Flotation : de la surface de l'eau à la séparation des minéraux

Dans le langage courant, « flotation » fait référence à l'acte simple de flotter ou aux dispositifs qui maintiennent quelque chose à flot sur l'eau. Un radeau de sauvetage utilise la « flotation ». Il en va de même pour un flotteur de pêche. Le mot décrit la tendance naturelle d'un objet à rester à la surface parce qu'il est moins dense que le fluide qui l'entoure.

Dans l'exploitation minière et l'extraction de minéraux, la « flotation » est un processus de séparation contrôlé qui ne doit rien au hasard. Le minerai broyé est mélangé à de l'eau, à des détergents appelés collecteurs et à des agents moussants dans de grandes cuves appelées cellules de flottation. De l'air est insufflé à travers le mélange. Les minéraux hydrophobes (ceux qui repoussent l'eau) s'attachent préférentiellement aux bulles d'air et remontent à la surface sous forme de mousse, tandis que les minéraux hydrophiles (qui aiment l'eau) coulent au fond. La mousse est écrémée pour récupérer le cuivre, le plomb, le zinc, l'or ou d'autres minéraux cibles de la gangue, ou roche stérile. Ce processus dépend entièrement des propriétés chimiques des minéraux impliqués, et non de leur seul poids.

La divergence entre la « flotation » commune et la flottation des minéraux repose sur une métaphore visuelle partagée : quelque chose qui monte à travers un milieu. Mais le processus industriel inverse et instrumentalise l'idée. Au lieu de laisser la densité déterminer ce qui flotte, les mineurs utilisent la chimie de surface pour forcer la séparation. Un minéral dense peut être amené à flotter si sa structure atomique repousse l'eau, tandis qu'un minéral léger coulera s'il attire l'eau. Les bulles d'air ne sont pas accessoires, elles sont le vecteur de la séparation, soigneusement conçu.

La technologie de la flottation est apparue à la fin du 19e siècle, lorsque les gisements de minerai sont devenus de plus en plus pauvres et de plus en plus fins en taille de particules, rendant la séparation par gravité et par densité inadéquate. Le processus est devenu la norme au début du 20e siècle et reste fondamental pour l'exploitation minière moderne. Il a été adapté à la préparation du charbon, au traitement des eaux usées et à d'autres industries où la fixation sélective de bulles peut concentrer ou éliminer des substances spécifiques d'une suspension.