EP4100361A1 - Méthode de contrôle granulométrique - Google Patents

Méthode de contrôle granulométrique

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Publication number
EP4100361A1
EP4100361A1 EP21710333.2A EP21710333A EP4100361A1 EP 4100361 A1 EP4100361 A1 EP 4100361A1 EP 21710333 A EP21710333 A EP 21710333A EP 4100361 A1 EP4100361 A1 EP 4100361A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
less
grinding
particles
acid
polymer
Prior art date
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Pending
Application number
EP21710333.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Benoît MAGNY
Céline METHIVIER
Jacques Mongoin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coatex SAS
Original Assignee
Coatex SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coatex SAS filed Critical Coatex SAS
Publication of EP4100361A1 publication Critical patent/EP4100361A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
    • C09C3/041—Grinding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/01—Treating phosphate ores or other raw phosphate materials to obtain phosphorus or phosphorus compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F120/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F120/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F120/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F120/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/04—Acids, Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F20/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
    • C09K23/52—Natural or synthetic resins or their salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer

Definitions

  • the invention relates to a method for grinding phosphate rock in the presence of a particular anionic polymer with a molecular weight of between 1000 and 90,000 g / mol and which makes it possible to control the extent (S) of the volume distribution of the size of the rock. particles of mineral particles of phosphate obtained.
  • the invention also provides a method of improving the production efficiency of a phosphate rock crushing method.
  • Phosphate or phosphate rock allows in particular the preparation of phosphoric acid. After mining, the phosphate rock is crushed, then crushed and treated in an acidic environment to produce phosphoric acid.
  • the grinding of phosphate rock generally results in particles whose size distribution varies greatly.
  • the crushed phosphate rock particles generally transported or used in phosphoric acid preparation plants should generally have a size (do , 5) of less than 500 ⁇ m, preferably less than 300 ⁇ m or less than 200 ⁇ m. These particles should generally have a size (do , 5) greater than 10 ⁇ m, preferably greater than 40 ⁇ m or greater than 50 ⁇ m.
  • the acid treatment requires controlling this distribution of particle sizes. Indeed, the particles whose size is too large must generally be ground again while the particles whose size is too small must be separated. Particles whose size is too small are then lost.
  • the extent of the particle size distribution is evaluated from three characteristics of the size of the ground particles (do , 9 , do , i , do , 5 ) obtained by implementing the grinding method according to the invention.
  • the characteristic do, 5 or median diameter is the value of the diameter of the particles of a population of particles for which 50% by volume of the particles have a size less than this value. In this case, 50% by volume of the particles have a size greater than this value.
  • 50% of the total volume of the population of particles corresponds to the volume of particles with diameters less than do , 5.
  • the median size therefore corresponds to the diameter which divides the distribution into two parts of equal areas.
  • the characteristic do, 9 is the value of the particle diameter of a population of particles for which 90% by volume of the particles have a size less than this value. In this case, 10% by volume of the particles have a size greater than this value.
  • the characteristic do , i is the value of the diameter of the particles of a population of particles for which 90% by volume of the particles have a size greater than this value.
  • the volume size of the particles is measured by laser diffraction and the extent of the volume distribution of particle sizes is calculated according to the formula [(do , 9 - do , i ) / do , 5 ]. This extent of the particle size distribution is also known as span.
  • Document WO 2019092381 describes a method for preparing an aqueous suspension of phosphate rock which is carried out in the absence of grinding.
  • Document US 5183211 describes a method aimed at reducing the viscosity of a phosphate rock suspension during ore grinding.
  • Document EP 1160197 also describes a method for grinding phosphate rock which uses a crosslinked polymer.
  • the method according to the invention makes it possible to provide a solution to all or part of the problems of the phosphate rock crushing methods of the state of the art.
  • the invention provides a method of preparing an aqueous suspension of mineral phosphate particles whose extent (S) of the volume distribution of particle sizes [(do , 9 - do , i ) / do , 5 ] measured by laser diffraction is less than 4.1, comprising the grinding of at least one phosphate material in the presence of water and at least one anionic polymer (P) with a molecular mass by weight (Mw) of between 1000 and 90,000 g / mol and obtained by polymerization reaction of at least one acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid and their salts.
  • the range (S) is less than 4.0 or less than 3.9. More preferably according to the invention, the extent (S) is less than 3.5 or less than 3. Much more preferably according to the invention, the extent (S) is less than 2.5 or less than 2.
  • the grinding of the phosphate rock is followed by a step of separating the smallest particles.
  • the method according to the invention also comprises at least one step of separating the fraction of particles of phosphate material whose size do , i is less than 4 ⁇ m or less than 5 ⁇ m.
  • this step allows the separation of the fraction of particles of phosphate material whose size do , i is less than 10 ⁇ m or less than 20 ⁇ m.
  • this step allows the separation of the fraction of particles of phosphate material whose size do , i is less than 40 ⁇ m or less than 50 ⁇ m.
  • the separation is carried out by means of a device chosen from hydrocyclone, centrifuge and their combinations.
  • the concentration by weight of particles of phosphate material in the aqueous suspension during grinding is greater than 10% or greater than 15%.
  • the concentration by weight of particles of phosphate material in the aqueous suspension during grinding is greater than 25%. More preferably according to the invention, the concentration by weight of particles of phosphate material in the aqueous suspension during grinding is greater than 40% or greater than 50%.
  • the phosphate material particles have a size C, 9 before crushing which is greater than 800 pm or greater than 1 000 pm or greater than 2500 microns.
  • the material particles have a size C, 5 after grinding is less than 300 pm, preferably less than 250 microns or less than 200 pm.
  • the preparation method according to the invention makes it possible to control the grinding time.
  • the grinding time can vary, in particular from 0.5 to 10 hours or vary from 0.5 to 3 hours or from 0.5 to 4 hours or even from 0.5 to 5 hours.
  • the grinding time is less than 5 hours and 30 minutes.
  • the grinding time is less than 4 h and 30 min or less than 3 h. Much more preferably according to the invention, the grinding time is less than 2 hours and 30 minutes.
  • the grinding time is less than 5 h and 30 min or even less than 4 h and 30 min for a concentration by weight of particles of phosphate material in the aqueous suspension during grinding greater than 25. % or greater than 40%. Also preferably according to the invention, the grinding time is less than 3 h or less than 2 h and 30 min for a concentration by weight of particles of phosphate material in the aqueous suspension during grinding greater than 10% or greater than 15%. Also very advantageously according to the invention, the grinding time can be reduced very significantly compared to the grinding methods of the state of the art.
