Flottaisonen Bienfaisance
La flottation maximise la valeur des minerais en séparant habilement les minéraux précieux des minéraux de gangue lors du traitement des minéraux, grâce à leurs différences physiques et chimiques. Qu'il s'agisse de métaux non ferreux, de métaux ferreux ou de minéraux non métalliques, la flottation joue un rôle essentiel pour fournir des matières premières de haute qualité.
1. Méthodes de flottation
(1) Flottation directe
La flottation directe consiste à filtrer les minéraux précieux d'une boue en les laissant adhérer aux bulles d'air et flotter à la surface, tandis que les minéraux de gangue restent dans la boue. Cette méthode est essentielle à la valorisation des métaux non ferreux. Par exemple, le traitement du minerai passe à l'étape de flottation après le concassage et le broyage du minerai de cuivre. Des collecteurs anioniques spécifiques sont alors introduits pour modifier l'hydrophobicité et permettre leur adsorption à la surface des minéraux de cuivre. Les particules de cuivre hydrophobes se fixent ensuite aux bulles d'air et montent, formant une couche de mousse riche en cuivre. Cette mousse est recueillie lors de la concentration préliminaire des minéraux de cuivre, qui constitue une matière première de haute qualité pour un raffinage ultérieur.
(2) Flotation inversée
La flottation inverse consiste à faire flotter les minéraux de la gangue, tandis que les minéraux précieux restent dans la boue. Par exemple, lors du traitement du minerai de fer contenant des impuretés de quartz, des collecteurs anioniques ou cationiques sont utilisés pour modifier l'environnement chimique de la boue. Cela transforme la nature hydrophile du quartz en hydrophobe, lui permettant de se fixer aux bulles d'air et de flotter.
(3) Flotation préférentielle
Lorsque les minerais contiennent deux ou plusieurs composants précieux, la flottation préférentielle les sépare séquentiellement en fonction de facteurs tels que l'activité minérale et la valeur économique. Ce procédé de flottation par étapes garantit que chaque minéral précieux est récupéré avec une pureté et des taux de récupération élevés, optimisant ainsi l'utilisation des ressources.
(4) Flottation en vrac
La flottation en vrac traite plusieurs minéraux précieux dans leur ensemble, en les mélangeant pour obtenir un concentré mixte, puis en les séparant. Par exemple, dans l'enrichissement des minerais de cuivre-nickel, où les minéraux de cuivre et de nickel sont étroitement associés, la flottation en vrac utilisant des réactifs comme les xanthates ou les thiols permet la flottation simultanée des minéraux sulfurés de cuivre et de nickel, formant ainsi un concentré mixte. Des procédés de séparation complexes ultérieurs, comme l'utilisation de réactifs à base de chaux et de cyanure, isolent des concentrés de cuivre et de nickel de haute pureté. Cette approche « collecter d'abord, séparer ensuite » minimise la perte de minéraux précieux dès les premières étapes et améliore considérablement les taux de récupération globaux des minerais complexes.
2. Procédés de flottation : une précision étape par étape
(1) Procédé de flottation par étapes : raffinement progressif
Dans la flottation, la flottation par étapes guide le traitement des minerais complexes en divisant le processus de flottation en plusieurs étapes.
Par exemple, dans un procédé de flottation en deux étapes, le minerai subit un broyage grossier, libérant ainsi partiellement les minéraux précieux. La première étape de flottation récupère ces minéraux libérés sous forme de concentrés préliminaires. Les particules restantes non libérées passent par une deuxième étape de broyage pour une réduction granulométrique supplémentaire, suivie d'une deuxième étape de flottation. Cela garantit que les minéraux précieux restants sont soigneusement séparés et combinés aux concentrés de la première étape. Cette méthode évite le surbroyage lors de la première étape, réduit le gaspillage de ressources et améliore la précision de la flottation.
Pour les minerais plus complexes, tels que ceux contenant plusieurs métaux rares aux structures cristallines étroitement liées, un procédé de flottation en trois étapes peut être utilisé. L'alternance des étapes de broyage et de flottation permet un criblage minutieux et garantit que chaque minéral précieux est extrait avec une pureté et un taux de récupération optimaux, établissant ainsi une base solide pour le traitement ultérieur.
