CHAPITRE I
CONSIDERATIONS BIBLIOGRAPHIQUES SUR LA FLOTTATION A LA
MOUSSE
1.1 Introduction
Le procédé de flottation est très ancien
puisqu'il a été appliqué dans l'industrie minière
depuis le XIXème siècle : l'huile est utilisée
comme collecteur pour séparer certains minéraux (ex. sulfite) de
la gangue. Au début du XXème siècle, la
flottation a été utilisée dans le traitement des eaux pour
récupérer des corps de densité inférieure à
celle de l'eau (ex. huile, fibres de papier). A partir des années 1960,
la flottation a été employée comme un
procédé alternatif à la sédimentation dans le
traitement d'eaux potables et d'eaux usées pour traiter des eaux peu
turbides, colorées et concentrées en algues ou acides fulviques.
Actuellement, la flottation est également utilisée de
manière intensive pour l'épaississement des boues (Huang,
2009).
Cette technique polyvalente permet le traitement de plusieurs
minerais complexes (plomb-zinc, cuivre-zinc, ...), de sulfures (cuivre, plomb,
zinc, ...), d'oxydes (hématite, cassitérite, ...), de
minéraux oxydés (malachite, cérusite, ...) et même
de minerais non-métalliques (fluorite, phosphates, charbon, ...).
Grâce à la flottation, il est possible de concentrer de
façon économique des minerais pauvres dont le traitement ne
serait pas rentable en utilisant les techniques de concentration
gravimétrique (Gosselin et al, 2005).
1.2 Définition et principe de la flottation
à la mousse
Dans la séparation des minéraux la flottation
à la mousse peut être définie comme un
procédé physico - chimique qui est utilisé pour
séparer deux ou plusieurs minéraux. Elle consiste à
créer des agrégats stables entre les bulles d'air et le ou les
solides choisis dans une pulpe composée des solides fins et de l'eau ;
ces agrégats sont recueillis dans une mousse à la surface.
Généralement les solides choisis adhérent aux bulles d'air
grâce à l'intervention des réactifs chimiques
spécifiques.
Le principe de la flottation des minerais est le suivant : les
particules solides sont mises en suspension par agitation dans de l'eau
après qu'un broyage en humide, plus ou moins poussé, ait
libéré de la gangue l'espèce minérale valorisable.
Ce mélange solide-eau (ou pulpe) est
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conditionné avec un réactif chimique
appelé collecteur, dont le rôle est de rendre hydrophobe la
surface du minéral à flotter, afin de lui conférer une
affinité plus grande pour la phase gazeuse que pour la phase liquide
(Blazy et JDID, 2000).
On obtient une action sélective du collecteur en
faisant appel à des modificateurs, les déprimants et les
activants, qui modifient son affinité pour certaines surfaces
minérales. Il s'agit alors du procédé de flottation
différentielle, permettant par exemple la séparation des
sulfures, des oxydes, des silicates, des sels (Blazy et JDID, 2000).
La pulpe ainsi conditionnée est introduite dans des
réacteurs munis d'agitateurs aérés (cellules de
flottation) ou d'injecteurs d'air (colonne de flottation)
générant des bulles d'air et les dispersant. Les particules
rendues hydrophobes se fixent à la surface des bulles qui constituent un
vecteur de transport grâce à leur mouvement ascensionnel vers la
surface libre de la pulpe. On obtient ainsi une mousse surnageante
chargée en solides, appelée écume. La taille des bulles
(et en cela l'aire interfaciale liquide-air) et la durée de vie de la
mousse sont modulées par l'addition d'un moussant. Le liquide
entraîné est drainé par gravité à
l'intérieur même de la mousse, laquelle est recueillie par
débordement (Blazy et JDID, 2000).
Pour employer ce procédé de concentration, il
faut réunir trois conditions essentielles, dont l'ordre d'application
n'est pas prédéterminé (Ek et Masson, 1973) :
? obtention de bulles d'air stable pouvant former une mousse ;
? adhésion des minéraux à flotter aux bulles
d'air ;
? non-adhésion aux bulles des particules que l'on ne
veut pas flotter et mouillage de ces particules par l'eau.
Il apparait donc immédiatement que :
? la flottation est un phénomène de surface ;
? les interfaces entre les trois phases,
gazeuse-liquide-solide, jouent un rôle primordial. En pratique, ces trois
phases sont presque toujours l'air, l'eau et un minéral solide (Ek et
Masson, 1973).
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