Les paramètres de flottation optimaux sont cruciaux pour maximiser la récupération des métaux précieux dans les minerais mixtes. Cette étude révèle des résultats significatifs, offrant des solutions innovantes pour améliorer les performances métallurgiques face à l’épuisement des ressources.
Paramètres de la flottation
Les essaies expérimentaux révèlent qu’une étude particulière sur les paramètres suivant : la granulométrie, la nature de minerais et le dosage des réactifs, le circuit de traitement adopté, le pH, la dureté de l’eau ainsi que la durée des opérations ont permis de comprendre les phénomènes complexes intervenant lors d’une flottation. Suivant l’origine de leur influence, les paramètres de flottation peuvent être regroupés en trois classes suivantes (E.K et Masson, 1973 ; Blazy, 1970) :
Les paramètres liés à l’appareillage
- le type de machine ;
- le degré et le type d’aération et d’agitation ;
- l’écoulement d’air.
Les paramètres liés à la préparation de la pulpe
- la dilution de la pulpe ;
- le temps de conditionnement ;
- la température ;
- la granulométrie des particules.
Les paramètres physico-chimiques
- la nature et la dose des réactifs collecteurs ;
- la nature du minerai ;
- le potentiel d’hydrogène pH.
Machine de flottation
Les principaux équipements de flottation sont les machines et les colonnes de flottation. Les circuits de flottation sont aussi composés de tanks de conditionnement et de cellules d’attrition qui servent à la préparation de la pulpe (Gill, 1991).
Critères d’évaluation des performances
Présentation des critères d’efficacité
- le rendement poids ;
- le taux de concentration ;
- le rendement métal ;
- le facteur d’amélioration ;
- la sélectivité.
- Cas d’une flottation simple
Bilan matière
A = C + R [1.4]
aA = cC + rR [1.5]
Le rendement pondéral du concentré et du rejet
du concentré
Est le pourcentage en poids du concentré par rapport à l’alimentation. Ainsi, il est donné par :
η = C . 100 = a−r .100 [1.6]
A c+r
Il doit être aussi faible que possible.
du rejet
Est le pourcentage en poids du rejet par rapport à l’alimentation. Ainsi, il est donné par :
η = R . 100 = a−c . 100 [1.7]
A c+r
Le rendement métal ou rendement de récupération
du concentré
Est le rapport en pourcentage de la masse du métal valorisable recueilli dans le concentré, sur la masse du métal contenu dans le minerai alimenté au concentrateur. Il est donné par l’expression suivante (Katufu, 2017) :
η = c.C . 100 = c.(a−r) . 100 [1.8]
a.A a.(c−r)
Pour une opération réalisée avec succès, ce rendement doit être aussi élevé que possible.
du rejet
η = r.R ∗ 100 = r.(a−c) ∗ 100 [1.9]
a.A a.(r−c)
Le facteur d’amélioration
Est le rapport des teneurs du concentré et du minerai pour une matière utile donnée, il est donné
par : 𝑉 = 𝒄
𝒂
[1.10]
Il doit être élevé que possible.
Notons que :
A : les tonnes sèches de l’alimentation ;
C : les tonnes sèches du concentré ;
R : les tonnes sèches du concentré ;
a : la teneur du métal dans l’alimentation ; c : le teneur du métal dans le concentré ; r : la teneur du métal dans le rejet.
- Cas d’une flottation différentielle ou séquentielle
Bilan matière
A = C1 + C2 + R [1.11]
aA = c1C1 + c2C2 + rR [1.12]
Rendement pondéral
des concentrés
Concentré1 : η Pds Cn = 𝐶𝑛 ∗ 100 [1.13]
A
du rejet : η Pds R = R ∗ 100 [1.14]
A
Le rendement métal ou rendement de récupération
des concentrés
Concentré1 : η Cn = 𝑐𝑛𝐶𝑛 ∗ 100 [1.15]
aA
du rejet : η R = rR ∗ 100 [1.16]
aA
Le rendement de récupération globale sera donné par :
ηGlobal = c1C1+c2C2 ∗ 100 [1.17]
aA
Les autres paramètres se calculent comme à la flottation simple Notons par ailleurs :
- A : débit massique à l’alimentation ;
- C1 : débit massique du concentré1 ;
- C2 : débit massique du concentré2 ;
- R1, A2 : débit massique du concentré 1 qui constitue l’alimentation du concentré 2
- R : les tonnes sèches du rejet final ;
- a : teneur du métal dans l’alimentation ;
- c1 : teneur du métal dans le concentré1 ;
- c2 : teneur du métal dans le concentré2 ;
- r1, a2 : teneur du métal dans le rejet du concentré 1 ;
- r : teneur du métal dans le rejet final (Katufu, 2017).
Courbe de sélectivité
Les opérations de flottation, d’une manière générale, ne sont pas sélectives. On constate que la récupération d’une grande masse de métal utile se fait au détriment de la teneur du concentré : les deux paramètres sont donc antagonistes. Une meilleure opération de flottation est celle qui se traduit par un concentré de forte teneur en métal utile et dont le rendement de récupération est élevé (Bouchard, 2001). Pour trouver un compromis entre la teneur en élément utile et le rendement de récupération, on se base sur l’analyse des courbes reliant les deux paramètres : ces courbes sont dites de sélectivité.
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Figure 2. Courbe de sélectivité
Pour deux opérations de flottation, celle dont la courbe de sélectivité se place le plus au-dessus, est la plus performante. La figure 2 donne une illustration de cette comparaison. Tout déplacement vers le coin supérieur droit traduit une amélioration des performances.
Questions Fréquemment Posées
Quels sont les paramètres de flottation optimaux pour le minerai mixte?
Les paramètres de flottation optimaux incluent la granulométrie, la nature des minerais, le dosage des réactifs, le circuit de traitement, le pH, la dureté de l’eau et la durée des opérations.
Comment évaluer les performances d’une opération de flottation?
Les performances d’une opération de flottation peuvent être évaluées à l’aide de critères tels que le rendement poids, le taux de concentration, le rendement métal, le facteur d’amélioration et la sélectivité.
Quelle est la différence entre la flottation simple et la flottation séquentielle?
La flottation simple consiste à récupérer un seul concentré, tandis que la flottation séquentielle permet de récupérer plusieurs concentrés à partir de différentes étapes, avec des bilans matière distincts pour chaque concentré.