La flottation est l’un des processus les plus importants pour séparer les minéraux dans l’industrie des matières premières. La réalisation de l’enrichissement minéral le plus élevé possible nécessite la sélection et la posologie appropriées des réactifs – une procédure complexe, longue et à forte intensité de coût.
Les chercheurs de l’Institut Helmholtz Freiberg for Resource Technology (HIF), qui fait partie du Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, a développé un flux de travail pour l’optimisation économique et écologique et la mise à l’échelle des réactifs de flottaison. Les tests initiaux à l’échelle industrielle ont montré une augmentation significative de la concentration de minéraux précieux et confirmé l’efficacité de l’approche développée.
Le papier est publié dans le journal Colloïdes et surfaces A: aspects physicochimiques et ingénieurs.
Dans le processus de flottation, des bulles de gaz sont ajoutées à un liquide avec des particules finement moulues, et les bulles adhèrent aux particules avec une surface hydrofuge. Ceux-ci s’élèvent au sommet avec les bulles d’air attachées et forment une couche de mousse qui peut être écrémée. Les particules minérales ont des propriétés de surface différentes, mais ce sont les réactifs adsorbants sélectivement qui déterminent les particules que les bulles de gaz peuvent adhérer.
Divers réactifs – substances qui déclenchent une réaction s’ils sont contactés avec certaines autres substances – sont utilisés pour augmenter l’efficacité de la séparation des particules. Cependant, la quantification du potentiel de nouveaux réactifs dans les processus de flottation industrielle est très coûteux et prend du temps.
« Les réactifs de flottation sont cruciaux pour l’efficacité d’enrichissement. Nos connaissances sur leur effet n’ont souvent été basées que sur des expériences à l’échelle de laboratoire. La sélection et le dosage des réactifs ont souvent été informels, subjectifs et empiriques, basés sur l’expérience. Cependant, un système de réactif se compose de plusieurs composants dont les interactions sont complexes.
« Le simple fait de remplacer un réactif conduit donc rarement au succès souhaité. Au lieu de cela, des facteurs tels que le dosage, la méthode de demande et les interactions avec d’autres réactifs et minéraux doivent être pris en compte », a déclaré Borhane Ben, doctorant HIF, expliquant les défis.
Un nouveau flux de travail a été testé avec succès à une échelle industrielle – la mise en place de la préparation
Dans le projet Cosilflot, Ben a déclaré que la séparation sélective de Scheelite et de la calcite en utilisant la silice colloïdale comme réactif. Les expériences ont été planifiées statistiquement, optimisées numériquement et traitées numériquement afin qu’un grand nombre de tests de flottaison puissent être exclus à un stade précoce et que les gammes de dosages optimales des réactifs uniques à une échelle industrielle ont été rapidement déterminées.
La méthodologie a été testée avec succès dans une usine de flottation industrielle en Europe, où une augmentation de la précieuse teneur en minéraux allant jusqu’à 16% a été obtenue. «Cela souligne l’énorme potentiel de notre flux de travail.
« Nous travaillons actuellement sur diverses études de cas dans le projet de suivi Cosilflot +, y compris le remplacement d’acide hydrofluorique hautement toxique par du fluorure de sodium dans la flottation du feldspath et la mise en œuvre de biopolymères pour la séparation des prochaines étapes.
Les résultats offrent une bonne opportunité d’utilisation pour les sociétés minières et les fabricants de réactifs de flottaison, car les sociétés peuvent mieux répondre aux changements dans le cas de compositions minérales complexes. La flexibilité est également avantageuse pour la mise en œuvre de réactifs de flottation respectueux de l’environnement, car l’industrie minière dépend des réactifs écologiquement compatibles à l’avenir. De plus, le workflow offre de bonnes perspectives de se désactiver en tant qu’entreprise.
« Après une validation réussie, nous prévoyons d’établir un spin-off qui offrira le flux de travail Cosilflot + en tant que service d’ingénierie pour les sociétés minières et les fabricants de produits chimiques. L’objectif est de rassembler les deux acteurs pour développer des solutions efficaces et respectueuses de l’environnement et d’optimiser davantage les résultats des processus.
« Dans le même temps, les fabricants de réactifs de flottaison peuvent ouvrir de nouvelles applications pour leurs produits et ainsi améliorer leurs opportunités de marché », a déclaré Ben.
Plus d’informations:
B. Ben Said et al, dépresseurs de nanoparticules dans la flottaison de mousse – l’effet de la silice colloïdale avec des modifications de taille et de surface différentes sur la séparation sélective des minéraux de type sel semi-soluble, Colloïdes et surfaces A: aspects physicochimiques et ingénieurs (2024). Doi: 10.1016 / j.colsurfa.2024.133697