  • the method according to the invention makes it possible to reduce the grinding time necessary to obtain an aqueous suspension of mineral phosphate particles, the extent (S) of the volume distribution of particle sizes [(do, 9 - do , i ) / do , 5] measured by laser diffraction is less than 4.1.
  • the grinding time is reduced by at least 10% compared to the grinding time carried out in the absence of polymer (P). More preferably according to the invention, the grinding time is reduced by at least 20% or at least 25% compared to the grinding time carried out in the absence of polymer (P).
  • the grinding time is reduced by at least 30% or at least 40% compared to the grinding time carried out in the absence of polymer (P).
  • the polymer (P) according to the invention is known as such.
  • the polymer (P) used according to the invention is an anionic polymer with a molecular mass by weight (Mw) of between 1,000 and 90,000 g / mol and obtained by polymerization reaction of at least one acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid and their salts.
  • the polymer (P) is non-sulfonated. Also preferably, the polymer (P) is partially or totally neutralized. More preferably, it is partially or totally neutralized by means of a derivative comprising at least one element chosen from lithium, sodium, calcium, magnesium and their mixtures, much more preferably chosen from sodium, calcium and their combinations.
  • the polymer (P) is known as such. It can be prepared by methods which are also known. Preferably, the polymer (P) is obtained by a polymerization reaction also implementing at least one other acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid and their salts or at least one ester of an acid. selected from acrylic acid and methacrylic acid.
  • the preferred polymer (P) according to the invention is chosen from an acrylic acid homopolymer, a copolymer of acrylic acid and maleic acid.
  • the polymer (P) according to the invention is completely neutralized, in particular by means of sodium or a combination of sodium and calcium, for example an equimolar combination of sodium and calcium.
  • the anionic polymer (P) has a molecular mass by weight (Mw) of between 1000 and 90,000 g / mol measured by CES (size exclusion chromatography).
  • the polymer (P) has a molecular mass by weight (Mw) of between 2000 and 90,000 g / mol, preferably between 2000 and 50,000 g / mol, more preferably between 2000 and 10,000 g / mol, and of more preferably between 2000 and 8000 g / mol.
  • the molecular mass and the polymolecularity index of the polymers are determined by Steric Exclusion Chromatography (CES) or in English “Gel Permeation Chromatography” (GPC).
  • CES Steric Exclusion Chromatography
  • GPC Gel Permeation Chromatography
  • This technique uses a Waters brand liquid chromatography apparatus equipped with a detector. This detector is a Waters brand refractometric concentration detector. This liquid chromatography apparatus is fitted with a steric exclusion column in order to separate the different molecular weights of the polymers studied.
  • the liquid elution phase is an aqueous phase adjusted to pH 9.00 by means of 1 N sodium hydroxide containing 0.05 M of NaHCO 3 , 0.1 M of NaNCL, 0.02 M of triethanolamine and 0.03% of NaN3.
  • the polymer solution is diluted to 0.9% dryness in the solvent for solubilizing the CES, which corresponds to the liquid phase for eluting the CES to which 0.04% of dimethylformamide is added, which plays a role. the role of flow marker or internal standard. Then, it is filtered at 0.2 ⁇ m. 100 ⁇ L are then injected into the chromatography apparatus (eluent: an aqueous phase adjusted to pH 9.00 with IN sodium hydroxide containing 0.05 M of NaHCO 3 , 0.1 M of NaNCL, 0.02 M of triethanolamine and 0.03% NaN 3 ).
  • the liquid chromatography apparatus contains an isocratic pump (Waters 515) whose flow rate is set at 0.8 mL / min.
  • the chromatography apparatus also includes a furnace which itself comprises the following column system as standard: a Guard Column Ultrahydrogel Waters type precolumn 6 cm long and 40 mm internal diameter and a linear Waters Ultrahydrogel type column 30 cm long and 7.8 mm inside diameter.
  • the detection system consists of an RI Waters 410 type refractometric detector. The oven is brought to a temperature of 60 ° C and the refractometer is brought to a temperature of 45 ° C.
  • the chromatography apparatus is calibrated using standards of sodium polyacrylate powder of different molecular masses certified by the supplier: Polymer Standards Service or American Polymers Standards Corporation (molecular mass ranging from 900 to 2.25.10 6 g / mol and polymolecularity index ranging from 1.4 to 1.8).
  • the amount of polymer (P) can vary.
  • the amount by weight (sec / sec) of polymer (P) used is between 0.05 and 5%, preferably between 0.1 and 2%, relative to the amount of phosphate material.
  • the method according to the invention therefore makes it possible to prepare an aqueous suspension of mineral phosphate particles, the extent (S) of the volume distribution of particle sizes [(do , 9 - do , i ) / do , 5] measured by laser diffraction is less than 4.1.
  • the invention therefore also provides an aqueous suspension of mineral particles of phosphate material, the extent (S) of the volume distribution of particle sizes [(do, 9 - do , i ) / do , 5] measured by laser diffraction is less than 4.1, comprising at least one anionic polymer (P) with a molecular mass by weight (Mw) of between 1000 and 90,000 g / mol and obtained by polymerization reaction of at least one acid chosen from acrylic acid, acid methacrylic and their salts.
  • S volume distribution of particle sizes [(do, 9 - do , i ) / do , 5] measured by laser diffraction is less than 4.1
  • P anionic polymer
  • Mw molecular mass by weight
  • the invention therefore also provides a suspension obtained according to the preparation method according to the invention.
  • the particular, advantageous or preferred characteristics of the preparation method according to the invention define suspensions according to the invention which are also particular, advantageous or preferred.
  • the grinding method according to the invention therefore makes it possible to control, improve or reduce the extent (S) of the suspension of particles of phosphate material obtained.
  • the invention therefore also provides a control method, preferably improvement or reduction, in the extent (S) of the volume distribution of particle sizes [(do , 9 - do , i ) / do , 5 ], measured by laser diffraction, of a suspension of mineral particles of phosphate material, comprising the grinding of at least one phosphate material in the presence of water and of at least one anionic polymer (P) with a molecular mass by weight (Mw) of between 1,000 and 90,000 g / mol and obtained by polymerization reaction of at least one acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid and their salts, resulting in an aqueous suspension whose extent (S) is less than 4.1.
  • the method of preparing an aqueous suspension of particles of phosphate material comprising the grinding of this material offers many advantages.
