CA1187212A - Procede de purification des mineraux du groupe de la calcite par flottation des impuretes - Google Patents

Procede de purification des mineraux du groupe de la calcite par flottation des impuretes

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Abstract

La divulgation décrit la séparation des minéraux indésirables dans des carbonates. Pour ce faire, on broye le minerai de carbonate à la finesse nécessaire pour libérer les minéraux à séparer, à l'intérieur des limites de l'art pour flotter. On enlève les schlamms, notamment entre 0 et environ 15 micromètres par exemple par un hydrocyclone, en conditionnant de préférence à pH naturel, la pulpe de minerai broyée en présence d'un collecteur tel qu'une amine du groupe diméthyl dialkyl (8 à 16 atomes de C), diméthyl alkyl benzyl (10 à 22 atomes de C), bis-imidazoline (12 à 18 atomes de C) et les sels dérivés de ces produits et en flottant les impuretés présentes dans le minerai de carbonates. On obtient ainsi un produit de meilleure blancheur grâce à une sélectivité améliorée.

Description

L'invention concerne un procédé de purification des minéraux notamment du groupe de la calcite par flottation des irnpuretés.
On sait que la calcite est utilisée comme matière de remplissage, de charge, surtout parce qu'elle est reconnue pour sa blancheur. C'est ainsi qu'on s'en sert abondamment dans la fabrication du papier, du plastique, de la peinture, etc.
D'autre part, en plus de l'intér~t marqué pour que la calcite soit aussi blanche que possible, les impuretés présentes dans la calcite brisent les machines dans lesquelles elle est utili-sée, surtout à cause de leurs propriétés abrasives.
Il est aussi connu que les dépôts de calcite contien-nent souvent des minéraux qui en font un produit impropre pour les usages où la calcite a la plus grande valeur marchande. Les impuretés trouvées sont surtout des silicates des sulfures et du graphite. Les sulfures et le graphite peuvent être flottés de façon conventionnelle par un xanthate et du moussant. De nos jours, plusieurs minéraux de la famille des silicates sont flot~
tés par des amines primaires, secondaires ou tertiaires. On sait de plus que la blancheur du produit final de calcite peut etre réduite à cause de la corrosion de fer par les amines utilisées.
C'est donc que les agents de flottation connus pour la calcite ne possèdent pas toute la sélectivité désirée pour en faire un produit d'une blancheur plus que satisfaisante et débarrass~ des impuretés nuisibles.
Thompson-Weimann and Company dans le brevet américain 3 990 966 utilise des réactifs cationiques de la famille des glyoxalidines et des imidazolines et de leurs sels pour flotter les impuretés de la calcite qui sont des silicates, des micas et des sulfures. La sélectivité des réactifs de ce brevet n'est pas tout à fait satisfaisante.

Plusieurs amines quaternaires sont déjà reconnues pour ne pas flotter la calcite, mais leur sélectivité n'est pas satis-faisante. Levinsky, B.V. et al,"Propriétés de flottation des sels d'ammonium quaternaires", ~auch. tr. Irkutsk, nauch. -issled. inst. redk. tsvet. metal., 1970, ~o. 20 p. 234-248, en cite plusieurs. D'autres amines quaternaires tel le chlorure N
(lauroyl-colamino-formyl-méthyl) de pyridinium,"La flottabilité
de vingt et un minéraux non métalliques", Wyman, R.A., Bulletin technique T.B. 108, Energie, Mines et Ressources, Ottawa, flotte la calcite et plusieurs silicates en meme temps, il n'y a pas de sélectivité. Levinsky rapporte que le chlorure de diméthyl di-alkyl ammonium avec un radical ayant 17 à 20 carbonesflotte le mica sans flotter la calcite.
James B. Dukes dans le brevet U.S. 2 578 790 utilise le chlorure de triméthyl alkyl (7 à 19 carhone) ammonium pour flotter les impuretés ferrugineuses sans flotter le quartz et le feldspath.
Le brevet U.S. 2 380 698 concerne un agent de flotta-tion basé sur un imida7olinium. Le brevet U.S. 2 494 132 décrit la flottation de silice ou de silicate de la calcite en utilisant des polyalkylènes polyamines. Encore une fois la sélectivité
n'est pas tout à fait satisfaisante.
Le but de l'invention est de séparer les minéraux in-désirables dans des carbonates. Le but sera atteint en broyant le minerai de carbonate à la finesse nécessaire pour libérer les minéraux à séparer, à l'intérieur des limites de l'art pour flot-ter, en enlevant les schlamms, notamment entre O et environ 15 micromètres par exemple par un hydrocyclone, en conditionnant, de préférence à pH naturel, la pulpe de rninerai broyée avec un collecteur tel que les amines du groupe diméthyl dialkyl ( 8 à
16 atomes de C), diméthyl alkyl henzyl (10 à 22 atomes de C), Lf~
bis-imidazoline (12 à 18 atomes de C) et les sels dérivés de ces produits et en flottant les impuretés présentes avec les carbonates.
Les carbonates purifiés peuvent être rebroyés à sec ou sous forme de pulpe pour obtenir le produit à la finesse dé-slrée .
Le minerai qu'il convient de traiter contient princi-palement de la calcite, de la dolomie, de la magnésite ou un mélange de ces minéraux.

