FR2495500A1

FR2495500A1 - Enrichment of phosphate minerals by flotation - using a collector contg. an anionic surfactant and an alcohol to remove siliceous and carbonate gangue

Info

Publication number: FR2495500A1
Application number: FR8026063A
Authority: FR
Inventors: Hedi Ennaffati
Original assignee: GAFSA PHOSPHATES
Current assignee: GAFSA PHOSPHATES
Priority date: 1980-12-09
Filing date: 1980-12-09
Publication date: 1982-06-11
Also published as: OA06966A; FR2495500B1; BR8107976A; GR76965B

Abstract

Enrichment of phosphate minerals contained in siliceous and/or carbonate gangue by flotation comprises: (a) a first stage during which the mineral, as a pulp at its natural pH, is treated for 1-3 mins. by a collector, comprising a mixt. of a surfactant and an alcohol, after which almost all of the siliceous gangue is removed; (b) in a second stage, the phosphate particles are desorbed from the collector and sunk, allowing the carbonate part of the gangue to be removed by flotation. The desorption of the phosphate from the collector is effected chemically, using mineral or organic acids, or is effected mechanically, by prolonging (2-7mins.) the time of contact of the mineral pulp with the collector. Improved purification of phosphate minerals by simple, economic process.

Description

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux procédés d'enrichissement, par flottation, de minerais de phosphate à gangue siliceuse et/ou carbonatée. The present invention relates to improvements made to processes for the enrichment, by flotation, of siliceous and / or carbonated gangue phosphate ores.

La flottation, basée sur le fait que certains corps sont mouillés par l'eau ou les solutions aqueuses, alors que d'autres ne le sont pas, constitue un moyen très efficace et très largement employé en tant que traitement préliminaire ayant pour but l'enrichissement des différents minerais. Au cours de ce traitement, la tension superficielle des solides par rapport à l'eau est modifiée par des agents mouillants, collecteurs, déprimants, etc... ajoutés à l'eau. Ces opérations se réalisent la plupart du temps dans des cellules disposées en série, car la séparation minerai/gangue n'est que partielle dans chaque cellule. Flotation, based on the fact that some bodies are wetted by water or aqueous solutions, while others are not, is a very effective and widely used means as a preliminary treatment aimed at enrichment of different minerals. During this treatment, the surface tension of the solids with respect to the water is modified by wetting agents, collectors, depressants, etc. added to the water. These operations are mostly performed in cells arranged in series because the ore / gangue separation is only partial in each cell.

De très nombreuses méthodes ont ainsi été préconisées pour l'enrichissement par flottation des différents minerais : elles consistent, généralement, à soumettre le minerai à un processus de flottation à-l'aiderndesagents, tels que des acides gras par exemple. Malheureusement, ces procédés se sont avérés inapplicables et inefficaces dans le cas de minerais de phosphate à gangue carbonatée. Numerous methods have thus been recommended for the flotation enrichment of various ores: they generally consist in subjecting the ore to a flotation process with the aid of agents, such as, for example, fatty acids. Unfortunately, these processes have been found to be inapplicable and ineffective in the case of carbonated gangue phosphate ores.

Ceci s'explique d'ailleurs par le comportement électrochimique quasi-similaire des particules de phosphate et de carbonate et par des réactions semblables des carbonates et des phosphates vis-à-vis des réactifs collecteurs utilisés.This is explained by the quasi-similar electrochemical behavior of the phosphate and carbonate particles and similar reactions of carbonates and phosphates vis-a-vis the collecting reagents used.

