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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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CHAPITRE 2 : GENERALITES SUR LA FLOTTATION

Ce chapitre s'attarde sur la définition de la flottation des minerais ainsi que la description sommaire des réactifs et des paramètres qui l'influencent. Il se termine par les critères d'évaluation des résultats d'une opération de flottation des minerais.

2.1. Définition de la flottation

La flottation est un procédé physicochimique de séparation des matières solides en pulpe. Elle consiste à former avec certains minéraux un complexe plus léger que l'ensemble restant qui peut flotter et être facilement séparé des autres. Ce procédé permet de concentrer les minéraux valorisables en les séparant de la gangue, c'est-à-dire en réunissant les trois conditions essentielles suivantes (Gosselin, 1999) :

? Obtention des bulles d'air stables pouvant former une mousse ;

? Adhésion des minéraux à flotter aux bulles d'air formées ;

? Non-adhésion aux bulles de particules que l'on ne veut pas flotter ainsi que leur mouillage par l'eau.

La flottation conduit à l'obtention de deux produits à savoir (figure 4) :

1) le concentré contenant essentiellement la matière flottée ;

2) le rejet contenant principalement la matière non flottée.

Figure 4- Fixation des particules hydrophobe aux bulles d'air

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2.2. Réactifs de flottation

Pour réaliser la flottation des minerais, il est nécessaire d'ajouter à la pulpe des réactifs chimiques qui sont généralement les collecteurs et les moussants. Dans la plus part des cas, des substances spécifiques sont employées soit pour empêcher la fixation de collecteurs sur certains minéraux (réactifs déprimants), soit pour permettre à ceux-ci de fixer sur un type donné des minéraux (réactifs activant). Les différents réactifs utilisés dans la flottation des minerais sont décrits, ci-dessous :

2.2.1. Collecteurs

Les collecteurs sont des substances organiques qui, en s'absorbant sélectivement sur la surface de certains minéraux, les rendent hydrophobes (Gosselin, 1999).Ils contiennent un groupe hydrocarboné non polaire aérophile et un groupe polaire qui se fixe sur le minéral à collecter (Figure 5).

Figure 5-Mode d'action d'un collecteur

Il existe des collecteurs ioniques et non ioniques. Parmi les collecteurs ioniques utilisés en flottation, on distingue ceux qui sont anioniques de ceux qui ne le sont pas. Les collecteurs anioniques se subdivisent en sous-groupes parmi lesquels on trouve les collecteurs oxhydriques qui comprennent les carboxylates connus comme les acides gras ou leurs savons, c'est-à-dire des collecteurs puissants avec une faible sélectivité. On y trouve aussi les sulfates et les sulfonâtes qui sont rarement utilisés ainsi que des collecteurs sulfhydriques. Ces derniers sont des collecteurs puissants et sélectifs dans la flottation des sulfures de métaux de base ou leurs oxydes après une activation par la sulfuration.

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Les collecteurs sulfhydriques les plus utilisés sont les xanthates et dithiophosphates. Les premiers sont constitués des sels de sodium ou de potassium de l'acide xanthique et ont la formule chimique générale suivante (Adams etal.1986) :

Ces collecteurs ont une stabilité excellente pour la flottation des minerais en milieu neutre ou alcalin. Cette stabilité diminue sensiblement dans une pulpe acide et spécialement en dessous de pH égal à 4 (Adams et al. 1986). Parmi les xanthates, le normal butylxanthate de potassium (PNBX) présente une grande solubilisation dans l'eau dans un domaine de pH allant de 8 à 13et affiche une sélectivité élevée comparativement à l'amylxanthate de potassium (KAX). C'est ainsi que pour renforcer les propriétés collectrices des xanthates vis-à-vis des minéraux de cuivre et de cobalt, on ajoute une mixture à base de gasoil (70-85%) et de tall oïl (15-30%) comme collecteur secondaire.

En général, les collecteurs sont utilisés en faibles quantités afin de former une couche adsorbée sur la surface des particules. En dehors de son impact négatif sur les coûts opératoires, une augmentation de la concentration tend à réduire la sélectivité du collecteur avec comme conséquence la détérioration des performances de la flottation des minerais (Wills et Napier-Munn, 1979 ; Blazzy, 1977).

Glembotski et al. (1972) ont donné une classification plus détaillée des collecteurs utilisés dans la flottation des minerais.

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"Il y a des temps ou l'on doit dispenser son mépris qu'avec économie à cause du grand nombre de nécessiteux"   Chateaubriand