3. Facteurs clés de la flottaison
(1) Valeur du pH : l'équilibre subtil de l'acidité du lisier
Le pH de la boue joue un rôle essentiel dans la flottation, influençant profondément les propriétés de surface des minéraux et les performances des réactifs. Lorsque le pH est supérieur au point isoélectrique d'un minéral, sa surface se charge négativement ; en dessous, elle se charge positivement. Ces variations de charge de surface déterminent les interactions d'adsorption entre les minéraux et les réactifs, à l'instar de l'attraction ou de la répulsion des aimants.
Par exemple, en conditions acides, les minéraux sulfurés bénéficient d'une activité collectrice accrue, facilitant ainsi leur capture. À l'inverse, les conditions alcalines facilitent la flottation des minéraux oxydés en modifiant leurs propriétés de surface pour accroître l'affinité des réactifs.
Différents minéraux nécessitent des niveaux de pH spécifiques pour la flottation, ce qui nécessite un contrôle précis. Par exemple, pour la flottation de mélanges de quartz et de calcite, le quartz peut être flotté de préférence en ajustant le pH de la boue à 2-3 et en utilisant des collecteurs à base d'amines. À l'inverse, la flottation de la calcite est favorisée en milieu alcalin avec des collecteurs à base d'acides gras. Cet ajustement précis du pH est essentiel pour une séparation efficace des minéraux.
(2) Régime réactif
Le régime des réactifs régit le processus de flottation, englobant la sélection, le dosage, la préparation et l'ajout des réactifs. Les réactifs s'adsorbent sélectivement sur les surfaces minérales cibles, modifiant ainsi leur hydrophobicité.
Les agents moussants stabilisent les bulles dans la suspension et facilitent la flottation des particules hydrophobes. Parmi les agents moussants courants, on trouve l'huile de pin et l'huile de crésol, qui forment des bulles stables et bien dimensionnées pour la fixation des particules.
Les modificateurs activent ou inhibent les propriétés de surface minérales et ajustent les conditions chimiques ou électrochimiques de la boue.
Le dosage des réactifs exige de la précision : des quantités insuffisantes réduisent l'hydrophobicité et donc les taux de récupération, tandis que des quantités excessives gaspillent des réactifs, augmentent les coûts et compromettent la qualité du concentré. Des dispositifs intelligents tels quecompteur de concentration en lignepeut réaliser un contrôle précis des dosages de réactifs.
Le moment et la méthode d'ajout des réactifs sont également essentiels. Des agents d'ajustement, des dépresseurs et certains collecteurs sont souvent ajoutés pendant le broyage afin de préparer au plus tôt l'environnement chimique de la suspension. Les collecteurs et les agents moussants sont généralement ajoutés dans le premier flottateur afin de maximiser leur efficacité aux moments critiques.
(3) Taux d'aération
Le taux d'aération crée des conditions optimales pour la fixation des bulles minérales, ce qui en fait un facteur indispensable à la flottation. Une aération insuffisante entraîne un nombre insuffisant de bulles, ce qui réduit les risques de collision et de fixation, et nuit aux performances de flottation. Une aération excessive entraîne des turbulences excessives, provoquant la rupture des bulles et le délogement des particules fixées, réduisant ainsi l'efficacité.
Les ingénieurs utilisent des méthodes telles que la collecte de gaz ou la mesure du débit d'air par anémomètre pour affiner les taux d'aération. Pour les particules grossières, augmenter l'aération afin de générer des bulles plus grosses améliore l'efficacité de la flottation. Pour les particules fines ou facilement flottables, des réglages précis garantissent une flottation stable et efficace.
(4) Temps de flottation
Le temps de flottation est un équilibre délicat entre la teneur en concentré et le taux de récupération, nécessitant un étalonnage précis. Aux premiers stades, les minéraux précieux se fixent rapidement aux bulles, ce qui permet d'obtenir des taux de récupération et des teneurs en concentré élevés.
Au fil du temps, à mesure que des minéraux plus précieux sont flottés, les minéraux de gangue peuvent également remonter, diluant la pureté du concentré. Pour les minerais simples contenant des minéraux plus grossiers et facilement flottables, des temps de flottation plus courts suffisent, garantissant des taux de récupération élevés sans compromettre la qualité du concentré. Pour les minerais complexes ou réfractaires, des temps de flottation plus longs sont nécessaires pour permettre aux minéraux à grains fins d'interagir suffisamment avec les réactifs et les bulles. L'ajustement dynamique du temps de flottation est la marque d'une technologie de flottation précise et efficace.
Date de publication : 22 janvier 2025
