CHAPITRE 2 : GENERALITES SUR LA FLOTTATION
Ce chapitre s'attarde sur la définition de la
flottation des minerais ainsi que la description sommaire des réactifs
et des paramètres qui l'influencent. Il se termine par les
critères d'évaluation des résultats d'une opération
de flottation des minerais.
2.1. Définition de la flottation
La flottation est un procédé physicochimique de
séparation des matières solides en pulpe. Elle consiste à
former avec certains minéraux un complexe plus léger que
l'ensemble restant qui peut flotter et être facilement
séparé des autres. Ce procédé permet de concentrer
les minéraux valorisables en les séparant de la gangue,
c'est-à-dire en réunissant les trois conditions essentielles
suivantes (Gosselin, 1999) :
? Obtention des bulles d'air stables pouvant former une
mousse ;
? Adhésion des minéraux à flotter aux
bulles d'air formées ;
? Non-adhésion aux bulles de particules que l'on ne
veut pas flotter ainsi que leur mouillage par l'eau.
La flottation conduit à l'obtention de deux produits
à savoir (figure 4) :
1) le concentré contenant essentiellement la
matière flottée ;
2) le rejet contenant principalement la matière non
flottée.
Figure 4- Fixation des particules hydrophobe aux bulles
d'air
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2.2. Réactifs de flottation
Pour réaliser la flottation des minerais, il est
nécessaire d'ajouter à la pulpe des réactifs chimiques qui
sont généralement les collecteurs et les moussants. Dans la plus
part des cas, des substances spécifiques sont employées soit pour
empêcher la fixation de collecteurs sur certains minéraux
(réactifs déprimants), soit pour permettre à ceux-ci de
fixer sur un type donné des minéraux (réactifs activant).
Les différents réactifs utilisés dans la flottation des
minerais sont décrits, ci-dessous :
2.2.1. Collecteurs
Les collecteurs sont des substances organiques qui, en
s'absorbant sélectivement sur la surface de certains minéraux,
les rendent hydrophobes (Gosselin, 1999).Ils contiennent un groupe
hydrocarboné non polaire aérophile et un groupe polaire qui se
fixe sur le minéral à collecter (Figure 5).
Figure 5-Mode d'action d'un collecteur
Il existe des collecteurs ioniques et non ioniques. Parmi les
collecteurs ioniques utilisés en flottation, on distingue ceux qui sont
anioniques de ceux qui ne le sont pas. Les collecteurs anioniques se
subdivisent en sous-groupes parmi lesquels on trouve les collecteurs
oxhydriques qui comprennent les carboxylates connus comme les acides gras ou
leurs savons, c'est-à-dire des collecteurs puissants avec une faible
sélectivité. On y trouve aussi les sulfates et les
sulfonâtes qui sont rarement utilisés ainsi que des collecteurs
sulfhydriques. Ces derniers sont des collecteurs puissants et sélectifs
dans la flottation des sulfures de métaux de base ou leurs oxydes
après une activation par la sulfuration.
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Les collecteurs sulfhydriques les plus utilisés sont
les xanthates et dithiophosphates. Les premiers sont constitués des sels
de sodium ou de potassium de l'acide xanthique et ont la formule chimique
générale suivante (Adams etal.1986) :
Ces collecteurs ont une stabilité excellente pour la
flottation des minerais en milieu neutre ou alcalin. Cette stabilité
diminue sensiblement dans une pulpe acide et spécialement en dessous de
pH égal à 4 (Adams et al. 1986). Parmi les xanthates, le normal
butylxanthate de potassium (PNBX) présente une grande solubilisation
dans l'eau dans un domaine de pH allant de 8 à 13et affiche une
sélectivité élevée comparativement à
l'amylxanthate de potassium (KAX). C'est ainsi que pour renforcer les
propriétés collectrices des xanthates vis-à-vis des
minéraux de cuivre et de cobalt, on ajoute une mixture à base de
gasoil (70-85%) et de tall oïl (15-30%) comme collecteur
secondaire.
En général, les collecteurs sont utilisés
en faibles quantités afin de former une couche adsorbée sur la
surface des particules. En dehors de son impact négatif sur les
coûts opératoires, une augmentation de la concentration tend
à réduire la sélectivité du collecteur avec comme
conséquence la détérioration des performances de la
flottation des minerais (Wills et Napier-Munn, 1979 ; Blazzy, 1977).
Glembotski et al. (1972) ont donné une classification
plus détaillée des collecteurs utilisés dans la flottation
des minerais.
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