  • it makes it possible to control or improve the production yield of particles of crushed phosphate material.
  • the use of the polymer (P) during the grinding of the phosphate material makes it possible to reduce the extent (S) of the aqueous suspension obtained.
  • This suspension having a reduced extent (S) it is possible to limit the quantity of particles whose size is excessive to be used during a subsequent step, for example during a treatment step leading to phosphoric acid. . Particles that are too large must be crushed again.
  • the method of preparing an aqueous suspension according to the invention makes it possible to limit the quantity of particles whose size is too small to be used in a subsequent step. Usually, those particles whose size is too small must be removed.
  • avoiding re-grinding oversized particles or avoiding removing undersized particles can control or improve the production efficiency of a phosphate material grinding method.
  • the invention therefore also provides a method of controlling, preferably improving, the production yield of a method of grinding a phosphate material in the presence of water, comprising the addition during at least one step of grinding, of at least one anionic polymer (P) with a molecular mass by weight (Mw) of between 1000 and 90,000 g / mol and obtained by polymerization reaction of at least one acid chosen from acrylic acid, methacrylic acid and their salts, resulting in a suspension aqueous whose range (S) of the volume distribution of particle sizes [(do, 9 - do , i ) / do , 5], measured by laser diffraction, is less than 4.1.
  • P anionic polymer
  • Mw molecular mass by weight
  • the method of controlling or improving the production yield according to the invention makes it possible to improve the yield by at least 10% by weight of ground particles whose range (S) is less than 4, 1 relative to particles obtained in the absence of polymer (P). According to the invention, such increases in production efficiency of at least 30% or at least 50%, or even at least 80% or at least 100%, are possible.
  • the particular, advantageous or preferred characteristics of the preparation method according to the invention define methods of controlling the yield or methods of controlling the extent (S) according to the invention which are also particular, advantageous or preferred.
  • the methods of controlling the yield or the methods of controlling the extent (S) according to the invention include the preparation of a suspension of crushed particles having the extent (S) according to the invention.
  • the methods for monitoring the yield or the methods for monitoring the extent (S) according to the invention can therefore be defined as methods for preparing a suspension according to the invention.
  • An aqueous suspension of phosphate material is prepared by grinding a phosphate rock in the presence of a polymer (PI) or a polymer (P2) defined according to the invention.
  • the medium is heated to 95 ° C, then the following elements are added simultaneously and continuously, over 2 hours:
  • a polyacrylic acid solution is obtained having an Mw of 5700 g / mol and an Ip of 2.5 (measured by CES).
  • Polyacrylic acid solution is treated with:
  • the pH of the resulting polymer (PI) is finally adjusted to 8.7 with sodium hydroxide and to a final concentration of 35% dry matter in water.
  • the medium is heated to 95 ° C, then the following elements are added simultaneously and continuously, over 2 hours:
  • a polyacrylic acid solution is obtained having an Mw of 5700 g / mol and an Ip of 2.5 (measured by CES).
  • the polyacrylic acid solution is treated with a 50% by weight aqueous solution of caustic soda in water to achieve a pH value of 8.5.
  • the pH of the resulting polymer (P2) is finally adjusted to 8.5 with sodium hydroxide and to a final concentration of 42% dry matter in water.
  • the medium is heated to 95 ° C, then the following elements are added simultaneously and continuously, over 2 hours:
  • a partially neutralized solution of the copolymer of acrylic acid and maleic acid is obtained.
  • the polymer solution is treated with a 50% by weight aqueous solution of caustic soda in water to achieve a pH value of 8.2.
  • the solution is then brought to a final concentration of 35% dry matter in water.
  • the molecular mass by weight of the polymer thus obtained is approximately 18,000 g / mole and has a polymolecularity index of 3.2.
  • Phosphate rock from a mine located in China (Guizhouzhouzhou) was sieved to separate particles larger than 2.5mm in size and to separate particles smaller than 40 ⁇ m in size.
  • the sieved rock is then quartered to prepare representative samples with an average mass equal to 320 g ⁇ 4% which are identical in terms of particle size distribution.
  • a representative sample is a sample taken in a probabilistic manner such that all the constituent elements of the lot have an equal probability of being selected for the sample.
  • the samples are ground individually by means of a ball mill at a solids content of 20% or 40% by weight in a 4 L jar comprising ceramic balls of diameter 19 mm (0.850 L, 1858 g) and ceramic cylinders of dimension 15x15 mm (0.450 L, 965 g) according to the data presented in table 1.
  • Aqueous suspensions of phosphate rock are prepared by grinding according to test conditions A and in the presence of polymers (PI), (P2) and (P3) respectively, in an amount by dry / dry weight relative to the amount of rock 0.1%.
  • the grinding time is fixed at 2 h and 20 min.
  • Measurements of the particle size distribution of the samples are carried out using a laser particle size analyzer (Malvem Mastersizer 2000) and processed with Mastersizer 2000 software version 5.61 (refractive index 1.51, pump speed: 1250 rpm, pump speed. mixer: 750 rev / min, ultrasonic agitation at 50% power during measurement). Seven measurements spaced 10 s are carried out by aliquot. Three washing cycles are carried out between each series of three measurements.
  • polymers (PI), (P2) and (P3) allows excellent control of the particle size of the suspensions prepared as well as reaching a range (S) well below 4.1.
  • aqueous suspensions of phosphate rock are prepared by grinding according to test conditions A in the absence of polymer and in the presence of polymer (PI) in an amount by dry / dry weight relative to the amount of rock of 0 , 1%.
  • the target particle size of 0.5 is less than 200 ⁇ m (198 ⁇ m ⁇ 1.5%).
  • the use of the polymer (PI) allows a much lower range (S) to be achieved compared to the preparation of a suspension in the absence of polymer. In addition, the time required to achieve this result is reduced by more than 40%.
  • aqueous suspensions of phosphate rock are prepared by grinding according to test conditions B in the absence of polymer and in the presence of polymer (PI) in an amount by dry / dry weight relative to the amount of rock of 0 , 2%.
  • the target particle size of 0.5 is less than 200 ⁇ m (198 ⁇ m ⁇ 1.5%).
  • the method according to the invention allows the preparation of an aqueous suspension of phosphate material according to the invention which is particularly effective in achieving the target particle size values and in controlling the extent (S) for different levels of solid during grinding.
  • the extent (S) and the grinding times are particularly reduced thanks to the use of polymers (P).

