CHAPITRE 3 : RECYCLAGE DE L'EAU RESIDUAIRE DANS LA
FLOTTAION DES MINERAIS
Ce chapitre traite du recyclage de l'eau résiduaire
dans la flottation des minerais avec une référence
particulière aux travaux déjà réalisés sur
les minerais cuprocobaltifères du gisement de Luiswishi.
3.1. Recyclage interne et externe de l'eau
résiduaire en flottation des
minerais
La flottation des minerais est une des opérations
minéralurgiques consommatrices d'eau. En effet, elle se réalise
dans des pulpes renfermant25-55% des particules solides. Pendant la flottation
des minerais sulfurés du cuivre par exemple, ils sont d'abord soumis
à la fragmentation par concassage laquelle, ne demande que peu d'eau
pour la suppression des poussières et pour le refroidissement. C'est
à l'étape de broyage que l'eau est utilisée en
quantité suffisante pour fragmenter finement les minerais et obtenir la
pulpe à soumettre à la flottation afin de séparer les
minéraux utiles ou les sulfures de la gangue (figure 8).
Figure 8 - Points de consommation d'eau pendant le
traitement des minerais sulfurés
18
La gangue ou le rejet de flottation ainsi que le
concentré sont envoyés dans des décanteurs afin de
séparer les solides de l'eau résiduaire qui peut être
réutilisée à l'étape de broyage des minerais. La
reprise de l'eau du concentré pour sa réutilisation constitue un
recyclage interne contrairement à la récupération
de l'eau du rejet de flottation qui est le recyclage externe.
Le recyclage externe est aussi réalisé lorsqu'on
récupère les eaux usées municipales pour les utiliser,
après un traitement physique, dans d'autres industries peu exigeantes du
point de la qualité de l'eau.
3.2. Recyclage de l'eau dans la flottation des minerais
cuprocobaltifères du
Katanga
Peu d'études antérieures à la nôtre
ont été menées sur le recyclage de l'eau résiduaire
dans la flottation des minerais cuprocobaltifères du Katanga. Elles ont
toutes été réalisées dans le but de contribuer
à l'amélioration de la gestion des effluents liquides de la
flottation des minerais. Les travaux réalisés par Shengo (2013)
constituent le point de départ de plusieurs recherches sur le recyclage
de l'eau résiduaire de la flottation des minerais au Katanga où
son déversement dans les cours d'eau est la pratique de gestion
établie (Shengo et al. 2014).
Tableau 1- Pratiques de gestion de l'eau
résiduaire de la flottation des minerais au
Katanga
|
Concentrator
|
Age
|
State/Category
|
Process water management method
|
|
Boss Mining/CAMEC
|
-
|
Operating /Refurbished
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DAF for recycling/ to Dikuluwe River
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Ancient Concentrator in Kipushi
|
1935
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Abandoned /Ancient
|
Release to Kafubu River
|
|
Kolwezi Concentrator
|
1941
|
Operating /Refurbished
|
Release to Kamatete River.
|
|
Kambove Concentrator
|
1963
|
Operating /Ancient
|
Release to Kabambankola River
|
|
Kamoto Concentrator
|
1968
|
Operating /Refurbished
|
To Luilu, Kalemba and Musonoi Rivers
|
|
Musoshi Concentrator
|
1972
|
Abandoned /Ancient
|
Release to Kafubu River
|
|
New Concentrator in Kipushi
|
1994
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Operating/Refurbished
|
Release to Kafubu River
|
|
Dikulushi Mill Plant
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2004
|
Operating /New
|
Storage in a lined pond and recycling
|
|
MMG Kinsevere HMS - plant
|
2006
|
Operating/ New
|
Storage in a lined pond and recycling
|
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En effet, complétant les travaux réalisés
par Shengo (2013) sur la flottation des minerais cuprocobaltifères du
gisement de Luiswishi, MWAMBA (2013) a simulé au laboratoire le
recyclage de l'eau en dopant l'eau d'alimentation avec les espèces ions
observés dans l'eau résiduaire industrielle. Ses travaux lui ont
permis de déterminer les concentrations maximales des ions calcium (60
mg/L), magnésium (50 mg/L) et bicarbonates (100 mg/L) n'affectant pas
les performances de l'ébauchage de la flottation des minerais
oxydés cuprocobaltifères du gisement de Luiswishi.