Pour améliorer la séparation, on a préconisé de réaliser l'enrichissement des minerais de phosphate non sédimentaire à gangue carbonatée par flottation des carbonates dans un milieu acide. Le procédé consiste essentiellement à traiter le minerai de phosphate par un acide (par exemple l'acide fluosilicique) qui déprime les particules de phosphate, puis l'on procède à la flottation des carbonates à l'aide d'acides gras. Si cette méthode constitue un progrès par rapport aux méthodes mettant en oeuvre la calcination (technique complexe et conteuse), elle n'a pas pu résoudre tous les problèmes pour réaliser une valori- sation satisfaisante des minerais de phosphate à gangue carbonatée et siliceuse, par flottation. To improve the separation, it has been recommended to enrich the carbonated gangue non-sedimentary phosphate ores by flotation of the carbonates in an acid medium. The process essentially involves treating the phosphate ore with an acid (eg fluosilicic acid) which depresses the phosphate particles, and then the carbonates are floated with fatty acids. Although this method represents an improvement over the calcination methods (complex and storytelling technique), it has not been able to solve all the problems in order to achieve a satisfactory valorization of carbonated and siliceous gangue ores by flotation.

I1 en est de même en ce qui concerne la méthode (préconisée par exemple par le Brevet américain 3 534 854) qui consiste tout d'abord à soumettre le minerai à enrichir à un processus de flottation à l'aide d'un réactif anionique tel qu'un acide gras, en présence d'un milieu aqueux dont le pH n'est pas inférieur à 9, puis à abaisser le ph du milieu aqueux à 6-6,5 et à réaliser une seconde flottation à l'aide d'un réactif anionique, cette modification du pH apportant des différenciations dans le comportement (normalement très semblable) des particules de phosphate et de carbonate Dans ce cas également, il s'est avéré que la séparation des phosphates et des carbonates Pétait pas parfaite. It is the same with regard to the method (recommended for example by US Pat. No. 3,534,854) which first consists in subjecting the ore to be enriched to a flotation process with the aid of an anionic reagent such as a fatty acid, in the presence of an aqueous medium having a pH of not less than 9, then lowering the pH of the aqueous medium to 6-6.5 and performing a second flotation with the aid of an anionic reagent, this modification of the pH bringing about differentiations in the behavior (normally very similar) of the phosphate and carbonate particles. In this case also, it turned out that the separation of phosphates and carbonates was not perfect.

Un autre procédé d'enrichissement par flottation de minerais de phosphate sédimentaire ou cristallin à gangue carbonatée a été préconisé dans le Brevet français 2 248 878. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on réalise la séparation des carbonates et des phosphates que ccntient le minerai à traiter, en soumettant celui-ci à UrL traitement de flottation inversée à l'ide d'une association de réactifs comprenant des agents de modification des pro- piétés physico-chimiques superficielles des particules phosphatées, qui dépriment ces dernières et qui sont essentiellement constituées par un sel métallique et un complexant, - et un collecteur de flottation des carbonates essentiellement constitué par un agent tensio-actif à chaîne hydrocarbonée comprenant 8 à 2G atomes de carbone. Ce procédé de flottation inversée qui permet en effet une bonne séparation des phosphates et des carbonates, ne donne de bons résultats qu'à l'échelle de laboratoire et est difficile à mettre en oeuvre de manière satisfaisante pour de très grandes quantités de minerais de phosphate et surtout lorsque les minerais de phosphate sont à gangue siliceuse. Another process for the enrichment by flotation of sedimentary or crystalline phosphate ores with carbonated gangue has been recommended in French Patent 2,248,878. This process is characterized by the fact that the separation of the carbonates and phosphates is carried out. the ore to be treated, by subjecting it to reverse flotation treatment with the aid of a combination of reagents comprising agents for modifying the surface physicochemical properties of the phosphate particles, which depress the latter and which are essentially consisting of a metal salt and a complexing agent; and a carbonate flotation collector consisting essentially of a hydrocarbon-chain surfactant comprising 8 to 20 carbon atoms. This inverted flotation process, which indeed allows a good separation of phosphates and carbonates, gives good results only at the laboratory scale and is difficult to implement satisfactorily for very large quantities of phosphate ores. and especially when the phosphate ores are siliceous gangue.