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Abstract

L'invention concerne une méthode de broyage de roche phosphatée en présence d'un polymère anionique particulier de masse moléculaire comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et qui permet de contrôler l'étendue (S) de la distribution volumique de la taille de particules de particules minérales de phosphate obtenue. L'invention fournit également une méthode d'amélioration du rendement de production d'une méthode de broyage de roche phosphatée.

Description

MÉTHODE DE CONTRÔLE GRANULOMÉTRIQUE
L’invention concerne une méthode de broyage de roche phosphatée en présence d’un polymère anionique particulier de masse moléculaire comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et qui permet de contrôler l’étendue (S) de la distribution volumique de la taille de particules de particules minérales de phosphate obtenue. L’invention fournit également une méthode d’amélioration du rendement de production d’une méthode de broyage de roche phosphatée.
Le phosphate ou roche phosphatée permet notamment la préparation d’ acide phosphorique. Après extraction minière, la roche phosphatée est concassée, puis broyée et traitée en milieu acide afin de produire l’acide phosphorique.
Le broyage de la roche phosphatée conduit généralement à des particules dont la distribution de tailles varie de manière très importante.
Les particules de roche phosphatée broyée généralement transportée ou utilisée dans les usines de préparation d’acide phosphorique doivent généralement avoir une taille (do, 5) inférieure à 500 pm, de préférence inférieure à 300 pm ou inférieure à 200 pm. Ces particules doivent généralement avoir une taille (do, 5) supérieure à 10 pm, de préférence supérieure à 40 pm ou supérieure à 50 pm.
En effet, le traitement acide nécessite de contrôler cette distribution de tailles de particules. En effet, les particules dont la taille est trop élevée doivent généralement être à nouveau broyées alors que les particules dont la taille est trop faible doivent être séparées. Les particules dont la taille est trop faible sont alors perdues.
Ainsi, renouveler le broyage des particules dont la taille est trop élevée ou éliminer les particules dont la taille est trop faible entraîne une diminution du rendement de production.
Il en découle également des conséquences négatives d’un point de vue environnemental. Ainsi, il est important de pouvoir disposer de méthodes de broyage de roche phosphatée qui permettent de contrôler la taille des particules broyées. Il est également important de disposer de méthodes de broyage de roche phosphatée qui permettent de préparer des suspensions aqueuses de particules minérales de phosphate dont l’étendue de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5] mesurée par diffraction laser est contrôlée.
Selon l’invention, l’étendue de la distribution de tailles de particules est évaluée à partir de trois caractéristiques de la taille des particules (do, 9, do,i, do, 5) broyées obtenues en mettant en œuvre la méthode de broyage selon l’invention.
Selon l’invention, la caractéristique do, 5 ou diamètre médian est la valeur du diamètre des particules d’une population de particules pour laquelle 50 % en volume des particules ont une taille inférieure à cette valeur. Dans ce cas, 50 % en volume des particules ont une taille supérieure à cette valeur. Pour une distribution volumique, 50 % du volume total de la population de particules correspond au volume des particules de diamètres inférieurs au do, 5. Graphiquement, la taille médiane correspond donc au diamètre qui divise la distribution en deux parties d'aires égales.
Selon l’invention, la caractéristique do, 9 est la valeur du diamètre des particules d’une population de particules pour laquelle 90 % en volume des particules ont une taille inférieure à cette valeur. Dans ce cas, 10 % en volume des particules ont une taille supérieure à cette valeur.
Selon l’invention, la caractéristique do,i est la valeur du diamètre des particules d’une population de particules pour laquelle 90 % en volume des particules ont une taille supérieure à cette valeur.
Selon l’invention, la taille en volume des particules est mesurée par diffraction laser et l’étendue de la distribution volumique de tailles de particules est calculée selon la formule [(do, 9 - do,i) / do, 5]. Cette étendue de la distribution de taille de particules est également connue sous le nom anglais de span.
On connaît des méthodes de broyage de roche phosphatée. Toutefois, ces méthodes de broyage de roche phosphatée ne sont pas satisfaisantes. Il existe donc un besoin de disposer de méthodes améliorées de broyage de roche phosphatée. Le document WO 2019092381 décrit une méthode de préparation d’une suspension aqueuse de roche phosphatée qui est réalisée en l’absence de broyage. Le document US 5183211 décrit une méthode visant à réduire la viscosité d’une suspension de roche phosphatée pendant le broyage du minerai. Le document EP 1160197 décrit également une méthode de broyage de roche phosphatée qui met en œuvre un polymère réticulé.
La méthode selon l’invention permet d’apporter une solution à tout ou partie des problèmes des méthodes de broyage de roche phosphatée de l’état de la technique.
Ainsi, l’invention fournit une méthode de préparation d’une suspension aqueuse de particules minérales de phosphate dont l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5] mesurée par diffraction laser est inférieure à 4,1, comprenant le broyage d’au moins un matériau phosphaté en présence d’eau et d’au moins un polymère (P) anionique de masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et obtenu par réaction de polymérisation d’au moins un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique et leurs sels.
De manière préférée selon l’invention, l’étendue (S) est inférieure à 4,0 ou inférieure à 3,9. Plus préférentiellement selon l’invention, l’étendue (S) est inférieure à 3,5 ou inférieure à 3. Bien plus préférentiellement selon l’invention, l’étendue (S) est inférieure à 2,5 ou inférieure à 2.
De manière préférée selon l’invention, le broyage de la roche phosphatée est suivi d’une étape de séparation des particules les plus petites. Ainsi, la méthode selon l’invention comprend également au moins une étape de séparation de la fraction de particules de matériau phosphaté dont la taille do,i est inférieure à 4 pm ou inférieure à 5 pm. De préférence selon l’invention, cette étape permet la séparation de la fraction de particules de matériau phosphaté dont la taille do,i est inférieure à 10 pm ou inférieure à 20 pm. Également de préférence selon l’invention, cette étape permet la séparation de la fraction de particules de matériau phosphaté dont la taille do,i est inférieure à 40 pm ou inférieure à 50 pm.
De manière préférée, la séparation est réalisée au moyen d’un dispositif choisi parmi hydrocyclone, centrifugeuse et leurs combinaisons. De manière préférée selon l’invention, la concentration en poids de particules de matériau phosphaté de la suspension aqueuse lors du broyage est supérieure à 10 % ou supérieure à 15 %. De préférence selon l’invention, la concentration en poids de particules de matériau phosphaté de la suspension aqueuse lors du broyage est supérieure à 25 %. Plus préférentiellement selon l’invention la concentration en poids de particules de matériau phosphaté de la suspension aqueuse lors du broyage est supérieure à 40 % ou supérieure à 50 %.
