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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 3 : RECYCLAGE DE L'EAU RESIDUAIRE DANS LA FLOTTAION DES MINERAIS

Ce chapitre traite du recyclage de l'eau résiduaire dans la flottation des minerais avec une référence particulière aux travaux déjà réalisés sur les minerais cuprocobaltifères du gisement de Luiswishi.

3.1. Recyclage interne et externe de l'eau résiduaire en flottation des

minerais

La flottation des minerais est une des opérations minéralurgiques consommatrices d'eau. En effet, elle se réalise dans des pulpes renfermant25-55% des particules solides. Pendant la flottation des minerais sulfurés du cuivre par exemple, ils sont d'abord soumis à la fragmentation par concassage laquelle, ne demande que peu d'eau pour la suppression des poussières et pour le refroidissement. C'est à l'étape de broyage que l'eau est utilisée en quantité suffisante pour fragmenter finement les minerais et obtenir la pulpe à soumettre à la flottation afin de séparer les minéraux utiles ou les sulfures de la gangue (figure 8).

Figure 8 - Points de consommation d'eau pendant le traitement des minerais sulfurés

18

La gangue ou le rejet de flottation ainsi que le concentré sont envoyés dans des décanteurs afin de séparer les solides de l'eau résiduaire qui peut être réutilisée à l'étape de broyage des minerais. La reprise de l'eau du concentré pour sa réutilisation constitue un recyclage interne contrairement à la récupération de l'eau du rejet de flottation qui est le recyclage externe.

Le recyclage externe est aussi réalisé lorsqu'on récupère les eaux usées municipales pour les utiliser, après un traitement physique, dans d'autres industries peu exigeantes du point de la qualité de l'eau.

3.2. Recyclage de l'eau dans la flottation des minerais cuprocobaltifères du

Katanga

Peu d'études antérieures à la nôtre ont été menées sur le recyclage de l'eau résiduaire dans la flottation des minerais cuprocobaltifères du Katanga. Elles ont toutes été réalisées dans le but de contribuer à l'amélioration de la gestion des effluents liquides de la flottation des minerais. Les travaux réalisés par Shengo (2013) constituent le point de départ de plusieurs recherches sur le recyclage de l'eau résiduaire de la flottation des minerais au Katanga où son déversement dans les cours d'eau est la pratique de gestion établie (Shengo et al. 2014).

Tableau 1- Pratiques de gestion de l'eau résiduaire de la flottation des minerais au

Katanga

Concentrator

Age

State/Category

Process water management method

Boss Mining/CAMEC

-

Operating /Refurbished

DAF for recycling/ to Dikuluwe River

Ancient Concentrator in Kipushi

1935

Abandoned /Ancient

Release to Kafubu River

Kolwezi Concentrator

1941

Operating /Refurbished

Release to Kamatete River.

Kambove Concentrator

1963

Operating /Ancient

Release to Kabambankola River

Kamoto Concentrator

1968

Operating /Refurbished

To Luilu, Kalemba and Musonoi Rivers

Musoshi Concentrator

1972

Abandoned /Ancient

Release to Kafubu River

New Concentrator in Kipushi

1994

Operating/Refurbished

Release to Kafubu River

Dikulushi Mill Plant

2004

Operating /New

Storage in a lined pond and recycling

MMG Kinsevere HMS - plant

2006

Operating/ New

Storage in a lined pond and recycling

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En effet, complétant les travaux réalisés par Shengo (2013) sur la flottation des minerais cuprocobaltifères du gisement de Luiswishi, MWAMBA (2013) a simulé au laboratoire le recyclage de l'eau en dopant l'eau d'alimentation avec les espèces ions observés dans l'eau résiduaire industrielle. Ses travaux lui ont permis de déterminer les concentrations maximales des ions calcium (60 mg/L), magnésium (50 mg/L) et bicarbonates (100 mg/L) n'affectant pas les performances de l'ébauchage de la flottation des minerais oxydés cuprocobaltifères du gisement de Luiswishi.

De son côté, Mbala (2013) a aussi déterminé les concentrations maximales admissibles des ions sulfates et chlorures dans l'eau d'alimentation de la flottation des minerais dans une démarche similaire à Mwamba (2013). Poursuivant les travaux entrepris par ses prédécesseurs, Umba (2014), est parvenu à recycler 50% de l'eau résiduaire industrielle dans l'alimentation de la flottation des minerais cuprocobaltifères mixtes sulfures-oxydes du gisement de Luiswishi. Les résultats de ces recherches ont montré la possibilité de recycler une grande proportion d'eau résiduaire tout en gardant les performances de l'ébauchage de la flottation des minerais, c'est-à-dire obtenir un concentré contenant plus de 2% Co avec un rendement de récupération de 80%.

Dans la même vision que Umba (2014), les travaux de Muteba (2014) sur le recyclage de l'eau résiduaire ont permis d'optimiser le dosage des réactifs pendant la flottation des minerais cuprocobaltifères mixtes oxydes-sulfures du gisement de Luiswishi. Il a été observé, à l'échelle du laboratoire, la possibilité de conserver les performances de l'ébauchage de la flottation des minerais tout en réduisant de 50% la consommation du sulfurant (NaHS) et du collecteur (KAX) via le recyclage dans l'alimentation 50% de l'eau résiduaire extraite des rejets de la flottation industrielle.

Contrairement aux travaux antérieurs, axés principalement sur le recyclage de l'eau résiduaire dans la flottation des minerais cuprocobaltifères du gisement de Luiswishi, les récentes recherches menées par Mbaya (2015) ont permis d'établir des similitudes entre l'eau d'over flow de la décantation du concentré final industriel et l'eau d'alimentation du concentrateur de la CMSK du point de vue de la qualité physicochimique. En outre, elles ont permis un recyclage total de l'eau résiduaire concernant pendant la flottation complète des minerais cuprocobaltifères mixtes oxydes-sulfures avec une réduction de 25% la consommation des réactifs (NaHS et KAX).

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Les différentes études dont les résultats viennent d'être passés en revue, comme d'ailleurs celles de Shengo (2013), ont permis une meilleure compréhension des phénomènes influençant les performances de la flottation des minerais pendant le recyclage de l'eau résiduaire. Les résultats obtenus par Mbaya (2015) ont eu le mérite de rencontrer quelques-unes des préoccupations de Shengo (2013), c'est-à-dire l'augmentation du taux de recyclage pendant l'ébauchage (> 20%) et le finissage (> 10%) de la flottation des minerais cuprocobaltifères du gisement de Luiswishi. De plus, ils ont montré la possibilité d'économiser les réactifs de flottation comme le préconisait Shengo (2013).

Le taux de recyclage élevé de l'eau résiduaire atteint lors des travaux de Mbaya (2015) s'explique du fait qu'il a utilisé des minerais cuprocobaltifères mixtes sulfures-oxydes ainsi que l'over flow de la décantation du concentré industriel final contrairement à Shengo (2013).

La présente étude constitue le prolongement des recherches entreprises par Shengo (2013) et poursuivies par Mbaya (2015). Elle se propose de tirer profit des résultats des travaux précédents avec lesquelles elle se distingue uniquement suite à l'utilisation des minerais sulfurés du gisement de Luiswishi.

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"Il ne faut pas de tout pour faire un monde. Il faut du bonheur et rien d'autre"   Paul Eluard