Les silicates présents dans le minerai incluent d'ha-bitude des amphiboles, des feldspaths, de l'olivine, des pyro-xènes, du quartz, de la tourmaline et du zircon. Des sulfures et du graphite sont aussi présents. La roche est broyée par voie sèche ou par voie humide avec des appareils reconnus pour ces usages. Les schlamms sont enlevés de préférence par un hy-drocyclone.
Normalement, le réactif cationique est employé à rai-son de 125 à 1000 grammes par tonne de minerai soumis à la flot-tation.
Une pulpe normale de 20% à 40% solide et 4C à 50C
est soumise à la flottation en présence des réactifs chimiques choisis. Le temps de conditionnement de la pulpe avec les ré-actifs est inférieur à 10 minutes. Le temps de flottation est inférieur à 15 minutes. Les silicates et les sulfures flottent et le matériel purifié est récupéré comme produit de cellule.
Le concentré des impuretés peut être nettoyé en flottant à
nouveau.
L'invention va maintenant être illustrée par les ex-emples qui suivent, donnés sans caractère limitatif.
Exemple 1 Le minerai analyse 63% moins 200 mailles (74 micro-mètres) après un broyage humide. On utilise un hydrocyclone pour séparer et rejeter la fraction inférieure à 13 micro-mètres. La pulpe à 32% solide est conditionnée l minute, à
22C, en présence d'un collecteur, soit 250 g/t de chlorure d'ammonium diméthyl alkyl (14 C) benzyl. 1e temps de ~lotta-tion est de l minute. La deuxième étape du traitement de la pulpe dans la cellule comprend un conditionnement de l minute avec 250 g/t du même collecteur suivi par une minute de ~lotta-tion. Le matériel flotté durant les deux étapes est combiné
pour être nettoyé sans ajouter de réacti~s: le temps de con-ditionnement est alors de l minute et la flottation dure aussil minute. La densité au nettoyage est de 15% solide. Tout l'essai se fait à pH naturel qui se situe à 8,0. La cellule de flottation utilisée est la Denver Sub A, modèle D-l.
Le minerai de calcite contient 7, 0/0 d'insolubles et la blancheur est de 85% avant le traitement.
% Poids % Insol.
Surverse du cyclone 6,4 4,16 -13 micromètres Concentré de calcite 56,8 0,16 Rejet de nettoyage l9,l 0,64 (calcite) Impuretés nettoyées 17,7 37,20 Souche lO0,0 7,00 Calcite récupérable 75,9 0,28 La blancheur de la calcite récupérable est de 94,5% après rebroyage à 50% -lO micromètres.
Exemple 2 Le meme minerai que dans l'exemple l est traité
de ~açon sem~lable mais le collecteur est un sulfate de méthyl bis-imidazolinium de suif. Les groupes alkyls contiennent 18 atomes de carbone. Les impuretés qui flottent sont: des amphiboles, des feldspaths, des micas, de llolivine, des pyroxènes, du quartz, de la tourmaline, du zircon, des sulfures et du graphite. Il n Ty a pas de nettoyage du concentré d'impuretés.
% Poids % Insol.
Surverse du cyclone 6,4 4,16 -13 micromètres Concentré de calcite 77,2 0,11 Concentré d'impuretés 16,4 42,2 Souche 100,0 7,3 Le concentré de calcite est broyé à 50% moins 2,5 micromètres et a alors une blancheur de 97~0~/O. La calcite peut etre broyée à la finesse désirée.
Exemple 3 .
La procédure de llexemple 1 est utilisée pour traiter un minerai de carbonates qui contient environ 62%
de calcite et 34% de dolomie, Les insolubles titrent 1,7%.
Le collecteur est un chlorure de diméthyl dialkyl avec 20 12 carbones dans les ~roupes alkyls. 1e pH naturel de la pulpe est de 8,6.
% Poids % Insol.
Surverse du cyclone 8,2 1,9 -13 micromètres Concentré de carbonates 73,4 0,26 Rejet de nettoyage 11,9 0,58 (carbonates) Impuretés nettoyées 6,5 20,9 Souche 100,0 1,77 Carbonates récupérables85,3 0,30 La blancheur du minerai passe de 93% à 96% après purification. Les irnpuretés flottées sont des amphiboles, des pyroxènes, de la musconite et du quartz.
Exemple 4 Nous répétons l'exemple 3 en utilisant un collecteur différent: le sulfate de méthyl bis-imidazolinium de suif à raison de 375 g/t à chaque étape où le temps de flottation est de 2 minutes. Il n'y a pas de réactifs d'ajoutésaunettoyage qui dure 2 minutes.
% Poids % Insol.
Surverse du cyclone8,2 1,9 -13 micromètres Concentré de carbonates 83,7 0,20 Rejet de nettoyage3,9 0,74 (carbonates) Impuretés nettoyées4,2 27,6 Souche 100,0 1,5 Carbonates récupérables 87,6 0,22 La blancheur des carbonates récupérables est de 96%.
Exemple 5 La procédure de l'exemple 1 est utilisée pour traiter un minerai de carbonates qui contient 90/O de magnésite 1,4% d'insolubles sous forme de quartz finement dispersé. Le collecteur est un sulfate de méthyl bis-imidazolinium de suif. Les groupes alkyls contiennt 18 atomes de carbone. Seulement 4% en poids de matériel flotte avec les impuretés. La magnésite purifiée contient encore 1,2% d'insolubles qui ne flo~tent pas parce qu~ils ne sont pas libérés. On peut conclure que la magnésite ne flotte pas avec le collecteur utilisé.