En d'autres termes,si l'on applique à la flottation des phosphates à gangue carbonatée,les procédés connus d'enrichissement par flottation des minerais de phosphate à gangue siliceuse ,l'on n'obtient pas la séparation des phosphates et des carbonates car ceux-ci flottent ensemble. In other words, if we apply to the flotation of carbonated gangue phosphates, the known methods of flotation enrichment of siliceous gangue phosphate ores, we do not obtain the separation of phosphates and carbonates because they float together.

D'autre part ,les procédés d'enrichissement par flottation de minerai de phosphate à gangue carbonatée,ne s'appliquent qu'à certains types de minerais de phosphates à savoir à des minerais de phosphates dont la gangue contient de façon prépondérante des carbonates,à l'exclusion des minerais qui contiennent à coté de tels carbonates,des proportions relativement importantes de silice et de silicates qui restent déprimées avec le phosphate te et dont la séparation nécessite des étapes supplémentaires et des con sommation suppl mentaires de réactifs.On the other hand, the processes of enrichment by flotation of carbonated gangue phosphate ore, apply only to certain types of phosphate ores namely to phosphate ores whose gangue contains predominantly carbonates, with the exception of ores which contain, beside such carbonates, relatively large proportions of silica and silicates which remain depressed with phosphate and the separation of which requires additional steps and additional consumption of reagents.

D'autres méthodes ont également été préconisEes: elles se caractérisent par la combinaison d'une flottation et d'un oDnSitionnement (cf. notamment le Brevet Français 79 30868). Ces méthodes,outre qu'elles sont culpliquees, nécessitent une adaptation constante des réactif s aux différentes couches de minerais. Other methods have also been advocated: they are characterized by the combination of a flotation and an oDnSitionnement (see in particular the French patent 79 30868). These methods, besides being involved, require constant adaptation of the reagents to the different layers of ores.

La présente invention s'est, en conséquence, donné pour but de pourvoir à un nouveau procédé d'enrichissement, par flottation,de minerais de phosphate qui répond mieux aux nécessités de la pratique que les procédés visant au même but anterieurement connus,notamment en ce que le nouveau procédé parmettet ceci d'une manière simple et économique,de valoriser et traiter aussi bien les minerais à gangue carbonatée que siliceuse. It has therefore been the object of the present invention to provide a new method of flotation enrichment of phosphate ores which is better suited to the requirements of the practice than the prior art methods for the same purpose, especially in what the new process does in this way in a simple and economical way, to valorize and treat both the carbonated and siliceous gangue ores.

La présente invention a pour objet un procédé d'enrichissement par flottation,de minerais de phosphate à gangue carbonatée et/ou siliceuse ,caractérisé en ce qu'au cours d'une première étape,on traite durant 1 à 3 minutes,le minerai en état de pulpe et au pH naturel,par un collecteur constitué par un mélange d'un tensio-actif et d'un alcool, après quoi on élimine la quasi-totalité de la gangue siliceuse ,et en ce qu'au cours d'une deuxième étape,on realise la désorption du collecteur sur les particules de phosphate,déprimant ces dernières et rendant possible la flottation de la partie carbonatée de la gangue. The subject of the present invention is a process for the enrichment by flotation of carbonated and / or siliceous gangue phosphate ores, characterized in that during a first step the ore is treated for 1 to 3 minutes. pulp state and at the natural pH, by a collector constituted by a mixture of a surfactant and an alcohol, after which the quasi-totality of the siliceous gangue is eliminated, and in that during a second step, the desorption of the collector on the phosphate particles is carried out, depressing the latter and making possible the flotation of the carbonate part of the gangue.

Selon un mode de réalisation avantageux du procédé objet de la présente invention, la désorption du collecteur sur les particules de phosphate est réalisée chimiquement. According to an advantageous embodiment of the method which is the subject of the present invention, the desorption of the collector on the phosphate particles is carried out chemically.