Également de manière préférée selon l’invention, les particules de matériau phosphaté ont une taille do, 9 avant le broyage qui est supérieure à 800 pm ou supérieure à 1 000 pm ou bien supérieure à 2 500 pm.
Également de manière préférée selon l’invention, les particules de matériau ont une taille do, 5 après le broyage qui est inférieure à 300 pm, de préférence inférieure à 250 pm ou inférieure à 200 pm.
De manière très avantageuse selon l’invention, outre le contrôle de l’étendue (S), la méthode de préparation selon l’invention permet de contrôler le temps de broyage. Généralement selon l’invention, le temps de broyage peut varier, notamment de 0,5 à 10 heures ou varier de 0,5 à 3 heures ou de 0,5 à 4 heures ou encore de 0,5 à 5 heures.
De manière préférée selon l’invention, le temps de broyage est inférieur à 5 h et 30 min.
Plus préférentiellement selon l’invention, le temps de broyage est inférieur à 4 h et 30 min ou inférieur à 3 h. Bien plus préférentiellement selon l’invention, le temps de broyage est inférieur à 2 h et 30 min.
De manière également préférée selon l’invention, le temps de broyage est inférieur à 5 h et 30 min ou bien inférieur à 4 h et 30 min pour une concentration en poids de particules de matériau phosphaté de la suspension aqueuse lors du broyage supérieure à 25 % ou supérieure à 40 %. De manière également préférée selon l’invention, le temps de broyage est inférieur à 3 h ou inférieur à 2 h et 30 min pour une concentration en poids de particules de matériau phosphaté de la suspension aqueuse lors du broyage supérieure à 10 % ou supérieure à 15 %. De manière également très avantageuse selon l’invention, le temps de broyage peut être réduit de manière très significative par rapport aux méthodes de broyage de l’état de la technique. Ainsi, la méthode selon l’invention permet de réduire le temps de broyage nécessaire à l’obtention d’une suspension aqueuse de particules minérales de phosphate dont l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5] mesurée par diffraction laser est inférieure à 4,1.
De manière préférée selon l’invention, le temps de broyage est réduit d’au moins 10 % par rapport au temps de broyage réalisé en l’absence de polymère (P). Plus préférentiellement selon l’invention, le temps de broyage est réduit d’au moins 20 % ou d’au moins 25 % par rapport au temps de broyage réalisé en l’absence de polymère (P).
Bien plus préférentiellement selon l’invention, le temps de broyage est réduit d’au moins 30 % ou d’au moins 40 % par rapport au temps de broyage réalisé en l’absence de polymère (P).
Le polymère (P) selon l’invention est connu en tant que tel. Le polymère (P) mis en œuvre selon l’invention est un polymère anionique de masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et obtenu par réaction de polymérisation d’au moins un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique et leurs sels.
De manière préférée, le polymère (P) est non-sulfoné. De manière également préférée, le polymère (P) est partiellement ou totalement neutralisé. Plus préférentiellement, il est partiellement ou totalement neutralisé au moyen d’un dérivé comprenant au moins un élément choisi parmi lithium, sodium, calcium, magnésium et leurs mélanges, bien plus préférentiellement choisi parmi sodium, calcium et leurs combinaisons.
Le polymère (P) est connu en tant que tel. Il peut être préparé par méthodes qui sont également connues. De manière préférée, le polymère (P) est obtenu par une réaction de polymérisation mettant également en œuvre au moins un autre acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, acide maléique, acide itaconique et leurs sels ou au moins un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique et acide méthacrylique. Le polymère (P) préféré selon l’invention est choisi parmi un homopolymère d’acide acrylique, un copolymère d’acide acrylique et d’acide maléique.
De manière plus préférée, le polymère (P) selon l’invention est totalement neutralisé, en particulier au moyen de sodium ou d’une combinaison de sodium et de calcium, par exemple une combinaison équimolaire de sodium et de calcium.
Selon l’invention, le polymère (P) anionique a une masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol mesurée par CES (chromatographie d’exclusion stérique). De manière préférée, le polymère (P) a une masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 2 000 et 90000 g/mol, de préférence entre 2000 et 50000 g/mol, plus préférentiellement entre 2000 et 10000 g/mol, et de manière davantage préférée entre 2 000 et 8 000 g/mol.
Selon l’invention, la masse moléculaire et l’indice de polymolécularité des polymères sont déterminés par Chromatographie d'Exclusion Stérique (CES) ou en anglais « Gel Perméation Chromatography » (GPC). Cette technique met en œuvre un appareil de chromatographie liquide de marque Waters doté d'un détecteur. Ce détecteur est un détecteur de concentration réfractométrique de marque Waters. Cet appareillage de chromatographie liquide est doté d'une colonne d'exclusion stérique afin de séparer les différents poids moléculaires des polymères étudiés. La phase liquide d'élution est une phase aqueuse ajustée à pH 9,00 au moyen de soude 1 N contenant 0,05 M de NaHC03, 0,1 M de NaNCL, 0,02 M de triéthanolamine et 0,03 % de NaN3.
Selon une première étape, on dilue à 0,9 % sec la solution de polymère dans le solvant de solubilisation de la CES, qui correspond à la phase liquide d'élution de la CES à laquelle est ajoutée 0,04 % de diméthylformamide qui joue le rôle de marqueur de débit ou étalon interne. Puis, on filtre à 0,2 pm. 100 pL sont ensuite injectés dans l'appareil de chromatographie (éluant : une phase aqueuse ajustée à pH 9,00 par de la soude IN contenant 0,05 M de NaHC03, 0,1 M de NaNCL, 0,02 M de triéthanolamine et 0,03 % de NaN3).
L'appareil de chromatographie liquide contient une pompe isocratique (Waters 515) dont le débit est réglé à 0,8 mL/min. L’appareil de chromatographie comprend également un four qui lui-même comprend en série le système de colonnes suivant : une précolonne de type Guard Column Ultrahydrogel Waters de 6 cm de longueur et 40 mm de diamètre intérieur et une colonne linéaire de type Ultrahydrogel Waters de 30 cm de longueur et 7,8 mm de diamètre intérieur. Le système de détection se compose d’un détecteur réfractométrique de type RI Waters 410. Le four est porté à la température de 60°C et le réfractomètre est porté à la température de 45 °C.