Le tableau suivant contient d'autres exemples qui ont été réalisés en suivant la procédure de l'exemple 1. La quantité de carbonate flotté est toujours très faible, ce qui répond aux objectifs.

~q o o ~ ~ ~,~,.~
h ~: O O O O O O O O O
H
U ,~

~a h ~q U rl 1` o ~ o U~ ~ U~
,. n O ~ O~D ~ ~ U~ ~ I` ~D
C.) 0 01` ~ ~ ~ ~ 1--O O O O O
H P.

m o o I
a ~q o o ~~, o ~ m ~ a ~

U~
o ~ O o O O ~ Ul O

UUUUUOOOO O

O O O O
U O U U O ~ ~ ~ ~ *

Collecteurs C dans radical Nom chimique alkyl A- 12 chlorure de diméthyl dialkyl ammonium B- 14 chlorure de diméthyl alkyl benzyl ammonium C- 16 chlorure de diméthyl alkyl benzyl an~monium D- 18 chlorure de diméthyl alkyl benzyl ammonium E- 16 sù-ifate de méthyl bis-imidazolinium de suif Minerai Le minerai de calcite contient 7,0/0 d'insolubles.
Le minerai de dolomie contient 1,5% d'insolubles.

Claims (19)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Procédé de purification d'un minerai à base de carbonate par flottation des silicates, selon lequel on soumet le minerai à un broyage à une finesse suffisante pour libérer les impuretés, on enlève les schlamms l'on prépare une pulpe, l'on conditionne la pulpe avec un collecteur et on flotte les impuretés présentes dans le minerai, caractérié
par le fait que le collecteur est un réactif cationique choisi dans le groupe constitué par les amines quaternaires suivantes:
a) diméthyl dialkyl avec 8 à 16 atomes de carbone dans les radicaux alkyls, lesdits radicaux alkyls étant des aliphatiques saturés ou insaturés, normaux ou branchés;
b) diméthyl alkyl benzyl avec 10 à 22 atomes de carbone dans le radical alkyl qui est un aliphatique normal;
c) bis-imidazoline renfermant 12 à 18 atomes de C dans les radicaux alkyls qui sont des aliphatiques normaux saturés ou insaturés;
d) les sels dérivés des amines quaternaires (a), (b) et (c).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que les impuretés flottées sont des silicates qui incluent des amphiboles, des feldspaths, des micas, de l'olivine, des pyroxènes, du quartz, de la tourmaline et du zircon.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le minerai est choisi dans le groupe constitué par la calcite, la dolomie, la magnésite, et un mélange de ces derniers.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que l'on enlève les schlamms entre 0 et environ 15 micromètres par traitement dans un hydrocyclone.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que l'on conditionne la pulpe à pH naturel.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le réactif cationique est employé à raison de 125 à 1000 grammes de réactif cationique par tonne de minerai soumis à une flottation.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le réactif cationique est un sel de diméthyl dialkyl ammonium dont les groupes alkyls sont aliphatiques saturés ou insaturés, normaux ou branchés et contiennent de 8 à 16 atomes de carbone.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le réactif cationique est un sel de diméthyl alkyl benzyl dont le groupe alkyl est un aliphatique saturé
ou insaturé, normal et qui contient de 10 à 22 atomes de carbone.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le réactif cationique est un sel de méthyl bis-imidazoline dont les radicaux alkyls sont des aliphatiques saturés ou insaturés, normaux avec 12 à 18 atomes de carbone.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le minerai est broyé par voie sèche.
11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le minerai est broyé par voie humide.
12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que l'on prépare une pulpe de 20% à 40% de solide.
13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que la flottation s'effectue entre 4°C et 50°C.
14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le temps de conditionnement de la pulpe est inférieur à 10 minutes et le temps de flottation est inférieur à 15 minutes.
15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le collecteur est le chlorure d'ammonium diméthyl alkyl (14C) benzyl.
16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le collecteur est le sulfate de méthyl bis-imidazolinium de suif.
17. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le collecteur est le chlorure de diméthyl dialkyl avec 12 carbones dans les groupes alkyls.
18. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le collecteur est le chlorure d'ammonium diméthyl alkyl (16C) benzyl.
19. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le collecteur est le chlorure d'ammonium diméthyl alkyl (18C) benzyl.
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