OA10139A - Procédé et installation de préparation des minerais de phosphate et autres minerais contenant des argiles ou d'autres minéraux phylliteux - Google Patents

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    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets

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Description

C 1 fi 1 3 il
La plupart des minerais valorisés en voie humide et contenant une quantité nonnégligeable de fines, plus spécialement d’argiles ou de minéraux phylliteux, nécessitentà la fois un débourbage et un délitage pour préparer le ou les minéraux valorisables autraitement en aval. C’est le cas en particulier de nombreux minerais de phosphate, qui 5 contiennent naturellement des argiles dont la proportion peut: dépasser 40 %.
La préparation de ces minerais nécessite généralement et traditionnellement undébourbage intense qui doit permettre à la fois de déliter les argiles:, de les séparer desgraviers et des fractions sableuse6 et: limoneuses, qui constituent; souvent l’élémentvalorisable, de détruire les agglomérats à ciment suffisamment friable et de nettoyer la 10 surface des grains pour obtenir les phases minérales les plus libres possibles et pou; les rendre plus aptes à certains traitements ultérieurs tels que la flottation.
Ce débourbage intense, sans lequel il ne serait pas possible de valorisercorrectement ces minerais, provoque également un délitage et un délaminage desminéraux phylliteux qui deviennent extrêmement fins. Ces argiles ou autres minéraux 15 fins sont ensuite séparés des sablei, limons et graviers par un cyclonage ou tout, autre procédé de séparation en voie humide et, stockés directement: dans le milieu naturel outraités préalablement dans un décanteur-épaississeur.
Classiquement la préparation se fait dans une installation comportant : - en tête un appareil assurant le travail de débourbage tel que décrit précédemment ; pour 20 les phosphates et les minerais inclus dans des argiles, ce débourbage est généralement réalisé dans un débourbeur rotatif ou dans un malaxeur, - un appareil de criblage pour sépafer les graviers et les éliminer ou les transférer en avalvers un traitement qui leur est nécessaire, - un appareil ou une série d’appareils réalisant une coupure fine ou déschlammage, 25 généralement par hydrocyclonage, sur le tamisat du crible. La dimension de coupure est choisie en fonction des caractéristiques du minerai et du 'traitement ; dans les phosphates,elle se situe généralement entre 30 et 100 micromètres, mais elle peut descendre jusquevers 5 - 10 micromètres lorsque les argiles sont valorisables. La sousverse del’hydrocyclone est transférée vers le traitement en aval, alors que la surverse contenant 30 les fines est envoyée vers un décanteur-épaississeur à une concentration d’entrée variant entre 20 et 100 g/1, suivant les cartactéristiques du traitement et de l’installation. Assez fréquemment la sousverse de cyclonage quand ;.l s’agit du produit valorisable, subit une attrition et est cyclonée dans un deuxième étage dont la sousverse est dirigée vers le traitement en aval et la surverse est envoyée au décanteur ou plus généralement recycléevers le premier étage pour qu’il y ait qu'un point de transfert des boues versl’épaississeur. Cela permet de limiter le débit de pulpe à traiter et d’avoir laconcentration en solide la plus forte possible. - un décanteur-épaississeur où la surverse de l’hydrocyclonage est soumise à décantationpour concentrer les boues et clarifier les eaux à recycler.
Le rôle du décanteur-épaississeur est primordial, car, d’une part, il épaissit lesboues constituées par des particules fines, ce qui permet leur stockage dans des bassinsde capacité réduite, et d’autre part, il clarifie l’eau recueillie en surverse qui peut alorssoit être recyclée dans l’installation en amont, soit être remise dans le milieu naturel.
La plupart des minerais concernés sont situés dans des zones arides où l’eau estrare, aussi la solution du recyclage est elle très importante. Or la quantité d’eaurecyclable dépend essentiellement de la concentration 'des boues à la décharge inférieurede l’épaississeur, qui elle-même dépend, outre des caractéristiques de cet appareil, de lanature et des caractéristiques physico-chimiques de ces boues. A l’heure actuelle, dans les installations existantes ou en projet, la priorité estdonnée à l’efficacité du débourbage qui est souvent complété par une attrition ultérieuredans le procédé. La concentration des boues est donc liée aux paramètres découlant decette priorité. Dans le cas des minerais de phosphate sédimentaires, la concentration desortie peut varier entre 100 et 500 g/1 suivant leurs caractéristiques. Dans le cas d’autresminéraux la concentration peut être beaucoup plus faible (kaolinite < 100 g/1). Unvolume d’eau relativement important, rejeté avec les boues, est donc perdu. Cette perted’eau peut être à la base de la limitation ou de l’abandon d’un projet minier. L’invention a pour but de limiter le délitage et le délaminage des argiles et autresminéraux phylliteux tout en maintenant un débourbage efficace, afin de produire desboues décantant mieux et plus concentrées et d’économiser l’eau du procédé. L’invention a pour origine l’observation que plus la granulométrie des élémentsconstituant les boues est fine, plus la vitesse de décantation et la concentration de sortiedes boues sont faibles et qu’il est donc possible d’augmenter cette concentration enproduisant des boues ayant une granulométrie plus grossière.
