flottation

La flottation est un processus de séparation qui exploite les différences d'interaction des minéraux avec l'eau et l'air. Une boue de minerai finement broyé (généralement de 20 à 30 micromètres) est mélangée avec de l'eau, des réactifs chimiques et de l'air. Certains minéraux s'attachent préférentiellement aux bulles d'air et montent à la surface sous forme de mousse; d'autres coulent. Les minéraux flottants sont écrémés sous forme de concentré, tandis que le matériau plus lourd se dépose sous forme de résidus. Ce processus traite les minerais mixtes contenant plusieurs minéraux de valeur qui ne peuvent pas être séparés par la seule gravité.

La chimie est délibérée. Les collecteurs sont des composés hydrophobes qui recouvrent la surface des minéraux cibles, les rendant hydrofuges et propices aux bulles. Les moussants sont des composés organiques (souvent de l'huile de pin ou des équivalents synthétiques) qui stabilisent les bulles d'air elles-mêmes, les empêchant de fusionner trop rapidement. Les dépresseurs inhibent sélectivement la flottation de certains minéraux, les maintenant dans le fond. Le pH, la température et les dosages de réactifs sont ajustés pour chaque type de minerai; un circuit cuivre-molybdène nécessite une chimie différente de celle d'un circuit plomb-zinc.

Les cellules de flottation sont des cuves mécanisées allant de 5 mètres cubes à 100 mètres cubes ou plus dans les usines industrielles. Un agitateur mécanique au fond aspire l'air par un tuyau et agite simultanément la boue, créant de fines bulles et de la turbulence. Le temps de séjour est généralement de 5 à 15 minutes par cellule. Plusieurs cellules sont disposées en série: les cellules d'ébauche produisent un concentré brut qui est ensuite rebroyé et nettoyé dans des cellules de récupération et de nettoyage pour éliminer les minéraux indésirables et améliorer la teneur.

Le processus fonctionne parce que l'attachement est sélectif mais imparfait. Une usine de flottation bien exploitée peut récupérer 85 à 95 pour cent du minerai cible tout en rejetant 70 à 90 pour cent de la gangue (roche stérile). Cependant, cette sélectivité dépend fortement de la taille des particules, de la libération (le degré auquel les minéraux du minerai sont physiquement séparés des déchets) et de l'équilibre des réactifs. Les particules fines flottent mal et peuvent être perdues; les particules très grossières se déposent trop rapidement.

La flottation est devenue dominante au début des années 1900 car elle a résolu le problème du traitement des minerais à faible teneur et finement disséminés que la séparation par gravité et la séparation magnétique ne pouvaient pas traiter économiquement. Aujourd'hui, c'est la norme pour le cuivre, le plomb, le zinc, le molybdène, les sulfures de nickel et de nombreux minerais de métaux précieux. Le terme vient de la simple observation que les particules minérales traitées flottent littéralement à la surface, un principe visuel et mécanique qui reste inchangé depuis les premières pratiques jusqu'à la conception des circuits modernes.