2.2 Flottation à l'aide des xanthates
après sulfuration superficielle
Les minerais oxydés de cuivre - cobalt ne sont pas
facilement récupérables à l'aide des collecteurs des
sulfures tels les xanthates. Pour les permettre de flotter, il est d'usage
industriel de les sulfurer superficiellement afin de les flotter comme des
minéraux sulfurés. La sulfuration a pour objectif la formation
d'une couche de sulfure à la surface des grains des minéraux
oxydés de Cu-Co, afin de les flotter par des collecteurs usuels des
sulfures tel les xanthates (Kanda, 2012).
En effet, il est admis que les minéraux oxydés
des métaux de base comme la smithsonite, la cérusite, la cuprite,
la ténorite et l'azurite ne se prêtent pas à la flottation
avec les collecteurs traditionnels des sulfures à cause de leur grande
hydrophilie. L'hydratation des minéraux oxydés libère des
ions métalliques polyvalents dans l'eau de la pulpe conduisant à
une consommation exagérée des réactifs de flottation. La
malachite et l'hétérogénite, contenus dans les minerais
oxydés cuprocobaltifères, sont également des
minéraux hydrophiles. Leur sulfuration avec le sulfure de sodium (Na2S),
le sulfhydrate de sodium (NaHS) ou le sulfure d'ammonium [(NH4)2S] permet de
les rendre aptes à la collection avec les collecteurs de type
sulfhydrile (Shengo, 2013).
2.2.1 Mécanisme de sulfuration
Le rôle de l'agent sulfurant est de former une
pellicule sulfure à la surface des grains d'oxydes valorisables pour
permettre la fixation d'un collecteur sulfhydrique approprié. (Bouchard,
2006)
La formation de cette couche se fait à l'aide du NaHS
selon les réactions suivantes :
NaSH+H2O ? NaOH+H2S
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(2.1)
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NaOH ? Na+ + OH-
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(2.2)
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H2S ? H+ + HS-
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(2.3)
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HS- ? H+ + S2-
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(2.4)
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concentration des ions (OH)- augmente plus
rapidement que celle des ions H+ et la pulpe devient très
alcaline. L'hydrolyse et la dissociation de NaHS libèrent les ions
OH-, HS- et S2-dans la solution. Ceux-ci peuvent
réagir avec les sites des minéraux en modifiant leurs
surfaces.
Les réactions suivantes vont donc avoir lieu avec le
site de cuivre lors de la sulfuration par les ions sulfures présent dans
la pulpe en fonction de la dissociation des ions hydrogénosulfures.
Cu2+ + S2- ? CuS (2.5)
La présence de l'oxygène de l'air dans la pulpe
provoque préférentiellement l'oxydation des ions HS-
et S2- ainsi que celle du film de surface qui est formé
à la surface des minerais oxydés. Les réactions possibles
avec l'oxygène de l'air sont les suivantes : (Blazy, 1970)
2NaHS + 2O2 ? Na2 SO4+H2S
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(2.6)
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CuS + 2O2 ? CuSO4
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(2.7)
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CuSO4 + H2S ? CuS + H2SO4
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(2.8)
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2NaHS + 4O2 ? Na2SO4 + H2SO4
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(2.9)
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