Suivant une modalité particulière de ce mode de réalisation, la désorption est réalisée à l'aide des acides minéraux ou organiques. According to a particular embodiment of this embodiment, the desorption is carried out using inorganic or organic acids.

Suivant un autre mode de réalisation avantageux du procédé objet de la présente invention, la désorption du collecteur sur les particules de phosphate est réalisée mécaniquement. According to another advantageous embodiment of the process which is the subject of the present invention, the desorption of the collector on the phosphate particles is carried out mechanically.

Suivant une modalite particulière de ce mode de réalisation, la désorption est réalisée en prolongeant essentiellement ( de 2 a 7 minutes ) la durée de contact de la pulpe de minerais avec le collecteur. In a particular embodiment of this embodiment, the desorption is performed by essentially extending (2 to 7 minutes) the contact time of the ore pulp with the collector.

Conformément à l'invention, l'agent collecteur est ajouté à raison de 300 à 1500 g par tonne de matière solide traitée. According to the invention, the collecting agent is added at a rate of 300 to 1500 g per ton of treated solid material.

Conformément à l'invention, l'agent collecteur est constitué de 20 à 50 % de substance tensio-active anionique (acides gras- ou leurs sels) et de 80 à 50 % alcool. According to the invention, the collecting agent consists of 20 to 50% of anionic surfactant (fatty acids or their salts) and 80 to 50% alcohol.

Suivant une modalité particuliere de ce mode de réalisation, l'alcool constituant l'adjuvant est un alcool à courte channe hydrocarbonée (C1 à C). According to a particular embodiment of this embodiment, the alcohol constituting the adjuvant is a hydrocarbon short-chain alcohol (C1 to C).

Selon un mode de réalisation avantageux du procédé objet de la présente invention, lorsque la désorption est réalisée chimiquement, elle est faite à l'aide d'une quantité d'acide variant de 1,5 à 6 kg par tonne de matière solide traitée. According to an advantageous embodiment of the method which is the subject of the present invention, when the desorption is carried out chemically, it is carried out using an amount of acid ranging from 1.5 to 6 kg per ton of treated solid material.

Suivant un autre mode de réalisation avantageux du procédé objet de la présente invention, on ajoute à l'agent collecteur des hydrocarbures de maniere à avoir 20 à 300 g d'hydrocarbures par tonne de matière solide traitée. According to another advantageous embodiment of the process which is the subject of the present invention, hydrocarbons are added to the collector so as to have 20 to 300 g of hydrocarbons per ton of solids treated.

Outre les-dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre. In addition to the foregoing provisions, the invention also comprises other arrangements which will emerge from the description which follows.

La présente invention vise, en particulier, un nouveau procédé d'enrichissement par flottation, de minerais de phosphate à gangue aussi bien carbonatée que siliceuse, et ceci d'une manière simple,: économique et efficace, jamais encore réalisée. La présente invention vise également les procédés d'ensemble et les channes de fabrication dans lesquels est inclus le procédé conforme à la présente invention. The present invention aims, in particular, a new process of enrichment by flotation of carbonated or siliceous gangue phosphate ores, and this in a simple manner: economic and effective, never yet achieved. The present invention also relates to the overall methods and manufacturing lines in which is included the method according to the present invention.

L'invention pourra etre mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples de mise en oeuvre du procédé conforme à la présente invention. The invention can be better understood using the additional description which follows, which refers to examples of implementation of the method according to the present invention.

I1 doit etre bien entendu, toutefois, que les exemples de mise en oeuvre décrits ci-après sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention ,mais n'en constituent en aucune manière une limitation. It should be understood, however, that the examples of implementation described hereinafter are given merely by way of illustration of the object of the invention, but in no way constitute a limitation.