De son côté, Mbala (2013) a aussi
déterminé les concentrations maximales admissibles des ions
sulfates et chlorures dans l'eau d'alimentation de la flottation des minerais
dans une démarche similaire à Mwamba (2013). Poursuivant les
travaux entrepris par ses prédécesseurs, Umba (2014), est parvenu
à recycler 50% de l'eau résiduaire industrielle dans
l'alimentation de la flottation des minerais cuprocobaltifères mixtes
sulfures-oxydes du gisement de Luiswishi. Les résultats de ces
recherches ont montré la possibilité de recycler une grande
proportion d'eau résiduaire tout en gardant les performances de
l'ébauchage de la flottation des minerais, c'est-à-dire obtenir
un concentré contenant plus de 2% Co avec un rendement de
récupération de 80%.
Dans la même vision que Umba (2014), les travaux de
Muteba (2014) sur le recyclage de l'eau résiduaire ont permis
d'optimiser le dosage des réactifs pendant la flottation des minerais
cuprocobaltifères mixtes oxydes-sulfures du gisement de Luiswishi. Il a
été observé, à l'échelle du laboratoire, la
possibilité de conserver les performances de l'ébauchage de la
flottation des minerais tout en réduisant de 50% la consommation du
sulfurant (NaHS) et du collecteur (KAX) via le recyclage dans l'alimentation
50% de l'eau résiduaire extraite des rejets de la flottation
industrielle.
Contrairement aux travaux antérieurs, axés
principalement sur le recyclage de l'eau résiduaire dans la flottation
des minerais cuprocobaltifères du gisement de Luiswishi, les
récentes recherches menées par Mbaya (2015) ont permis
d'établir des similitudes entre l'eau d'over flow de la
décantation du concentré final industriel et l'eau d'alimentation
du concentrateur de la CMSK du point de vue de la qualité
physicochimique. En outre, elles ont permis un recyclage total de l'eau
résiduaire concernant pendant la flottation complète des minerais
cuprocobaltifères mixtes oxydes-sulfures avec une réduction de
25% la consommation des réactifs (NaHS et KAX).
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Les différentes études dont les résultats
viennent d'être passés en revue, comme d'ailleurs celles de Shengo
(2013), ont permis une meilleure compréhension des
phénomènes influençant les performances de la flottation
des minerais pendant le recyclage de l'eau résiduaire. Les
résultats obtenus par Mbaya (2015) ont eu le mérite de rencontrer
quelques-unes des préoccupations de Shengo (2013), c'est-à-dire
l'augmentation du taux de recyclage pendant l'ébauchage (> 20%) et le
finissage (> 10%) de la flottation des minerais cuprocobaltifères du
gisement de Luiswishi. De plus, ils ont montré la possibilité
d'économiser les réactifs de flottation comme le
préconisait Shengo (2013).
Le taux de recyclage élevé de l'eau
résiduaire atteint lors des travaux de Mbaya (2015) s'explique du fait
qu'il a utilisé des minerais cuprocobaltifères mixtes
sulfures-oxydes ainsi que l'over flow de la décantation du
concentré industriel final contrairement à Shengo (2013).
La présente étude constitue le prolongement des
recherches entreprises par Shengo (2013) et poursuivies par Mbaya (2015). Elle
se propose de tirer profit des résultats des travaux
précédents avec lesquelles elle se distingue uniquement suite
à l'utilisation des minerais sulfurés du gisement de
Luiswishi.
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