L’analyse comparative des procédés de flottation révèle des rendements de récupération significatifs pour le cuivre et le cobalt, essentiels face à l’épuisement des réserves d’oxydes. Cette étude, menée à l’Université d’Elubumbashi, promet d’optimiser les performances métallurgiques des minerais mixtes de la mine de l’Étoile.
PARTIE E/PERIMENTALE
CHAPITRE III : MATERIEL ET METHODES
Ce chapitre présente les différentes procédures utilisées dans ce travail tout en exposant le matériel, les réactifs, la méthode ainsi que le schéma utilisés.
MATERIEL
Minerai de la mine de l’étoile
- Origine et préparation de l’échantillon
L’échantillon sur lequel a porté notre étude, est un minerai de la couche des mixtes de la mine de l’étoile de l’entreprise minière Chemaf, située en République Démocratique du Congo dans la province du Haut-Katanga au Nord-Est du centre-ville de Lubumbashi dans la commune de la Ruashi, dans le quartier KALUKULUKU.
Nous avions prélevé 50 kg de l’échantillon dans son aire de stockage à l’usine pilote de la flottation située dans le site de l’étoile communément appelé KALUKULUKU. L’échantillon a été amené au laboratoire de recherches et développement hydro métallurgiques de l’étoile pour subir sa préparation primaire.
La préparation secondaire de l’échantillon au laboratoire de recherches et développement hydro métallurgiques d’Usoké a consisté tout d’abord à sécher l’échantillon dans l’étuve pendant 24h à une température de 105°C, et ensuite tamiser l’échantillon sec avec un tamis de 3 mm de mailles jusqu’à obtenir les – 3 mm, les + de 3 mm subissent un concassage secondaire, tertiaire jusqu’à obtenir une granulométrie inférieure à 3 mm afin de faire l’analyse granulométrique, granulochimique et chimique du minerai.
- Caractérisation de l’échantillon
L’échantillon représentatif après préparation a fait l’objet d’une caractérisation portant sur les analyses : minéralogique, chimique, granulométrique et granulochimique.
- Analyse minéralogique
Cette analyse révèle les minéraux contenus dans l’échantillon.
- Analyse chimique
L’analyse chimique est faite pour comprendre la composition chimique d’un échantillon, identifier les différents éléments qui composent l’échantillon.
- Analyse granulométrique
L’analyse granulométrique est l’opération consistant à étudier la répartition des différents grains d’un échantillon, en fonction de leurs caractéristiques (poids, taille, …). Par métonymie, c’est aussi le nom donné au résultat de cette analyse.
- Analyse granulochimique
Cette analyse consiste à diviser en tranches granulométriques un échantillon d’un minerai, elle donne une répartition pondérale suivant une succession d’intervalles dimensionnelles, généralement reconnus standards, couvrant les domaines granulométriques.
Appareillages et accessoires
Préparation de l’échantillon
Pour la préparation secondaire de l’échantillon, les appareils et accessoires utilisés sont les suivants :
- un sac porte échantillon ;
- une étuve de température max 105°C de marque Ekoline ;
- un tamis de 3 mm de marque Jayant ;
- une bèche ;
- un concasseur à mâchoires de type Heltor Rosas Cabrera ;
- un concasseur à cylindre de type Heltor Rosas Cabrera.
Analyse chimique
Les appareils et accessoires utilisés pour faire cette analyse sont :
- un bécher de 250 ml ;
- une balance de précision ;
- une plaque chauffante avec un exhausteur des gaz ;
- un ballon jaugé de 50 ml ;
- une pipette de 5 ml ;
- un flacon de 100 ml ;
- le spectromètre d’absorption atomique (SAA).
Le résultat de cette analyse est donné dans le chapitre IV.
Analyse granulométrique
Pour cette analyse granulométrique, nous avons utilisé les appareils et accessoires suivants :
- un tamis de 37μm de marque Jayant ;
– une série des tamis de (1700, 850, 600, 300, 212, 150, 106, 75, 45 et 37μm) de marque Jayant ;
- les pans ;
- le tamiseur vibrant ;
- une balance numérique de marque VIBRA et
- une étuve de marque Ekoline.
Analyse granulochimique
- un tamis de 37μm de marque Jayant ;
– une série des tamis de (1700, 850, 600, 300, 212, 150, 106, 75, 45 et 37μm) de marque Jayant ;
- les pans ;
- le tamiseur vibrant ;
- une balance numérique de marque VIBRA ;
- une étuve de marque Ekoline ;
- le fluorescent des rayons X (XRF) comme appareil d’analyse.