Le procédé objet de la présente invention consiste à séparer les opérations dedébourbage et de délitage ; il comporte, successivement, un délitage préalable très ménagédes argiles et autres minéraux phylliteux par une opération de mise en pulpe avec action mécanique limitée, suivi d’une séparation des fines dans un hydrocyclone ou tout autreappareil de séparation en voie hunjide dont la surverse est envoyée directement à undécanteur-épaississeur, puis d’un débourbage ou une attrition de la fraction grossièreprovenant de la sousverse de l’étage de séparation précédent et d’une nouvelle séparationdes fines dans un second hydrocyclone ou un autre appareil de séparation en voiehumide.
Entre l’opération de délitage et la séparation des fines, la pulpe pourra êtresoumise à un criblage pour séparer les plus grosses particules qui seront soit éliminées,soit envoyées dans l’appareil de débourbage ou dans un stade en aval du procédé.
Les fines séparées de la pulpe après débourbage sont, soit envoyées directementau décanteur-épaississeur, soit envoyées dans l’appareil de délitage, en tête del’installation. La proportion de ces fines secondaires par rapport aux premières est assezfaible et ne perturbe pas les caractéristiques de décantation et de concentration des boues.
La mise en pulpe pourra être faite dans un couloir éventuellement vibrant, ou unegoulotte équipée ou non de plaques de mélange. Elle pourra également être faite dans unpatouillet incliné, à vis simple ou double, dans un tube laveur, ou même dans undébourbeur simplifié et à temps de séjour très court.
En variante, la mise en pulpe et le criblage qui suit cette opération, pourront êtreeffectués simultanément dans un même appareil, par exemple un crible v;brant ou untrommel rotatif équipé de grilles à fissures, avec arrosage d’eau à fort débit .
Dans certains cas, le débourbage pourra être remplacé par un broyage humide.
Si nécessaire, le débourbage pourra être suivi d’un criblage précédant ! ’éliminationdes fines par hydrocyclonage.
La description qui suit se réfère aux dessins l’accompagnant qui montrent, à titred’exemple non limitatif, deux formes de réalisation de l’invention et sur lesquels lesfigures 1 et 2 sont des schémas d’installations pour la mise en oeuvre de l’invention. L’installation dont le schéma est représenté sur la figure 1 est constituée par unappareil de mise en pulpe 10, un crible 12, un ou plusieurs hydrocyclones 14, un appareilde débourbage 16, un crible 18, un second hydrocyclone ou batterie d’hydrocylones 20,un décanteur-épaississeur 22 et les tuyauteries et les pompes assurant la circulation desproduits entre les différents appareils. L’appareil 10 est constitué par un couloir qui pourra éventuellement être équipéd’un système de mise en vibration. En variante, il pourrait être constitué par une •yod/tte équipée ju non de plaques de mélange, par m> pato!·.·;’?·nul·.·:·; .; -m J-r.pie ..n-dûî)h:e. pat un tube laveur ou tout autre appareil μι'-·)'· ί .un. i? no-.t ·'' pulpe .déd,.^-· i-de: du mmerac L’ ÀppareU î6 est un débourbeur à tambour roph; A; naineà traiter, éventuellement criblé cm omç Ά- ::· <.o-·.' rut.Ht ummdd-,;c ·}Η?γ ;i.7,5 120 mm est introduit en A danr f'-pparç·· d J,·· ;Α;?υ ? :-î^t: ·’:>·,n. c'cveaccc·;. sera indiquée ci-après est c-mdmcc: m· roduc-· f.n d. danr b "cii A S; ..ellcc·. d’.·.’ pas suffisante, de et·· cooprc ïcmç’b· r-m/ero;'> \-îu de ·· : m. neuve peut être ajoutée en •çmpd0,-0:0: dar:.> Γ'.φίν,Γ?? A. -o. ' •-•do-O O.ipD:;-:··: ·' A tantd’appareil W, d: rtcsc: CO -d,:::,:.0 ;; ,.,-,i :.· ovm,: - b· ïcdonce uc t être ménagé de Αςοο ? ηο-ηη m- -d;-! .·.·. o. c d--· il. U·.· de !·.·. eemed: sn-ftlise .! un (''di;Ç. ;uf 0 .:0-0: .... :/· vd·. ; ;··>·.ν-ι.:.·· soit, envoyé'·: 0!Γ(η.ϊ.·;-Γ.;ΐϋί. ίη’:···)·.;’"*·!!!·.: d, ·:·: :::-,-- d: ·,aiti-iTSc et. La ·νϊ>·. en pulpe et k criblage p ·υv<···;·,; drr coopté.··, c-:,- ·:-:·· mo'·:. :::-:-:---,:,0 d που;-:η; sur d crible avec un -débit d’< er nnportοι,; [.,- ,nblag:· pcrne»· c · d.roe: tes oc-. rrr rocoux qui pourraient détereu',· o,., . ,- o·-··- : «mlon»··.: s’:;,·. .