EXEMPLE 1
Le minerai de phosphate traité présente une granulométrie comprise entre 45 et 315 microns, et titre 23,31 % de P205 (50,92 % de phosphate tricalcique). I1 se compose aussi de 45,28 % de CaO et 14,11 % de SiO2.EXAMPLE 1
The phosphate ore treated has a particle size of between 45 and 315 microns, and 23.31% of P205 title (50.92% of tricalcium phosphate). I1 is also composed of 45.28% CaO and 14.11% SiO2.

1.- Après attrition en pulpe dense de courte durée (2 minutes) et après deschlamage, on réalise un premier conditionnement durant une minute à pH naturel, en ajoutant le collecteur de flottation de phosphates et carbonates constitué d'un mélange d'acide oléique (30 %) et d'alcool (70 %) puis on effectue la flottation dans une cellule classique en pulpe diluée. La quantité de collecteur mise en oeuvre est de 800 g/tonne de minerai sec traité.1. After attrition in dense pulp of short duration (2 minutes) and after deshelling, a first conditioning is carried out for one minute at natural pH, by adding the flotation collector of phosphates and carbonates consisting of a mixture of oleic acid (30%) and alcohol (70%) and then the flotation is carried out in a conventional diluted pulp cell. The amount of collector used is 800 g / tonne of treated dry ore.

2.- Après trois relavages, dont le nombre peut titre réduit si on le désire, moyennant une addition de silicate de Na, on réalise un deuxième conditionnement de très brève durée (30 secondes), en acidifiant la pulpe par 3 kg/tonne de minerai sec traité d'acide sulfurique. On effectue ensuite la flottation des carbonates.2. After three rewaxings, the number of which can be reduced if desired, by means of an addition of Na silicate, a second conditioning of very short duration (30 seconds) is carried out, by acidifying the pulp with 3 kg / ton of dry ore treated with sulfuric acid. Flotation of the carbonates is then carried out.

Le bilan de six essais de flottation est résumé dans le Tableau suivant

The assessment of six flotation tests is summarized in the following Table

<tb> <SEP> Rp <SEP> % <SEP> P2O5 <SEP> RP2O5 <SEP> CaO/P2O5 <SEP>
<tb> Concentré <SEP> 66,06 <SEP> 30,74 <SEP> 64,94 <SEP>
<tb> Rejets <SEP> siliceux <SEP> 10,51 <SEP> 7,70 <SEP> 3,e1 <SEP>
<tb> Rejets <SEP> carbonates <SEP> 10,82 <SEP> 7,98 <SEP> 3,61 <SEP> 6,16 <SEP>
<tb> Mixtes <SEP> à <SEP> recycler <SEP> 12,61 <SEP> 15,21 <SEP> 8,04
<tb> Alimentation <SEP> 100,00 <SEP> 23,91 <SEP> 100,00 <SEP> 1,94
<tb>
Rp = apzos =
EXEMPLE 2
Le minerai de phosphate à gangue carbonatée et siliceuse coupé à 0,2 mm et déschlamé à 45 microns, titre 15,34 % de P2O5 (soit 33,51 % de phosphate tricalcique). I1 contient 27,8 % de SiO2 et 30,74 % de CaO avec un rapport CaOJP205 de 2.<tb><SEP> Rp <SEP>% <SEP> P2O5 <SEP> RP2O5 <SEP> CaO / P2O5 <SEP>
<tb> Concentrate <SEP> 66.06 <SEP> 30.74 <SEP> 64.94 <SEP>
<tb> siliceous <SEP> waste <SEP> 10.51 <SEP> 7.70 <SEP> 3, e1 <SEP>
<tb> Releases <SEP> Carbonates <SEP> 10.82 <SEP> 7.98 <SEP> 3.61 <SEP> 6.16 <SEP>
<tb> Mixed <SEP> to <SEP> recycle <SEP> 12.61 <SEP> 15.21 <SEP> 8.04
<tb> Food <SEP> 100.00 <SEP> 23.91 <SEP> 100.00 <SEP> 1.94
<Tb>
Rp = apzos =
EXAMPLE 2
Carbonated and siliceous gangue phosphate ore cut at 0.2 mm and desiccated at 45 microns, titrates 15.34% P2O5 (ie 33.51% tricalcium phosphate). It contains 27.8% SiO2 and 30.74% CaO with a CaOJP205 ratio of 2.