L'appareil de chromatographie est étalonné au moyen d’étalons de polyacrylate de sodium en poudre de différentes masses moléculaires certifiées par le fournisseur : Polymer Standards Service ou American Polymers Standards Corporation (masse moléculaire allant de 900 à 2,25.106 g/mol et indice de polymolécularité allant de 1,4 à 1,8).
Lors du broyage selon l’invention, la quantité de polymère (P) peut varier. De manière préférée, la quantité en poids (sec/sec) de polymère (P) mis en œuvre est comprise entre 0,05 et 5 %, de préférence entre 0,1 et 2 %, par rapport à la quantité de matériau phosphaté.
La méthode selon l’invention permet donc de préparer une suspension aqueuse de particules minérales de phosphate dont l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5] mesurée par diffraction laser est inférieure à 4,1.
L’invention fournit donc également une suspension aqueuse de particules minérales de matériau phosphaté dont l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5] mesurée par diffraction laser est inférieure à 4,1, comprenant au moins un polymère (P) anionique de masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et obtenu par réaction de polymérisation d’au moins un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique et leurs sels.
L’invention fournit donc également une suspension obtenue selon la méthode de préparation selon l’invention. Les caractéristiques particulières, avantageuses ou préférées de la méthode de préparation selon l’invention définissent des suspensions selon l’invention qui sont également particulières, avantageuses ou préférées.
La méthode de broyage selon l’invention permet donc de contrôler, d’améliorer ou de réduire l’étendue (S) de la suspension de particules de matériau phosphaté obtenue. L’invention fournit donc également une méthode de contrôle, de préférence d’amélioration ou de réduction, de l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5], mesurée par diffraction laser, d’une suspension de particules minérales de matériau phosphaté, comprenant le broyage d’au moins un matériau phosphaté en présence d’eau et d’au moins un polymère (P) anionique de masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et obtenu par réaction de polymérisation d’au moins un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique et leurs sels, résultant en une suspension aqueuse dont l’étendue (S) inférieure à 4,1.
Lors de sa mise en œuvre, la méthode de préparation d’une suspension aqueuse de particules de matériau phosphaté comprenant le broyage de ce matériau offre de nombreux avantages. Elle permet notamment de contrôler ou d’améliorer le rendement de production de particules de matériau phosphaté broyé. En effet, la mise en œuvre du polymère (P) lors du broyage du matériau phosphaté permet de réduire l’étendue (S) de la suspension aqueuse obtenue. Cette suspension possédant une étendue (S) réduite, il est possible de limiter la quantité de particules dont la taille est excessive pour être utilisée lors d’une étape ultérieure, par exemple lors d’une étape de traitement conduisant à de l’acide phosphorique. Les particules dont la taille est excessive doivent être broyées à nouveau.
De manière analogue, la méthode de préparation d’une suspension aqueuse selon l’invention permet de limiter la quantité de particules dont la taille est trop faible pour être utilisées lors d’une étape ultérieure. Généralement, ces particules dont la taille est trop faible doivent être éliminées.
Ainsi, éviter de broyer à nouveau les particules de taille excessive ou éviter d’éliminer des particules de taille trop faible permet de contrôler ou d’améliorer le rendement de production d’une méthode de broyage de matériau phosphaté.
L’invention fournit donc également une méthode de contrôle, de préférence d’amélioration, du rendement de production d’une méthode de broyage d’un matériau phosphaté en présence d’eau, comprenant l’addition lors d’au moins une étape de broyage, d’au moins un polymère (P) anionique de masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et obtenu par réaction de polymérisation d’au moins un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique et leurs sels, résultant en une suspension aqueuse dont l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5], mesurée par diffraction laser est inférieure à 4,1.
De manière préférée, la méthode de contrôle ou d’amélioration du rendement de production selon l’invention, permet d’améliorer le rendement d’au moins 10 % en poids de particules broyées dont l’étendue (S) est inférieure à 4,1 par rapport à des particules obtenues en l’absence de polymère (P). Selon l’invention, de telles augmentations de rendement de production d’au moins 30 % ou d’au moins 50 %, voire d’au moins 80 % ou d’au moins 100 %, sont possibles.
Les caractéristiques particulières, avantageuses ou préférées de la méthode de préparation selon l’invention définissent des méthodes de contrôle du rendement ou des méthodes de contrôle de l’étendue (S) selon l’invention qui sont également particulières, avantageuses ou préférées.
Les méthodes de contrôle du rendement ou les méthodes de contrôle de l’étendue (S) selon l’invention comprennent la préparation d’une suspension de particules broyées dont l’étendue (S) selon l’invention. Les méthodes de contrôle du rendement ou les méthodes de contrôle de l’étendue (S) selon l’invention peuvent donc être définies comme des méthodes de préparation d’une suspension selon l’invention.
Les exemples qui suivent permettent d’illustrer les différents aspects de l’invention.
Une suspension aqueuse de matériau phosphaté est préparée par broyage d’une roche de phosphate en présence d’un polymère (PI) ou d’un polymère (P2) défini selon l’invention.
Différents polymères ont été préparés puis utilisés lors de la préparation de suspensions de roche phosphatée par broyage.
Préparation du polymère (PI) :
Dans un réacteur de synthèse équipé d'un système d'agitation mécanique et d'un système de chauffage de type bain d'huile, sont introduits :
- eau : 241,069 g,
- sulfate de cuivre pentahydraté : 0,323 g, - sulfate ferreux heptahydraté : 0,276 g.
Le milieu est chauffé à 95°C, puis les éléments suivants sont ajoutés simultanément et en continu, en 2 heures :
- une solution aqueuse de 3,5 g à 20,9 % en poids de sel de sodium DPTTC (CAS # 86470- 33-2), dilué dans 31 g d'eau,
- 35,3 g de peroxyde d'hydrogène 130 V dilués dans 9,4 g d'eau et
- 279,9 g d'acide acrylique dilué dans 31 g d'eau.
La cuisson se poursuit pendant 1,5 h à 95°C.
On obtient une solution d'acide polyacrylique ayant une Mw de 5 700 g/mol et un Ip de 2,5 (mesurés par CES).
La solution d'acide polyacrylique est traitée avec :
- soude caustique 50 % en poids dans l'eau : 145 g,
- eau : 66,660 g,
- chaux hydratée 97 % en poids dans l'eau : 42,5 g.
