FR 2003672 A1 19691114 FR 6906824 A 19690311 06824 1 2003672 La présente invention se rapporte, au traitement des minerais finement divisés, c'est-à-dire des minerais constitués presque complètement par des particules dont le diamètre spîiéri-oue équivalent est inférieur à 150 microns. 5 II est "bien connu ds enlever les impuretés d! ur_ mine rai en mettant le minerai sons "la forme d'une "boue, en conditionnant la boue et en soumettant la "boue conditionnée à un procédé de flottation par écumage. En général, un tel procédé comprend les opérations suivantes : on ajoute à la boue du. minerai un col-10 lecteur, par exemple un acide rras à longue chaîne, tel que l'acide oléique, ou ^^ne aminé aliphatiaue contenant de 8 à 23 atomes de carbone, on conditionne la boue en agitant celle-ci dans un réservoir, le conditionnement éts,nt généralement exécuté pendant une durée ayant pour résultat de dissiper dans la boue jusqu'à 15 environ 3,6 kuh d'énergie par tonne de matière solide, et on fait alors passer de l'air à travers la boue de façon connue dans un récipient de f3ottation par écumage pour séparer les impuretés du minerai désiré» Dans la plupart des cas, on exécute le procédé de flottation en donnant à la boue un pE alcalin, et il neut être 20 avantageux d'ajouter un alcalin, par exemple de l'ammoniaque, à la boue avant de la conditionner, pour s'assurer que les conditions optimales de pË régnent» Il est également bien connu d'ajouter un agent d'écumage, par exemple de l'essence de pin, à la boue conditionnée avant d'exécuter le procédé de flottation par 25 écumage. Cependant, dans de nombreux cas, ef en particulier quand on traite des minerais finement divisés, on a trouvé que la sélectivité dec procédés connus est faible, c'est-à-dire que la proportion des impuretés enlevées est de l'ordre de 50/5 ou 30 moins. En outre, certains minerais, par exemple les argiles, contiennent naturellement une proportion élevée, c'est-à-dire supérieure à 40fc en poids, de particules ayant des dimensions extrêmement faibles, par exemple d'un diamètre sphérique équivalent de deux microns ou moins, et il est extrêmement difficile de séparer 35 des impuretés de tels minerais par un simple procédé de flottation par écumage du type décrit ci-dessus, parce que les particules individuelles extrêmement petites du minerai se groupent pour former de grandes masses et sont floculées, les impuretés étant renfermées et retenues dans les masses floculées. En fait, dans 40 de nombreux procédés industriels de flottation par écumage, la 69 06824 2 2003672 matière constituée par des particules inférieures à 50 microns, matière qui prend la forme d'une boue, est séparée du minerai brut et évacuée. Peur s'efforcer de surmonter ces problèmes, on a proposé de défloculer là ratière finement divisée, par exemple 5 en ajoutant un agent dispersant, par exemple du silicate de soude, r. la "boue avant de traiter celle-ci par un procédé de flottation per écumage. On a également proposé d'ajouter un activant, par exemple un sel hydrosoluble d'un métal alcalino-terreux, à la boue avant d'exécuter le procédé de flottation par écumage. Ce-10 pendant, de ~els procédés ne donnent pas des résultats entièrement satisfaisants avec les boues, et des tentatives récentes pour s'efforcer d'utiliser de telles matières ont comporté l'utilisation de particules porteuses auxiliaires qui augmentent efficacement J.a dimension des particules de minerai; des procédés de 15 ce genre sont exposés par exemple dans les brevets aux Etats-Unis zr° 2 9Ç0 958 et F0 3 224 582. Cependant, ces procédés souffrent de l'inconvénient qu'ils augmentent sensiblement le coût du produit et exigent également en général que le minerai désiré soit séparé des particules porteuses auxiliaires„ 20 On a exécuté dans des récipients de flottation par écumage de différents types les procédés décrits ci-dessus de flottation par écumage; un type de récipient de flottation par écumage qu'on utilise fréquemment comprend une turbine centrale interne immergée qu'on fait tourner à des vitesses périphériques 25 allant jusqu'à environ 375 m/mn. la demanderesse a découvert que les difficultés qui apparaissent quand on s'efforce d'affiner des argiles et d'autres minerais finement divisés, en particulier des minerais constitués par des boues naturelles, par un procédé de flottation par écuma-30 ge sont dues au moins en partie à une barrière potentielle d'énergie a_ui empêche une particule minérale dans la phase liquide d'une boue aérée d'entrer dans la surface de séparation entre le liquide et l'air. Pour surmonter cette difficulté, la demanderesse propose, suivant la présente invention, d'exécuter le procédé 35 de flottation par écumage dans des conditions assurant- que la barrière potentielle entre une particule et une bulle d'air soit brisée. Plus particulièrement, la présente invention apporte un procédé pour traiter un minerai finement divisé afin