10) Le premier conditionnement est réaiisé par addition du collecteur (mélange acide oléique et alcool), à raison de 600 g/tonne de minerai sec traite durant une minute,puis or. 10) The first conditioning is carried out by adding the collector (oleic acid mixture and alcohol) at a rate of 600 g / tonne of dry ore treated for one minute, then gold.

effectue la flottation. Le rejet siliceux titre 4 e de phosphate tricalcique
20) Le flotté est relavé trois fois, ensuite on réalise le deuxième conditionnement durant 30 secondes en ajoutant 2 kg/tonne de minerai sec traité d'H2SOo, puis on effectue la flottation. Le produit flotté essentiellement formé de carbonates, titre 18 % de phosphate tricalcique, tandis que le concentré phosphaté a une teneur de 68 % en phosphate tricalcique avec un rapport CaO/P2O de 1,42. Le taux de récupération du P205 contenu dans le minerai est de l'ordre de 80 %. flotation. The siliceous discharge title 4 th of tricalcium phosphate
20) The float is rewashed three times, then the second conditioning is carried out for 30 seconds by adding 2 kg / ton of dry ore treated with H2SO4, then the flotation is carried out. The floated product consists essentially of carbonates, titrated 18% tricalcium phosphate, while the phosphate concentrate has a content of 68% tricalcium phosphate with a CaO / P2O ratio of 1.42. The recovery rate of P205 contained in the ore is of the order of 80%.

Ces essais ont été effectués dans une eau dure de 2100 T.H.(degré français), ce qui représente un avantage fondamental. These tests were carried out in a hard water of 2100 T.H. (French degree), which represents a fundamental advantage.

Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la pré sente invention. As is apparent from the above, the invention is not limited to those of its modes of implementation, implementation and application which have just been described more explicitly; it encompasses all the variants that may come to the mind of the technician in the field, without departing from the scope or scope of the present invention.

Claims

A process for the enrichment by flotation of carbonated and / or siliceous gangue-bearing ores, characterized in that during a first stage, the pulped ore is treated for 1 to 3 minutes and natural pH, by a collector constituted by a mixture of a surfactant and an alcohol, after which virtually all of the siliceous matrix is removed, and in that during a second step, the desorption of the collector on the phosphate particles, depressing the latter and making possible the flotation of the carbonate part of the gangue.

2. Method according to claim 1, characterized in that the desorption of the collector on the phosphate particles is carried out chemically.

3. Process according to Claim 2, characterized in that the desorption is carried out using inorganic or organic acids.

4. Method according to claim 1, characterized in that the desorption of the collector on the phosphate particles is carried out mechanically.

5. Method according to Claim 4, characterized in that the desorption is carried out by essentially extending (from 2 to 7 minutes) the contact time of the ore pulp with the collector.

6. Process according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the collecting agent is added in a proportion of 300 to 1500 g per ton of treated solid material.

7. Process according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the collecting agent consists of 20 to 50% of anionic surfactant (fatty acids or their salts), and 80 to 50% of 'alcohol.

8. Process according to Claim 7, characterized in that the alcohol constituting the adjuvant is a hydrocarbon short-chained alcohol (C to C6).

9. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that, when the desorption is carried out chemically, it is made using an amount of acid ranging from 1.5 to 6 kg per ton of solid material treated.

10, Process according to any one of claims 1 to 9, characterized in that is added to the collector, hydrocarbons so as to have 20 to 300 g of hydrocarbons per ton of treated solid.