Le pH du polymère résultant (PI) est finalement ajusté à 8,7 avec de la soude et à une concentration finale de 35 % de matière sèche dans l'eau.
Préparation du polymère (P2) :
Dans un réacteur de synthèse équipé d'un système d'agitation mécanique et d'un système de chauffage de type bain d'huile, sont introduits :
- eau : 241,069 g,
- sulfate de cuivre pentahydraté : 0,323 g,
- sulfate ferreux heptahydraté : 0,276 g.
Le milieu est chauffé à 95°C, puis les éléments suivants sont ajoutés simultanément et en continu, en 2 heures :
- une solution aqueuse de 3,5 g à 20,9 % en poids de sel de sodium DPTTC (CAS # 86470- 33-2), dilué dans 31 g d'eau,
- 35,3 g de peroxyde d'hydrogène 130 V dilués dans 9,4 g d'eau et
- 279,9 g d'acide acrylique dilué dans 31 g d'eau.
La cuisson se poursuit pendant 1,5 h à 95°C. On obtient une solution d'acide polyacrylique ayant une Mw de 5 700 g/mol et un Ip de 2,5 (mesurés par CES).
La solution d'acide polyacrylique est traitée avec une solution aqueuse de soude caustique à 50 % en poids dans l’eau pour atteindre une valeur de pH de 8,5.
Le pH du polymère résultant (P2) est finalement ajusté à 8,5 avec de la soude et à une concentration finale de 42 % de matière sèche dans l'eau.
Préparation du polymère (P3 ) :
Dans un réacteur de synthèse équipé d'un système d'agitation mécanique et d'un système de chauffage de type bain d'huile, sont introduits :
- eau : 190 g,
- anhydride maléique : 107,1 g,
- sulfate ferreux heptahydraté : 0,0065 g,
- soude à 50 % en poids dans l’eau: 169 g.
Le milieu est chauffé à 95°C, puis les éléments suivants sont ajoutés simultanément et en continu, en 2 heures :
- 16 g de peroxyde d'hydrogène 130 V,
- 2,93 g de persulfate de sodium dilué dans 33 g d'eau et
- 131 g d'acide acrylique dilué dans 37 g d'eau.
La cuisson se poursuit pendant 1,5 h à 95°C.
On obtient une solution de copolymère de l’acide acrylique et de l’acide maléique partiellement neutralisée.
La solution polymérique est traitée avec une solution aqueuse de soude caustique à 50 % en poids dans l’eau pour atteindre une valeur de pH de 8,2.
La solution est ensuite ramenée à une concentration finale de 35 % de matière sèche dans l'eau.
La masse moléculaire en poids du polymère ainsi obtenu est d’environ 18 000 g/mole et 3,2 d’indice de polymolécularité. Préparation de suspensions selon l’invention :
De la roche de phosphate provenant d’une mine située en Chine (Province de Guizhou) a été tamisée pour séparer les particules dont la taille est supérieure à 2,5 mm et pour séparer les particules dont la taille est inférieure à 40 pm.
La roche tamisée est ensuite quartée pour préparer des échantillons représentatifs de masse moyenne égale à 320 g ± 4 % qui sont identiques en termes de répartition granulométrique.
Un échantillon représentatif est un échantillon pris de manière probabiliste tel que tous les éléments constitutifs du lot ont une probabilité égale d'être sélectionnés pour l'échantillon.
Le prélèvement de l'échantillon n'altère pas la propriété que l'on veut estimer. Les conditions sont présentées dans le tableau 1.
Tableau 1
Les échantillons sont broyés individuellement au moyen d’un broyeur à boulets à un taux de solide de 20 % ou 40 % en poids dans une jarre de 4 L comprenant des billes en céramique de diamètre 19 mm (0,850 L, 1 858 g) et des cylindres en céramique de dimension 15x15 mm (0,450 L, 965 g) selon les données présentées dans le tableau 1.
Des suspensions aqueuses de roche phosphatée sont préparées par broyage selon les conditions d’essai A et en présence des polymères (PI), (P2) et (P3) respectivement, en une quantité en poids sec/sec par rapport à la quantité de roche de 0,1 %. La durée de broyage est fixée à 2 h et 20 min. Des mesures de la granulométrie des échantillons sont réalisées au moyen d’un granulomètre laser (Malvem Mastersizer 2000) et traitées avec le logiciel Mastersizer 2000 version 5.61 (indice de réfraction 1,51, vitesse de pompe : 1 250 tour/min, vitesse du mélangeur : 750 tour/min, agitation par ultra-sons à 50 % de la puissance durant la mesure). Sept mesures espacées de 10 s sont réalisées par aliquote. Trois cycles de lavage sont effectués entre chaque série de trois mesures.
Pour chaque suspension, sept répétitions de mesure sont réalisées, la taille des particules est mesurée et les résultats des mesures granulométriques moyennes sont présentés dans le tableau 2.
Tableau 2
L’utilisation des polymères (PI), (P2) et (P3) permet un excellent contrôle de la granulométrie des suspensions préparées ainsi que d’atteindre une étendue (S) bien inférieure à 4,1.
D’autres suspensions aqueuses de roche phosphatée sont préparées par broyage selon les conditions d’essai A en l’absence de polymère et en présence du polymère (PI) en une quantité en poids sec/sec par rapport à la quantité de roche de 0, 1 %. La granulométrie do, 5 visée est inférieure à 200 pm (198 pm ± 1,5 %).
Pour chaque suspension, sept répétitions de mesure sont réalisées, la taille des particules est mesurée et les résultats des mesures granulométriques moyennes sont présentés dans le tableau 3.
Le temps nécessaire pour atteindre la granulométrie visée est évalué. Les résultats sont présentés dans le tableau 3.
Tableau 1
L’utilisation du polymère (PI) permet d’atteindre une étendue (S) bien inférieure par rapport à la préparation d’une suspension en l’absence de polymère. De plus, le temps nécessaire pour atteindre ce résultat est réduit de plus de 40 %.
D’autres suspensions aqueuses de roche phosphatée sont préparées par broyage selon les conditions d’essai B en l’absence de polymère et en présence du polymère (PI) en une quantité en poids sec/sec par rapport à la quantité de roche de 0,2 %. La granulométrie do, 5 visée est inférieure à 200 pm (198 pm ± 1,5 %).
Pour chaque suspension, sept répétitions de mesure sont réalisées, la taille des particules est mesurée et les résultats des mesures granulométriques moyennes sont présentés dans le tableau 4.