d'en séparer des impuretés minérales, qui comprend les opérations suivantes: 40 a) on conditionne le minerai finement divisé sous la forme 69 Ô6824 3 2003672 d'une boue aqueuse conteront un défloculant; b) on mélange à la boue aqueuse minérale, avant ou pendant son conditionnement, un collecteur des impuretés minérales; c) on introduit la boue à conditionner de minerai dans un 5 récipient de flottation par écumage possédant une turbine centrale interne immergée, et d) on soumet ensuite la boue conditionnée de minerai à un procédé de flottation par écumage dans lequel la turbine du récipient de flottation par écumage possède une vitesse périphé- 10 rique d'au moins 600 m/mn. La vitesse périphérique de la turbine est avantageusement d'au moins 650 m/mn et de préférence elle ne dépasse pas 900 m/mn. On peut utiliser avantageusement le procédé de l'in-15 vention pour traiter des minerais finement divisés en général, c'est-à-dire des minerais constitués sensiblement complètement par des particules dont le diamètre sphérique équivalent est inférieur à 150 microns, mais il est particulièrement utile pour traiter des boues, c'est-à-dire des minerais constitués presque 20 complètement par des particules inférieures à 50 microns, et plus particulièrement pour des minerais, tels que les argiles kaolini-tiques, contenant plus de 40fo en poids de particules dont le diamètre sphérique équivalent est inférieur à 2 microns. Gomme dans les procédés connus, il peut être avan-25 tageux de mélanger avec la boue minérale aqueuse, avant ou pendait son conditionnement: a) un alcalin pour élever le pH de la boue aqueuse à une valeur alcaline, c'est-à-dire à 9 environ; et b) un activant. 30 En outre, dans la plupart des cas, mais non dans tous, il est av8.nt2.geux d1 ajouter un agent écumant à la boue con-tionnée de minerai avant d'exécuter le procédé de flottation par écumage. On a trouvé que le procédé de la présente invention 35 £■ une valeur particulière dans le traitement des argiles Icaolini-tiques, mais on peut également l'employer dans le traitement d'autres argiles et pour séparer des quantités inities de, par exemple, la gangue siliceuse de .minerais, tels que le gypse, la célestite, la baryte, le calcite, la dolomite, le spath fluor et 40 les minerais phosphatés, par exemple l'apatite. Beaucoup de ces 69 06824 4 2003672 derniers minerais, tels qu'on les exploite, sont constitués par des particules supérieures à 50 -nierons, liais il est souvent avantageux de coudre de tels binerais jusqu'à ce qu'ils soient partiaL-lenent constitués -;ar des particules inférieures à 50 nierons, car cela réalise une meilleure libération des impuretés. Jusqu'à présent, la rrécence de "articules inférieures à 50 nierons était indésirable dans un procédé de flottation par écumage pour les raisons inai-puées plus haut, mais, avec le procédé de la présente invention, il est maintenant possible de tirer avantage de la pré-1C sence de la matière dans un état de division plus fine. On exécute de préférence l'étape de conditionnement dans le procédé de l'invention dans des conditions qui assurent tu'un lavage approfondi des particules de minerai a lieu. Plus particulièrement, en exécute de préférence le conditionnement de 15 la boue aqueuse de minerai avec une teneur de minerai à l'état solide d'au "moins 30£ en poids ' et pendant une durée suffisante pour y dissiper au moins environ 18 kwh d'énergie par tonne de mirerai solide. Ces conditions s'écartent considérablement de celles usuellement présentes, dans lesquelles l'énergie dissipée 20 dans la boue dépasse rarement 3,7 kwh par tonne de minerai à l'état solide. Le préférence, dans le procédé de l'invention, on e-xécute le conditionnement avec une teneur en matière solide comprise entre 40 et 60?' en poids. Afin d'exécuter le procédé de flottation par écumage, 25 on introduit la boue conditionnée d'argile contenant l'agent d'é-cumage dans un récipient de flottation par écumage possédant une turbine centrale interne immergée. Un récipient de flottation par écut.ege ayant une construction en principe convenable est la machine Denver Sub-A représentée sur la page 12-64 de "Handbook of 30 l'-inersl Dressing-Ores end Industriel Minerais" de Taggart, mais le récipient doit être modifié de manière que la turbine puisse tourner à la vitesse élevée essentielle pour le procédé de la présente invention. Cependant, dans les exemples donnés plus loin, on a utilisé des récipients de flottation construits sensiblement ;:5 comme représenté sur la figure 1 du dessin ci-joint, la seule différence entre les différents récipients utilisés dans les exemples étant leur dimension. Sur la figure 1 du dessin ci-joint, on voit que le récipient comprend une turbine 1 entraînée par un moteur électrique 2 monté sur des profilés de sixpport 3, grâce à un 40 dispositif 4 de courroie et de poulie et à un arbre vertical 5 06824 5 2003672 qui tourne dans un palier 6, Un capuchon 7, porté par quatre parois diagonales 8, entoure la turbine 1. L'arbre 5 est entouré par un capuchonnement 9 fixé au capuchon 7 et aux parois 8. Lfe-lirentfc"tien er. boue conditionr.ee a lieu dans le récipient par un 5 tuyau 10 'mi rrène la boue à l'intérieur du. capuchonner.ent 9. Le capuchon 7 présente des ouvertures, de sorte que la boue peut être entraînée par la turbine 1 à travers les ouvertures« Le capuchonner.ent 9 présente également des trous 19, de sorte que la. boue circule à travers le capuchonnerent 9. 