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Etude du recyclage d'eau résiduaire dans la flottation des minerais cuprocobaltiferes sulfurisé de Luiswishi au NCK.

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par Alidor SHIKIKA
Université de Lubumbashi - bachelier en science de là€™ingénieur/étudiant master2genie chimique 2015
  

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5.2. Résultats de la caractérisation physicochimique de l'eau d'alimentation et de l'eau résiduaire

La caractérisation physicochimique des eaux concernées a conduit aux résultats présentés dans le tableau 8.

Tableau 8- Caractéristiques physicochimiques de l'eau d'alimentation et de l'eau
résiduaire du NCK

Paramètre déterminé Eau du lac Kamarenge Eau résiduaire

pH 7,33 7,59

Dureté total (°F) 11,50 20,08

Dureté permanente (°F) 0,20 0,44

Dureté temporaire (°F) 11,3 20,36

Conductivité électrique (uS/cm) 438,00 1786,00

Magnésium (mg/L) 9,41 12,92

Calcium (mg/L) 31,00 59,68

Cobalt (mg/L) 0,8 0,03

Cuivre (mg/L) 0,13 0,04

37

Zinc (mg/L)

Cadmium (mg/L)

0,12

< 0,01

0,3

< 0,01

Fer (mg/l)

0,12

0,11

Manganèse (mg/L)

0,46

0,07

Nickel (mg/L)

0,02

0,02

Plomb (mg/L)

< 0,01

< 0,01

Sulfate (mg/L)

26,9

487,45

Phosphate (mg/L)

4,10

220,00

Silice (mg/L)

14,00

202,00

Matières solides (g/L)

0,14

0,08

Ces résultats montrent que l'eau résiduaire formant l'over flow de la décantation du concentré final de la flottation des minerais au NCK et l'eau du lac Kamarenge ont des pH proche de la neutralité. Les eaux concernées sont toutes deux douces avec des duretés totales inférieures à 12 et 25°F respectivement.

L'eau résiduaire renferme une grande charge minérale comme en témoigne sa conductivité électrique. Elle est quatre fois plus grande comparée à celle du lac Kamarenge utilisée comme eau d'alimentation de la flottation des minerais au NCK. On trouve dans l'eau résiduaire une quantité appréciable d'ions sulfate, phosphate et de la silice contrairement à l'eau du lac. Les ions sulfates proviennent de l'oxydation des réactifs de flottation. Les ions des éléments en trace métallique sont observés à des concentrations relativement faibles dans les eaux analysées. Quant à la silice, elle provient principalement des fines particules qui n'ont pas su décanté pendant la clarification gravitaire de l'échantillon d'eau résiduaire de notre intérêt.

Globalement, on peut affirmer que les deux types d'eaux analysées présentent des différences significatives du point de vue physicochimique et cela peut influencer les performances métallurgiques de flottation si elles sont utilisées comme eau d'alimentation seule ou en mélange comme on voudrait le faire dans le cadre de cette recherche.

38

5.3. Résultats du recyclage de l'eau résiduaire dans la flottation du minerai

Dans une première série d'essais de flottation du minerai concerné, le recyclage de l'eau résiduaire a été effectué avec variation de la proportion d'eau résiduaire introduite dans l'alimentation. Une deuxième série d'essais de flottation a été réalisée avec variation des doses du collecteur (KAX) et du sulfurant (NaHS). Les résultats obtenus lors de ces différents essais de flottation du minerai sont présentés, ci-dessous.

5.3.1. Résultat de la détermination de la proportion optimale d'eau résiduaire recyclable

La variation de la proportion de l'eau résiduaire introduite dans l'alimentation de la flottation du minerai à l'étude a permis d'obtenir les résultats présentés dans le tableau 9, ci-dessous.

Tableau 9- Rendement de récupération et teneur en cuivre et cobalt en fonction de la

proportion de l'eau résiduaire introduite dans l'alimentation

Proportion de l'eau résiduaire dans l'alimentation (%)

 

0

20

40

50

60

80

100

Teneur Cu (%)

3,62

4,02

4,05

4,00

3,46

2,97

2,80

Rendement Cu (%)

89,22

86,67

85,58

84,88

84

82,86

82,62

Teneur Co (%)

2,01

2,01

2,17

2,21

1,91

1,73

1,83

Rendement Co (%)

93,16

88,43

87,11

84,88

83,84

82,86

80,46

39

Figure 11- Influence de la proportion d'eau recyclée sur la sélectivité du cuivre pour un
dosage des réactifs à 100%

Figure 12- Influence de la proportion d'eau recyclée sur la sélectivité du cobalt pour un
dosage des réactifs à 100%

Les plus grandes récupérations du cuivre (86,67%) et du cobalt (88,43%) ont été obtenues en recyclant 20% de l'eau résiduaire à l'alimentation. Dans ces conditions, le concentré ébauché obtenu titre 2,01% Co et 4,02 % Cu. C'est en recyclant totalement l'eau résiduaire (100%) dans l'alimentation que l'observe les plus faibles récupérations du cuivre

40

(82,62%) et du cobalt (76,46 %). Le concentré ébauché obtenu titre environ 2,8% Cu et 1,83% Co. Ce comportement de la récupération des métaux valorisables est dû à la variation de la qualité de l'eau d'alimentation, c'est-à-dire la présence et l'augmentation des concentrations de chacun des composants chimiques observés pendant la caractérisation de l'eau résiduaire notamment les ions sulfates et phosphates ainsi que la silice probablement colloïdale (Tableau 8).

Conformément au critère des performances adopté par l'industriel, la proportion optimale d'eau résiduaire recyclable à l'ébauchage est celle de 20%. En effet, elle permet de récupérer plus de 80% du cobalt dans un concentré ébauché titrant au moins 2%. C'est la même proportion qu'a eu à obtenir Shengo (2013) nonobstant le fait que la récupération du cobalt avoisinait à peine 80%. Si l'on privilégie uniquement la qualité du concentré ébauché c'est-à-dire sa teneur en cobalt, le recyclage de l'eau résiduaire dans l'alimentation peut être poussé jusqu'à 100%. Cependant, il faut consentir une baisse de la récupération du cuivre et du cobalt d'environ 8% avec l'augmentation de la proportion d'eau recyclée dans l'alimentation. D'un point de vue industriel, cette option n'est pas envisageable étant donné que pendant l'ébauchage de la flottation des minerais on s'efforce de récupérer dans le concentré le plus possible des métaux valorisables à des taux de concentrations acceptables.

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