Le temps nécessaire pour atteindre la granulométrie visée est évalué. Les résultats sont présentés dans le tableau 4.
Tableau 4
Pour des suspensions très concentrées, T utilisation du polymère (PI) permet d’atteindre une étendue (S) bien inférieure par rapport à la préparation d’une suspension en l’absence de polymère. De plus, le temps nécessaire pour atteindre ce résultat est réduit de plus de 30 %. Le tableau 5 présente la comparaison de ces différents résultats.
Tableau 5
La méthode selon l’invention permet la préparation d’une suspension aqueuse de matériau phosphaté selon l’invention particulièrement efficace pour atteindre les valeurs de granulométrie visées et pour contrôler l’étendue (S) pour différents taux de solide lors du broyage. L’étendue (S) et les temps de broyage sont particulièrement réduits grâce à l’utilisation de polymères (P).

Claims

REVENDICATIONS
1. Méthode de préparation d’une suspension aqueuse de particules de matériau phosphaté dont l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5] mesurée par diffraction laser est inférieure à 4,1, comprenant le broyage d’au moins un matériau phosphaté en présence d’eau et d’au moins un polymère (P) anionique de masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et obtenu par réaction de polymérisation d’au moins un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique et leurs sels.
2. Méthode selon la revendication 1 pour laquelle l’étendue (S) est inférieure à 4,0, de préférence inférieure à 3,9, plus préférentiellement inférieure à 3,5 ou inférieure à 3, bien plus préférentiellement inférieure à 2,5 ou inférieure à 2.
3. Méthode selon l’une des revendications 1 et 2 comprenant également au moins une étape de séparation de la fraction de particules de matériau phosphaté dont la taille do,i est inférieure à 4 pm ou inférieure à 5 pm, de préférence inférieure à 10 pm ou inférieure à 20 pm ou bien inférieure à 40 pm ou inférieure à 50 pm.
4. Méthode selon l’une des revendications 1 à 3 pour laquelle la séparation est réalisée au moyen d’un dispositif choisi parmi hydrocyclone, centrifugeuse et leurs combinaisons.
5. Méthode selon l’une des revendications 1 à 4 pour laquelle la concentration en poids de particules de matériau phosphaté de la suspension aqueuse lors du broyage est supérieure à 10 % ou supérieure à 15 %, de préférence supérieure à 25 %, plus préférentiellement supérieure à 40 % ou supérieure à 50 %.
6. Méthode selon l’une des revendications 1 à 5 pour laquelle les particules de matériau phosphaté ont une taille do, 9 avant le broyage qui est supérieure à 800 pm ou supérieure à 1 000 pm ou bien supérieure à 2 500 pm.
7. Méthode selon l’une des revendications 1 à 6 pour laquelle les particules de matériau phosphaté ont une taille do, 5 après le broyage qui est inférieure à 300 pm, de préférence inférieure à 250 pm ou inférieure à 200 pm.
8. Méthode selon l’une des revendications 1 à 7 pour laquelle le temps de broyage est inférieur à 5 h et 30 min, de préférence inférieur à 4 h et 30 min ou inférieur à 3 h, plus préférentiellement inférieur à 2 h et 30 min.
9. Méthode selon l’une des revendications 1 à 8 pour laquelle le temps de broyage est réduit d’au moins 10 %, de préférence d’au moins 20 % ou d’au moins 25 %, plus préférentiellement d’au moins 30 % ou d’au moins 40 %, par rapport au temps de broyage réalisé en l’absence de polymère (P).
10. Méthode selon l’une des revendications 1 à 9 pour laquelle le polymère (P) est partiellement ou totalement neutralisé, de préférence partiellement ou totalement neutralisé au moyen d’un dérivé comprenant au moins un élément choisi parmi lithium, sodium, calcium, magnésium et leurs mélanges, plus préférentiellement choisi parmi sodium, calcium et leurs combinaisons.
11. Méthode selon l’une des revendications 1 à 10 pour laquelle le polymère (P) est obtenu par une réaction de polymérisation mettant également en œuvre au moins un autre acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique, acide maléique, acide itaconique et leurs sels ou au moins un ester d’un acide choisi parmi acide acrylique et acide méthacrylique.
12. Méthode selon l’une des revendications 1 à 11 pour laquelle le polymère (P) a une masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 2000 et 90000 g/mol, de préférence entre 2000 et 50000 g/mol, plus préférentiellement entre 2000 et 10000 g/mol, et de manière davantage préférée entre 2000 et 8 000 g/mol.
13. Méthode selon l’une des revendications 1 à 10 pour laquelle la quantité en poids (sec/sec) de polymère (P) mis en œuvre est comprise entre 0,05 et 5 %, de préférence entre 0,07 et 2 %, par rapport à la quantité de matériau phosphaté.
14. Suspension aqueuse de particules minérales de matériau phosphaté dont l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5] mesurée par diffraction laser est inférieure à 4,1, comprenant au moins un polymère (P) anionique de masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et obtenu par réaction de polymérisation d’au moins un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique et leurs sels.
15. Suspension selon la revendication 14 obtenue selon la méthode définie selon l’une des revendications 1 à 13.
16. Méthode de contrôle, de préférence d’amélioration ou de réduction, de l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5], mesurée par diffraction laser, d’une suspension de particules minérales de matériau phosphaté, comprenant le broyage d’au moins un matériau phosphaté en présence d’eau et d’au moins un polymère (P) anionique de masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et obtenu par réaction de polymérisation d’au moins un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique et leurs sels, résultant en une suspension aqueuse dont l’étendue (S) inférieure à 4,1.
17. Méthode de contrôle, de préférence d’amélioration, du rendement de production d’une méthode de broyage d’un matériau phosphaté en présence d’eau, comprenant l’addition lors d’au moins une étape de broyage, d’au moins un polymère (P) anionique de masse moléculaire en poids (Mw) comprise entre 1 000 et 90000 g/mol et obtenu par réaction de polymérisation d’au moins un acide choisi parmi acide acrylique, acide méthacrylique et leurs sels, résultant en une suspension aqueuse dont l’étendue (S) de la distribution volumique de tailles de particules [(do, 9 - do,i) / do, 5], mesurée par diffraction laser est inférieure à 4,1.
18. Méthode selon l’une des revendications 16 et 17 définie selon la méthode de préparation selon l’une des revendications 1 à 13.
19. Méthode selon l’une des revendications 16 et 17 qui est une méthode de préparation selon l’une des revendications 1 à 13.
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