3n même temps, de 10 l'air est introduit dans le récipient par la turbine 1 à travers le soir.::, et du capuchor,ner.ent 9 • La ratière évacuée de la machine sort du récipient par l'orifice 11 et par dessus un déversoir 12, dont on peut régler la hauteur en ajoutant ou enlevant des baguettes de bois qui rlisoent dans des rainures à chaque extrémi-15 té. La ratière évacuée de la machine quitte finalement le récipient par un orifice 13. Le niveau de la beue conditionnée dans le récipient pendant le fonctionnement est indiqué en 14 et la surface supérieure de l'écume en 15. L'écume est évacuée par dessus une lèvre 16 au moyen d'une pale tournante 17 entraînée par 20 le moteur 2 par l'intermédiaire d'un mécanisme- convenable. Les parois 18 du récipient sont en bois. Il est essentiel que la vitesse périphérique de la turbine soit d'au moins 600 m/m afin de donner une force vive suffisante à une particule, par choc, pour lui permettre de brd-25 ser la barrière d'énergie entre elle et une bulle d'air. La vitesse périphérique minimum indiquée ci-dessus de la turbine est en général suffisante pour assurer que la vitesse d'aération de l'appareil soit d'au moins 0,6 m d'air par minute par mètre cube du volume de l'appareil, mais il est en outre avantageux d'aug- 3 30 menter la vitesse d'aérs/tion jusqu'à au moins 0,8 m d'air par minute par mètre cube du volume de l'appareil. Bien qu'on puisse exécuter une bonne séparation des impuretés du minerai à partir du minerai brut dans une opération par fournées exécutée dans un appareil de flottation, on peut 35 éliminer une plus grande quantité des impuretés en opérant de façon continue et en reliant plusieurs appareils semblables de flottation en série, c'est-à-dire en introduisant la boue évacuée d'une machine d'un premier appareil dans un second appareil dans lequel on élimine de nouvelles impuretés par le procédé de flot-40 tation, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'on obtienne la pureté 06824 s 2003672 désirée du minerai. Un diagramme d'une installation de flottation convenant pour exécuter un tel procédé pour, par exemple, un minerai argileux est représenté sur la figure 2 du dessin ci-joint, dans laquelle six appareils semblables 21 à 26, dont chacun est 5 actionné de façon que sa turbine ait une vitesse périphérique supérieure à 750 m/mn, sont reliés en série et la matière évacuée de l'appareil 26 constitue le produit purifié final. Une boue argileuse A, avec un alcalin B, un collecteur C e't un activant D sont introduits dans un conditionneur 20, dans lequel la boue est 10 conditionnée. Après le conditionnement, un agent d'écumage E est ajouté à la boue et le mélange résultant est introduit dans le premier appareil 21 de flottation. On rejette la matière flottante des appareils 21 et 22, mais on peut soumettre à nouveau à flottation la matière flottante des appareils 23 à 26 dans des 1f appareils de nettoiement 27 et 28 pour récupérer toute argile qui a pu être entraînée avec la matière flottante, la boue évacuée de 1rappareil 28 ost mélangée avec la matière introduite dans l'appareil 24 et la matière flottante provenant des appareils 27 et 28 est rejetée. La durée totale"de séjour de l'argile dans 20 l'installation est en général comprise entre 30 et 100 mn» Toutes les quantités nécessaires des agents réactifs ne sont pas nécessairement ajoutées à la boue acueuse du minerai avant le début du procédé de flottation par écumage. Par exemple, dcr.s le traitement d'un minerai argileux, on emploie entre autres 25 un collecteur et un activateur et il est avantageux d'ajouter à peu près la moitié de la quantité nécessaire de chacun de ces réactifs avant de commencer le procédé de flottation; ensuite, pendant le procédé de flottation, d'ajouter à des intervalles de nouvelles quantités plus petites de ces réactifs. Le contenu so-50 lide de la boue conditionnée est, si nécessaire, ajusté pour au1 il soit situé dans l'intervalle de 10 à AOfo, de préférence de 15 à 30%, avant d'être introduit dans l'appareil de flottation par écumage. Les conditions et les matières "carticulières donnant 35 les meilleurs résultats varient dans une certaine mesure suivant la nature du minerai traité. L'invention va maintenant être décrite rrlus en détail en se référant en particulier au traitement de différents minerais. A- Argile Icaolinitioue •rO Dans le traitement de minerais argileux, il est a 06824 7 2003672 vantageux de conditionner la boue du minerai avec une teneur élevée en matière solide et pendant une durée suffisante pour y dissiper au moins 18 kwh ô'énergie par tonne de minerai► Il eet essentiel ~ue Is conditionnement du minerai soit effectué .?vrès 5 "vu*en Ivi s ç jo'até un àéîj octilan" mais avsr.t ru 'u.n c."ent d'écumage, ?i cr. er. utilise "an, lui rcit afeuté. le défloculant peut être par exemple du silicate de cof.de, auquel ces on en utilisera entre 0,5 et 6 kg par tonne d'ar.