Test de broyabilité
Pour réaliser ce test, nous avions utilisé les appareils et accessoires qui suivent :
- une balance numérique de précision marque VIBRA ;
- des pans
- un cylindre à pied de 1000 ml ;
- un broyeur à boulets de laboratoire des caractéristiques suivantes :
- diamètre intérieur : ± 200mm ;
- longueur : ± 300mm ;
- poids corps broyant : 7 kg (boulets de diamètre variant de 10 à 25 mm).
- un chronomètre de marque GRALAB ;
- une étuve de marque Ekoline de température max 150°C ;
- un tamis de 75 µm.
Essais de flottation
Pour la réalisation de nos essais, appareils et accessoires utilisés sont repris ci-dessous :
- un broyeur à boulet de laboratoire dont les caractéristiques ont été données ci-haut ;
- une machine de flottation de laboratoire de marque EKOLINE, dont la vitesse d’agitation est à 1465 tours par minutes ;
- deux cellules de flottation de capacité 2,5 litres et 1,5 litre ;
- un chronomètre de marque GRALAB ;
- des pans pour recueillir la mousse ;
- une raclette ou palette ;
- une pissette ;
- des seringues pour le dosage des réactifs ;
- une étuve pour le séchage des échantillons ;
- une balance électronique VIBRA» de charge maximale 5000 grammes.
Réactifs
Les réactifs utilisés lors de nos essais sont :
- le silicate de sodium : agent dispersant et/ou déprimant ;
- l’Isobuthylxanthate de sodium (SIBX) : collecteur de la fraction sulfurée ;
- le sulfhydrate de sodium (NaSH) : agent sulfurant des oxydes ;
- l’amylxanthate de potassium (KAX) : collecteur de la fraction oxydée ;
- le Dow Forth 250 (DF250) : agent moussant ;
- l’eau de robinet.
- Préparation des réactifs
Tous les réactifs que nous avions utilisés ont été préparés sous forme liquide en % selon l’entreprise.
Le silicate de sodium (NaSiO3) : a été préparé à 30 %. En pesant 300 g de silicate de sodium solide, dissoudre dans une quantité d’eau, puis diluer cette solution à l’aide de l’eau dans un ballon de 1000 ml jusqu’au point de jauge, ainsi, on a préparé à 30% de solides.
Le SIBX : lui a été préparé à 10 %. En pesant 10 g de SIBX solide, dissoudre dans une quantité d’eau, puis diluer cette solution à l’aide de l’eau dans un ballon de 100 ml jusqu’au point de jauge, ainsi, on a préparé à 10% de solides.
L’Amylxanthate de potassium (KAX) préparé à 10 %. En pesant 100 g de KAX solide, dissoudre dans une quantité d’eau, puis diluer cette solution à l’aide de l’eau dans un ballon de 1000 ml jusqu’au point de jauge, ainsi, on a préparé à 10% de solides.
L’hydrogénosulfure ou le sulfhydrate de sodium (NaHS) quant à lui, a été préparé à 25
%. En pesant 250 g de NaSH solide, dissoudre dans une quantité d’eau, puis diluer cette solution à l’aide de l’eau dans un ballon de 1000 ml jusqu’au point de jauge, ainsi, on a préparé à 25% de solides.
- Calcul du volume de réactif à utiliser
Volume = 𝐷𝑜𝑠𝑒 𝑋 𝑝𝑜𝑖𝑑𝑠 𝑑𝑢 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑎𝑖
10 𝑋 𝑐𝑜𝑛𝑐 𝑟é𝑎𝑐𝑡𝑖𝑓𝑠 (%)𝑋 1000
[3.1]
Questions Fréquemment Posées
Quel est l’objectif de l’étude de flottation séquentielle sur le minerai de la mine de l’étoile?
L’objectif est de déterminer les conditions optimales d’utilisation des réactifs pour améliorer les performances métallurgiques.
Comment a été préparé l’échantillon de minerai pour l’analyse?
L’échantillon a été séché dans l’étuve pendant 24h à une température de 105°C, puis tamisé avec un tamis de 3 mm jusqu’à obtenir les – 3 mm.
Quelles analyses ont été réalisées sur l’échantillon de minerai?
Les analyses réalisées sont minéralogique, chimique, granulométrique et granulochimique.