilisé divers dialkyl-dithiophosphates dans la première étape de la flottation. Les dialkyl-dithiophosphates utilisés étaient le diéthyldithiophosphate, le di-n-propyl-dithiophosphate, le dibutyldithiophosphate (normal, secondaire et iso), le di-n-pentyldithiophosphate et le di-n-hexyl-dithiophosphate. Les métaux alcalins utilisés dans ces sels étaient soit le sodium soit le potassium. Les rendements et la sélectivité des dithiophosphates ont été comparés et les résultats obtenus sont présentés sur les figures 1 et 2. La figure I est une illustration graphique du pourcentage d'arsénopyrite accumulé dans le concentrat en une période de 12 minutes. avec les trois formes de dibutyl-dithiophosphate. Après 6 minutes, la première flottation était terminée, alors que la seconde flottation était terminée au bout de 12 minutes. Il faut noter que dans tous les cas, au moins 60% de l'arsénopyrite se sont accumulés dans le concentrat. Il n'y avait pas de différence importante entre les divers dithiophosphates utilisés. 2 6 2 1 4 9 9 La figure 2 est une illustration graphique du rapport de l'arsénopyrite à la pyrite dans le concentrat. Il faut noter que l'ensemble des trois dibutyl-dithiophosphates étaient nettement supérieurs aux autres dithiophosphates, le di-sec-butyl-dithiophosphate s'étant révélé être celui qui produit le taux le plus élevé et donc la meilleure sélectivité. Exemple 4 Le mode opératoire présenté dans l'Exemple 2 a été suivi, sauf que l'on a fait varier le dithiocarbamate. Les dithiocarbamates utilisés étaient le mono-n-propyl-dithiocarbamate, le mono-n-butyl-dithiocarbamate, le mono-npentyl-dithiocarbamate et le Senkol 258. Les rendements et la sélectivité de chacun des dithiocarbamates ont été comparés et les résultats obtenus sont représentes sur les figures 3 et 4. La figure 3 illustre le pourcentage d'arsénopyrite accumulé dans les concentrat pendant les deux étapes de la flottation. Il faut noter que dans tous les cas, environ 60% ou plus d'arsénopyrite se sont accumulés dans le concentrat final. Il n'y avait pas de différence importante entre les divers dithiocarbamates. La figure 4 illustre la sélectivité des divers dithiocarbamates, à savoir que plus le rapport As/pyrite est élevé, meilleurs sont les résultats. Le mono-n-propyl-dithiocarbamate présentait la meilleure sélectivité. 262 1 499 REVENDICATIONS 1. Procéde pour la récupération sélective d'arsénopyrite, de pyrrhotite ou d'un autre minerai similaire, à partir d'un matériau contenant un tel minerai et de la pyrite, le procédé comprenant les étapes consistant à produire une bouillie du matériau, à ajouter un collecteur à la bouillie, à faire passer un gaz à travers la bouillie, provoquant ainsi le transfert du minerai à la surface de la bouillie et son accumulation dans un concentrat de flottation, et à éliminer le concentrat de la bouillie, ce procédé étant caractérisé en ce que le collecteur comprend, en combinaison, un dialkyl-dithiophosphate de formule (I) et un monoalkyldithiocarbamate de formule (Il): Dialkyl-dithiophosphate de formule (I) s RO (1) \/ p S M ( RO o R = un groupe alkyle ayant de 3 ià 8 atomes de carbone, et M = un métal alcalin ou l'ammonium. Monoalkyl-dithiocarbamate de formule (Il) S R || N-c s M (II) H o R - un groupe alkyle ayant de 3 à 10 atomes de carbone, et M - un métal alcalin ou l'ammonium. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dialkyldithiophosphate et le monoalkyl-dithiocarbamate sont ajoutés à la bouillie 262 1 499 g sous la forme d'un mélange. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit le dialkyl-dithiophosphate en premier dans la bouillie, puis on ajoute à la bouillie le monoalkyl-dithiocarbamate. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit le dialkyldithiophosphate en premier dans la bouillie, on fait passer du gaz à travers la bouillie pour provoquer le transfert du minerai à la surface de la bouillie et son accumulation dans un premier concentrat de flottation, on active le minerai restant dans la bouillie, on introduit le monoalkyl-dithiocarbamate dans la bouillie et on fait passer du gaz à travers la bouillie pour provoquer la montée du minerai à la surface de la bouillie et son accumulation dans un second concentrat de flottation. 5. Procédé selon la revendication 4. caractérisé en ce que le premier concentrat de flottation est éliminé de la bouillie avant l'introduction du monoalkyl-dithiocarbamate dans la bouillie. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5. caractérise en ce que le minerai est activé par addition à la bouillie d'un sel de cuivre soluble dans l'eau. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le sel de cuivre soluble dans l'eau est le sulfate de cuivre. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dialkyl-dithiophosphate est le dibutyl-dithiophosphate. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que le dialkyl-dithiophosphate est le di-sec-butyl-dithiophosphate. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérisé en ce que le monoalkyl-dithiocarbamate est le mono-propyldithiocarbamate. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le monoalkyl-dithiocarbamate est le mono-n-propyldithiocarbamate. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que le monoalkyl-dithiocarbamate est un mono-alkyl-C6-dithiocarbamate. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le monoalkyldithiocarbamate est.un mélange de mono-n-hexyl-dithiocarbamate et de mono-cyclohexyl-dithiocarbamate.