-ile sèche. Avant ou pendant le conditionnement de la "boue argi-10 leuse aqueuse, on coit lui ajouter un alcalin pour porter le pli de 1g. boue argileuse à une valeur alcaline, de préférence d'environ 9« l'alcalin utilisé peut être de 11 amir.oniac.ue, mais en cocorendra qu'on peut le remplacer rar d'autres alcalins. Dans le cas de l'ammoniaque, on en util ic ers. en général entre 1 et 2,5 15 kg par tonne d'argile sèche. Il est avantageux d'utiliser un activant, oui est de ■créférence un sel hydroscluble d'un métal alcalino-terreux ou d'un métal lourd (l'expression "métal alcalir.o-terreus" doit être comprise comme comprenant le magnésium, et l'expression "métal lc-urcî' 20 désigne des métaux dent la masse spécifique est supérieure à 4.) ; par exemple, on peut ajouter comme activant un sel hydroscluble de baryum, par exemple du chlorure de baryum, de calcium, par exemple du chlorure de calcium, de cuivre cuivrique, de fer ferreux, de plomb plombeux, par exemple de l'acétate de plomb et du 2Z nitrate de plomb, de magnésium, de manganèse manganeux, de strontium ou de aine. La quantité d'un tel activant employé est généralement comprise entre 0,1 et 1,1 kg par tonne d'argile sèche. Le collecteur pour les impuretés du minerai peut être par exemple un acide gras comprenant entre 8 et 20 atomes 30 de carbone et saturé ou ayant un faible degré de non saturs.tion. Des collecteurs préférés sont l'acide oléique et l'acide lauri-que; dans le premiei' cas, on en emploie en général entre 0,67 et 3,3 kg d'acide oléique p-ar tonne d'argile sèche. Dans le traitement d'argiles kaclinitiques, il est 35 également avantageux d'utiliser un s.gent d'écums.ge, qui peut par exemple être de l'essence de pin, auqu.el cas en en utilise en général de C-,25 à 1,25 kg par tonne d'argile sèche, ou un éthe-r alcoylique inférieur du polypropylène glycol, tel que celui vendu sous la marque de commerce "Dowfroth", auquel cas on en utili-•iO se en général entre 0,15 et 1,0 kg par tonne d'argile sèche. 06824 2003672 Quand la boue aqueuse d'argile 2. été conditionnée et avant de la traiter'"dans l'appareil de flottation nar écurage, or. la dilue avrr.Tapeurerent avsc de l'eau pour obtenir une teneur sr. r.a'ière r?c2ièe coryrioe entre 15 et 30£ en poids, 5 1 ' a;.':lication du ~-roeédé de 2 ' invention au traitè rent 1 ' ar"ilee l:ao 1 initiues est illustrée par les exemples 1 à 5 ci-après. I>ane les exemples,- on ~esure l'efficacité du procédé de séparation er. mesurent la brillance du pr*odrit rrgileux exprimée par le pourcentage de lumière réfléchie d'une longueur 1C d'onde particulière, le procédé étant d'autant plus efficace que le produit est plus brillant. ^XSIIPIE 1 les expériences décrites dans cet exemple ont été exécutée® sur une arrile brute débarrassée de son gravier en pro-15 venance de la Géorgie, Etats-Unis dsAmérique, présentant une brillance initiale de £4 unités et contenant 45f= en poids de particules ayant un diamètre sphériqu.e équivalent inférieur à 2 microns. l'argile brute contenait une certaine quantité de titania cor..:.e impureté„ On h conditionné de? échantillons d'une boue a-2C queuse de l'argile pour différentes teneurs en argile solide, en utilisant un récipient de flottation tel que représenté sur la figure 1 du dessin ci-ioint, l'entrée d'air étant fermée, pendant une période de 45 minutes, en ajoutant les réactifs suivants à la boue avant de la conditionner. 25 Réactif Quantité Ammoniaque 1,83 kg par tonne d'argile à l'état solide Acide oléique 1,80 kg par tonne d'argile à l'état solide 30 Chlorure de calcium 1,11 2cg par tonne d'argile à l'état solide Silicate cî.e sodium 1,80 kg par tonne d'argile à l'état solide. On a ensuite dilué les échantillons de la boue con-35 ditionnée pour les amener à 16f» en poids d'argile à l'état solide et les a traités dans des conditions semblables dans le récipient indiqué ci-dessus de flottation par écumage, le récipient avmt une largeur de 15 cm et la turbine un diamètre de 7,5 cm, et en la faisant fonctionner son admission d'air étant ouverte, 40 et à une vitesse périphérique de turbine de-900 m/nn. On a ajouté pendant le procédé de flottation par écumage une quantité supplé- 69 06824 9 2003672 nentaire de 1,11 kg d'acide oléique par tonne d'argile à l'état solide, et 0,045 d'essence de xir par tonne d'argile à l'état solide. Cn a trouvé aue la. "brillance des différents écîian-5 tillons a^rès le procédé de flotta,tion r.ar écumage était celle indiquée dans le tableau 1 ci-dessous en fonction de l'énergie dissipée dans la boue d'argile rendant le conditionnement. TABLEAU 1 Contenu de la boue en Energie dissipée dans la Brillance du 10 argile à l'état solide boue d'argile après 45 produit après en en poids nn-Irwh par tonne d'argile flottation à l'état solide 10 3 87,5 20 6,7 88,1 15 30 10 88,5 40 14 88,7 50 17 89,1 60 21. 89,5 EXEMPLE 2 de 20 On a traité des échantillons/l'argile utilisée dans l'exemple 1 dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1 mais avec une teneur constante de 40?$ d'argile à l'état solide et avec des durées différentes de conditionnement. On a obtenu les résultats indiqués dans le tableau II ci-après pour la brillance 25 des produits après le procédé de flottation par écumage. TABLEAU II Durée de conditionne- Energie dissipée dans Brillance du ment en minutes la boue d' argile-kv*h produit après par tonne d'argile à flottation 30 l'état solide 15 5,2 87,8 30 10 88,3 45 15,6 8S,7 60 21 89,2 35 EXEIZPLE 3 On a conditionné pendant 45 minutes une boue aqueuse de l'argile utilisée dans les exemples 1 et 2 ayant une teneur d'argile à l'état solide de 50$, c'est-à-dire qu'on a dispersé 69 06824 10 2003672 10 15 20 25 30 dans la bouillie d'argile 22 kwh d'énergie par tonne d'argile. On a ensuite dilué des échantillons de l'argile conditionnée pour les amener à 16/ï en poids d'argile à l'état solide et les a soumis à un procédé de flottation par écumage dans un récipient de flottation par écun;a.~e construit comr-e représenté sur la fi- rure 1 du dessin ci-joint. le récipient de flottation avait une "" 3 capacité de 0,70 m et possédait une turbine d'un diamètre de 45 cm, et on traitait les échantillons avec des vitesses périphériques différentes de la turbine, la brillance du produit fini en fonction de la vitesse périphérique de la turbine est indiquée dans le tableau III ci-aurès. Vitesse périphérique de la turbine en nètres par minute 300 450 675 900 TABLEAU III Taux d'aération en m3 d'air par minute, par mètre cube de volume du récipient 0,16 0,28 0,72 - 1,6 Brillance du produit 87,0 87,6 89,5 90,2 EXEMPLE 4 35 40 On a mélangé avec de l'eau, de façon à former une bcue contenant 4-Ofc en poids d'argile à l'état solide, une argile primaire à -porcelaine contenant de la tourmaline et possédant une distribution des dimensions des particules telle que 8$ en poids consistait en particules d'un diamètre supérieur à 10 microns et 55/S en poids en particules d'un diamètre inférieur à 2 microns. On peut noter ici que la tourmaline a une couleur bleue très foncée et qu'elle nuit par là à la brillance de toute argile à porcelaine dans laquelle ellle est présente. On a alors a-jouté du silicate de soude à la suspension à raison d'environ 2 Kg de silicate de soude par tonne d'argile pour défloculer l'argile. On a Introduit la boue dans un appareil de flottation de laboratoire construit comme représenté sur la figure 1 du dessin ci-joint et ayant une largeur de 15 cm et pourvu d'une turbine ayant un diamètre de 7,5 cm qui tournait avec une vitesse périphérique de 900 m/mn, et on ajoutait les réactifs suivants : Réactif Quantité 0,54 kg par tonne d*argile sèche Ammoniaque Acide oléique Chlorure de calcium 0,80 kg par tonne d'argile sèche 0,89 kg par tonne d'argile sèche 69 06824 n 2003672 Le pH de la bons était 9,5» Cn conditionnait la "bons sn vrése^ce de ces r-f actifs pendant 60 minute.*: en utilisant la Irurbine le 11 r;' "rrsil de flcctotioîi ".ais sans laisser une -uantité ^nelcon— ••ue d'air ; énétrer dar.s? 11 Z.. A^rès le conditicr.nemsnt, on ailuait la ccue rjucru'à obtenir 'une teneur de 19'-* en "?3-idc d'ar- 10 ""î - ^ "5 1 "te.*1: roi ^ le. r»-.o V- — iT ~ov. -r Û.Î t de ï 1 -• -• -~r.ee de v.in roison de w » O -~Ï " p - - V* .e -i î f -A. "K» -* -1 1 û sè lie 0 Oïl fon.cti c;_n 0 -•'» "* V» « -> — *y* lent pendant 30 -—î nutes t r _i_ d 1 ■- ~ "--1 etc-nt oiiver uS , £ "t C 611 • 4_.- «•■i y c^n_ t clors "1 c r.a tière 0 -t ~n*te et ie. beue évaou se de la ma- C_i -7 ne - I e tableau IV montr ti ~î a *h - î rvî°ce e u ^.a "ay'QlJTt (Ti V tcurma- 1 -î 1* e du produit ^ * ai î rient a. tio n e t du produ it ob -i— "* 0 e n.u • .v Brillance : Beneur en -:ender.ent de l'ex- ourcenta.~:e de la lumière tourmaline traction de la or. 15 réflécliie avant une Ion— ;nde de ry-î 574 m/a Hatière traitée €5,5 90,0 0,60 t>j»o duit 20 obtenu 57,0 92,0 0,24. ?o£ 5XSBPLB 5 On a mélangé avec de l'eau, de façon à former une boue contenant 40e! en poids d1 arrile à l'état solide, une arrrile 'c. 2?i.i20,x re à pcrcel aine contenant de 1 s. tourmaline et r r\ c; c. 3 d . i. une ô.i Ft rilvtion des dimensions des articules telle rue 25 i e ;:oids co nsistait en r- articules d ! •» -i V» d i an être s u â é r ieu \ r a 10 mi - crons et 42^ en r oids en va.--ticu 1 oo d 'un diamètre inf . s . 0 eur H 2 micron .3, On ajout ait alors à la boue du silicate de s oude à ra !■ son d'environ C ,4-5 k.~ de silicate de soude ::ar tonne d'ar/çile 30 afin de défloculer celle-ci. On Introduisait la boue dans un r-_'-ci*;ient de flottaticn de lî-bcratcire semblable dans sa réalisation à celai rerr':3enté sur la fini-e 1 du dessin ?i-jaint et *u" e 1 "'■'î -•ni tcurna.it à une vitesse ~ériahéri"ite de ÇOC ::./''mn. On ajoutait *^5 ~ e s 1? 4 2 c ~c i. x* ? sV'l.vr-r'Ts i Ammoniaque 1,93 -~-r" nar tonne d'arrile :-èche Ac" de cléi"tie 1,1 ï1 •' tonne 0 ' araile sèche Chlorure de 4.0 calcium 1,0 1-:h par tonne d'argile sèche 06824 12 2003672 Le pH cle le. boue 4tait de 9,0. On a conditionné de la boue en ■présence de ce? réactifs pendant 60 mirutes en utilisant 1? turbine ie 1 » appareil de flottation rais sans laisser une "cartiré quelccn^.ie d'air •- cnétrsr ôsrs le récipient. A la fin de 5 la ."«i-iode "Je conditionnèrent, on diluait la boue pour amener sa Teneur à 15:- le solide en poids. On a "outs.it alors de l'essence c e pin à rai?on ie C ,22 kr par tor.re d'ai\rile sèche et on faisait fonctionner le récipient en ouvrant pendent 30 minutes l'entrée à'air, puis or. c::'::ir.ti~ le "reluit flottant et la boue évacuée 1C de la machine. Le -cscleau Y montre la brillance et la teneur en tourrcline du produit traité et du produit obtenu. -ÀBLSÀU V Brillance: (Teneur en Rendement de 1 ' es- Pourcentare de la lumière tourmaline traction de la 15 réfléchie ayant une Ion- en «S tourmaline rueur d'onde de ^58 m/u 574 m^u latière traitée "9,5 83,5 2,8 Produit 20 obtenu 52,0 67,5 0,5 " 82$ B- Célestite - Bans le traitèrent de minerai de célestite, on conditionne avantageusement le minerai en ajoutant, à une boue a-cueuse contenant au moins 30£ en poids de minerai de célestite, 25 un collecteur, .un réactif huileux auxiliaire et un agent dispersant, et en conditionnant la boue en présence des agents réactifs pendant une durée suffisante pour dissiper dans la boue au moins 18,6 kwh. d'énergie par tonne de solide. Le collecteur peut être un hydrocarbure sulfoné de pétrole du type acide vert, au'm 30 obtient dans le raffinage des hu.iles et lubrifiants, ou un sel ou un savon d'un tel acide. La quantité nécessaire d'un tel collec-teur est en général comprise entre 0,45 et 2,2 kg par tonne de minerai et, avec la plupart des minerais, comprise entre 0,90 et 1,3 kr par tonne de minerai. Le réactif huileux, auxiliaire peut 35 être n'importe quelle huile du commerce d'origine animale, végétale ou minérale, mais le pétrole brut, la paraffine et le mazout ccnviaonsit particulièrement. La quantité nécessaire est généralement comprise entre 0,045 et 1,1 kg par tonne de minerai, et, cour la plupart des minerais, entre 0,22 et 0,66 kg par tonne de 69 06824 13 2003672 cillerai. L'agent dispersant est de "référence le silicate de sodium et sa Quantité npceôr.aire est "'én5ral errent comprise entre 0,45 et 2,7 kg par tonne de binerai. la teneur en solide de la ccue aqueuse de r. in s rai de célestite pendant le conditionnement 5 est de préférence d'au moins 4C£- en poids* Il tJest pas besoin d'ajouter des alcalins, car le silicate de soxt&e, étant un sel d'un acide faible et d'une base forte, suffit- ;?OTsr rendre très légèrement alcaline la boue arueuse. Après l'étape de conditionnement^ ©rc S-Jcttte à la 10 boue conditionnée un agent d'écuma.re cui peut, rrar ©zenule, être de l'essence de pin. La quantité nécessaire d'essence de pin est comprise entre 0,022 et 0,45 kg par tonne de rrinerax. On s cuir et alors la bouillie aqueuse conditionnée à la flottation par écumage dans un aprareil de flottation possé— 15 dant une turbine centrale interne immergée capable de tourner à une vitesse périphérique d'au moins 600 m/mn. L'exemple 6 ci-après illustre 1'application du procédé de l'invention au traitement de minerai de célestite. EXEMPLE 6 20 On a moulu un échantillon A de minerai de célestite (SrSO^) exploité à Yate, Gloucestershire, en Angleterre, et contenant comme impuretés des argiles, des matières ferrugineuses, de la silice et du gypse pour qu'il traverse un tamis d'une ouverture de 53 microns et on l'a mélangé à de l'eau pour former 25 une boue contenant en poids 40f= de matière solide. À la boue on a ajouté par tonne de minerai 0,45 kg de collecteur constitué par du sulfonate de soude de pétrole, 0,69 kg de silicate de soude et 0,45 kg d'huile de paraffine. Le sxilfonate de soude de pétrole était celui fabriqué et vendu par la Cyanamid. o£ ©iUBritain Ltd. 30 sous le nom "Aero promoter 801n<> On conditionnait pendant 30 minutes la boue contenant les réactifs dans um réservoir muni d'un mélangeur à hélice à grande vitesse, de soa?t® qu'on dissipait dans la boue 22 kv/h d'énergie par tonne d.e minerai. On diluait la boue conditionnée jusqu'à ce qu'elle 35 contienne 15^ de matière solide et on la transférait dans un récipient de flottation par écumage construit sensiblement comme représenté sur la figure 1. Le réciriisnt de flottation avait une capacité de 0,7 mètre cube et une turbine d'un diamètre de 46 cm tournant à une vitesse périphérique de 900 m/mn. Comme agent écu— 40 mant, on ajoutait 0,045 kg d'essence de pin par tonne de minerai. 06824 14 2003672 Dams ce procédé, le sulfonate de soude de pétrole rend la célestite hydrophobe de préférence aux impuretés» La célestite est -ainsi enlevée de l'écurie sous forme enrichie. On a enrichi p-r un procédé habituel de flottation \ar écumage -un second échantillon 3 du i_ên:e minerai de célestite, moulu roTar traverser un tamis d'une ouverture de 53 microns. Dans ce procédé, on :.:élangeait le minerai moulu avec de l'eau pour foirer une boue contenant 25f^ en poids de matière solide. On ameutait i cet échantillon les mêmes réactifs dans les mêmes 10 quantités eue pour le premier échantillon, et on conditionnait la boue résultante dans le même réservoir avec agitation pendant 10 minutes, de sorte on*on dissipait dans la boue 3,7 kwh d'énergie par tonne de minerai. On diluait la boue conditionnée jusdu'à ce que sa teneur en solide soit de 15?î et on la trans-15 ferait à un récipient de flottation par écumage ayant une capacité de 0,7 mètre cube et une turbine d'un diamètre de 46 cm tournant avec une vitesse périphérique de 375 m/nn» Comme agent d'écumage, on ajoutait 0,045 kg d'essence de pin par tonne de minerai. ?0 On séparait et recueillait le minerai enrichi de célestite dans l'écume à l'extrémité de chaque étage de flottation "grossière" et on prenait un échantillon de chanue écume produite pour 1'analyser chimiquement. On renvoyait ensuite au réservoir de conditionne-25 ment le restant de l'écume A et on ajoutait par tonne de matière à la boue une quantité supplémentaire de 0,18 kg de sulfonate de solide de pétrole* 0,66 k^ de silicate de soude et 0,22 kg d'huile de paraffine. On conditionnait la boue pendant une nouvelle durée de 30 mn avec les réactifs supplémentaires. On n'a pas trouvé "0 nu'il était nécessaire d'ajouter à ce stade une quantité supplémentaire d'essence de pin comme agent d'écumage. On renvoyait alors la boue conditionnée à l'appareil de flottation comprenant la turbine à grande vitesse pour un second étage de flottation 015 étage Mde nettoyage"" à l'extrémité duquel on séparait et re-35 cueillait le minerai de célébrité enrichi davantage dans l'écume. Cn conditionnait le restant de l'écume B avec les mêmes réactifs supplémentaires dans les mêmes quantités que pour 1'écume A mais pendant une durée de 10 minutes. On soumettait alors la boue conditionnée à la flottation par écumage tine se-4-C conde fois dans l'appareil de flottation comprenant la turbine 69 06824 15 2003672 à faible Titer.se, à 1 'extrémité duquel on sépareit et recueillait dans l'écume le minerai de célestite enrichi davantage. Le tableau 71 ci-srrfes montre les "ourconta "es de ie ferrirue et d'oxyde de crlciun dsr.s la matière '.s les écumes obtenues a*crès 1' étage "grossier" et :Ttovc re" dar.s les- deux traitements décrits ci— il! ice, ■" i ^ -t. \j ~ v»f -? f'o c ~t ** f xo.re "ds ô.ez sus* Ilatière SiO? le?C, CaC 10 (r:) ' (ff-T KO »'_CJv -J - ;iere envoyee au procédé de flottation 1,2 0,49 C,98 Zcuir.e "srrossière" provenant du traitement A " C,39 G,13 0,52 15 3cuir.e "grossière" provenant du traitement B 0,78 0,23 0,72 Hcume "de nettoyage" provenant du traitement À 0,12 0,04 0,25 Bcume "de nettoyage" provenant du 20 traitement B C-,30 0,12 0,52 G- Àpatite Bans le traitement de minerai d'apatite, on conditionne avantageusement le minerai en ajoutant, à une boue aqueuse contenant au moins 30?.' en poids de minerai d'apatite, un col-25 lecteur, un réactif huileux auxiliaire et un ager t dispersant, et en conditionnant la boue en présence' des réactifs pendant une durée suffisante pour dissiper dans la boue au moins 18 Icv.'h d'énergie par tonne de solide. Le collecteur est de préférence un acide gras aérant de 8 à 20 atomes de carbone dans la châîne d'hy-30 drocarbure et saturé ou ayant seulement un faible de~ré de non saturation. La quantité nécessaire est généralement comprise entie 0,045 et 2,2 kg par tonne de minerai pour la plupart des minerais. Le réactif huileux auxiliaire v.eut être toute huile commerciale d'origine animale, vf"étale ou minérale, mais le pétrole 35 brut, la "paraffine et le mazout conviennent "particulièrement bien. Te "U 9 "t X *tl S ^ SC G lo S C1 i.2^'0 S027S, cor"1lT>"' ? 0 o y~ 1,1 kg par tonne de minerai et entre 0,22 et 0,66 kg pour la plupart des mirerais. L'agent dispersant est de préférence du silicate oe soude et la quantité nécessaire est généralement 50 comprise entre 0,45 et 2,7 kg par tonre de minerai. La teneur en solide de la boue aqueuse de minerai de célestite rendant le 06824 16 2003672 conditionnement est de préférence d'au coins 40?î en poids. En '"énére.1, aucun alcrlin ou activant r.'est nécessaire. Or. soumet alors: la bouillie conditionnée à la flottation ta?.- écurare dans un r-Scipient de flottation possédant une turbine centrale interne irr.errée capable de tourner avec une vit-no se péri phc'rioue d'au coins 600 c/cn. L'application du procédé de l'invention au traitement de r.inerai d'apatite est illustrée par 1 ' exer.ple 7 ci-ex-rès, E/j-ÎIIPLE 7 10 On a acélioré tout d'abord un cinerai d'apatite en le broyant et le tarisant de la. façon habituelle et on lfa ensuite r.oulu poiir qu'il traverse un tamis d'une ouverture de 53 ci-crons. On a alors divisé en deux portions la matière finement moulue.. 15 On a rélangé la première portion de cinerai finement coulu d'apatite à de l'eau pour former une boue contenant 40fc en poids de solide. A la boue on a ajouté par tonne de minerai 0,45 kg d'acide oléique, 0,9 kg de silicate de soude et 0,45 kg d'huile de paraffine. On a conditionné la boue contenant les réactifs 20 dans un réservoir muni d'un mélangeur à hélice à grande vitesse pendant 35 minutes, de sorte qu'on a dissipé dans la boue 23,5 kwh d'énergie par tonne de minerai. On a dilué la boue conditionnée jusqu'à ce qu'elle contienne 18fo de matière solide et l'a transférée à un récipient de flottation par écucage construit 25 sensiblerent cocne représenté sur la figure 1. Le récipient de flottation avait une capacité de 0,70 mètre cube et était pourvu d'une turbine d'un diacètre de 46 cm tournant avec une vitesse périphérique de 900 m/cn. On a trouvé dans ce procédé qu'il n'était pas nécessaire d'ajouter un produit générateur de mousse. 30 L'apatite -ito.it rendue hydrophobe de préférence aux impuretés 31 en la récupérait donc dans la rousse» On rélangeait à de l'eau la seconde portion de l'apatite fir.er.ent roulue pour former une boue contenant en poids 25f- de solide. On ajoutait à cette portion les rênes réactifs 35 dons les rêreo quantités qu'à la ^rerière portion et on conditionnait pendant 12 rinutes le rélange dans le r.êre réservoir avec ayitotion, de sorte qu'on dissipait dans la, bouillie 3,7 kwh d'énergie - par tonne de rinerai. On diluait la boue conditionnée jusqu'à une teneur en ratière solide de 18£ et on la trans 69 06824 17 2003672 ferait à un récipient de flottation ayant une capacité de 0,70 f.être cube et une turbine d'un diamètre de 46 cm tournant avec une vitesse périphérique de 375 m/mn. On rieuserait dans la mousse l'apatite enrichie. Le tableau VII ci-dessous montre le ".:ourcentame de pentoxyde de phosphore, d'oxyde ferri^ue, d'alumine, d'oxyde de calcium, de fluor et de silice dans la matière soumise aux procédés de flottation et dans les écumes provenant des deux traitements décrits ci-dessus. 10 .tière ÏÏ 711 P2°5 -e2°2 A12°3 Ga0 p Si02 (2) (2) (2) (£) (?') (;-) I-latière amenée aux procédés de flottation 35,6 0,8 1,4 50,4 2,53 4,7 15 Scume provenant du procédé usuel 39,5 0,3 0,9 51,9 2,84 1,2 Ecume provenant du procédé suivant l'invention 40,7 0,2 0,6 52,6 2,97 0,8 06824 18 2003672 1» Procédé pour traiter un ruinerai finement divisé ;épr.rer des impuretés minérales, oui comprend les opérations suivantes: ~ a) on conditionne le minerai finement divisé sous la forme c'une coue a ueuse contenant un défloculant; t) on mélange à la "boue a-ueuse minérale," avant ou pendant son conditionnement» un collecteur des impuretés minérales; c) et on soumet ensuite la "boue conditionnée de minerai à 10 un procédé de flottation "car écumage5———■——— ce procédé étcnt caractérisé en ce qu'on exécute le procédé de flottation par écumage dans un ar.-areil de flottation par écu-ma-e possédant une turbine centrale interne immergée et en ce qu'on fp.it tourner la turbine de cet appareil avec une vitesse 15 périphérique d'au moins 600 m/mn. 2» Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce eue cette turbine a une \ritesse périphérique d'au moins 750 m/mn. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, carac-20 térisé en ce qu'on conditionne le minerai finement divisé sous la forme d'une boue aqueuse possédant une teneur en matière solide d'au moins 30fj en poids et pendent une durée suffisante pour y dissiper au moins 18 kvh d'énergie :;ar tonne de minerai à l'état solide. 25 4. Procédé suivant la. revendication 3, caractérisé en ce eu'on conditionne le minerai finement divisé sous la forme d'une boue aqueuse possédant une teneur en matière solide comprise entre 40 et 60^ en poids. 5. Procédé suivant les revendications 1, 2, 3 ou 4» 30 caractérisé en ce eue le mirerai finement divisé consiste presque complètement en •ocrticules ayant un diamètre sphérioue é oui valent inférieur à 50 microns. 6. Procédé suivant la revendication 5» caractérisé en ce que le mirerai firement divisé est une argile kaolinitioue. 35 Procédé suivant l'une -.uelconque des revendica tions précédentes, caractérisé en ce qu'on exécute le procédé de flottation par écumage avec un taux d'aération d'au moins 0,8 mètre cube d'air par minute par mètre cube de volume d'appareil 69 06824 1Ç 2003672