·?<? aval Apre·; rr on ' raxcasé le crible 12, la pulpe e-ί eîi'myd· '··, ,-p, ocvdw'.· < dmd menic de -..-.-1---:-- est choisie en fonction des car,rnnr';?qtie; d- r e - c àtrer ,- :r,.rme:m du c,,d.;ce contenant les fines, naturelles p; nos as ce s ce parti r te; d: me, mne:,::, mi ορηοοο es. enoey·'c directement ac docir:eü’dmoo--.o, et d o-îs d·-·: ;.::o. sdiir-mnr.atiOi'. naturelle ou accéq-rée par 1'··χ:>.;.ί.·η':-·;··, ;·,·: :o ,d c?·.·.·..· ...t.- r··.,,-.r, de ·: c:;e:m -oooo.r-ooo-ο;;, et de îd;u cicrde; eu; e·,: c-evoie-' dt-- d-oo -de : >; , es-m:· idd;me -tïte .o dodo * eï ;dvov-r pet' ·>.· 20 et. evotordo·';· -do: , < ::· ;: ' ’ O·:· ! : C ' ' : . d; soüsv'cv du cyclone 14, .contenant U b-.^etior p omme. -00-.-md.éi;cen-beur A ; cile pourra éventuellement être ratébmgee aux ntbts rtv cdA d. L'opération de débourbage effectuée dans L'apparen ib a pot;;· '·-- oo- d-d··;· ireoartdu.d: sableuses, d<- détruire les agglomérat.- et de netten-er d suri ace de·; ρτη···.nottmmenr pof-r ics rendre aptes à la flottation ioisque i-.er.te opéra··'-en est o-omo·-- .ί?.?ι- .0-,0, „. .: Λ·::··;,' a SCO tOU" dfcS d;<‘;. ΙΤΙίΟί -:-- 0,.:-.- ,:000-000 -O- ! ; quantité d.<. &amp;Ό on---odes libérées dans i’apnmo: 10 A, - .juron? c- c··" frit ur··-· ··:; - limitée sur la concentration des boues dans l’épaississeur.
Ces fines secondaires sont séparées dans l’hydrocyclone 20 ou dans un appareilassurant la même fonction et renvoyées en B en tête de l’installation dans l’appareil 10de mise en pulpe et éventuellement dans l’appareil 12. Cette solution favorisel’agglomération naturelle ou la floculation naturelle avec les particules primaires avantséparation en 14 et décantation en 22. En variante, les fines provenant du cyclone 20pourraient être envoyées directement au décanteur 22 ou dans un autre décanteur-épaississeur, suivant les besoins du procédé d'enrichissement.
Le débourbage pourra dans certains cas être remplacé par un broyage humide
Le criblage à la sortie du débourbeur pourra être supprimé si te procédéd’enrichissement du minerai ne nécessite pas cette opération.
Grâce à l’invention, qui permet de réaliser un délitage et un délaminage ménagés,la taille moyenne des fines envoyées au décanteur-épaississeur est nettement plusimportante que celle des fines produites avec les procédés classiques, ce qui permet degagner sur la vitesse de sédimentation et surtout sur la concentration en solides des bouesdéchargées à la pointe de l’épaississeur.
Par ailleurs, le temps de débourbage est beaucoup plus faible que dans lesinstallations classiques, par suite de la diminution du débit solide à traiter et de la faibleproportion ou de l’absence des fines argileuses, ce qui permet de réduire de façon notableles dimensions du débourbeur. Le crible 18 peut également être réduit en taille, ainsi quele nombre de cyclones 20 dont le soutirage est plus faible.
La figure 2 illustre une variante de réalisation. Dans cette forme de réalisation,la mise en pulpe du minerai et le criblage sont effectués dans un trommel criblant 30tournant dans un bac et le débourbeur a été remplacé par une ou plusieurs cellulesd’attrition 32. L’attrition est effectuée en phase concentrée ou diluée. L’exemple suivant met en évidence les avantages du procédé de l’invention parrapport au procédé classique :
Avec le procédé classique, la granulométrie des produits après débourbage est la suivante : > 1 mm 7,22 % 40 μτη - 1 mm 65,71 % < 40 μτη 27,08 % dimension moyenne des < 40 μιη : 12 μτη et la concentration des boues à ta décharge de l’épaississeur dans lequel est envoyée la 0 < r- * r.
Ci fraction des produits dont la taille est inférieure à 40 p,m est : < 300 g/1 sans agitation300-400 g/1 avec agitation (raclage)
Avec le procédé de l’invention, la granulométrie des produits après la mise en5 pulpe est : > 1 mm 8,22 % 40 fim - 1 mm 65,40 % < 40 gm 26,38 % dimension moyenne des < 40 /xm : 20 à 30 gm 10 et la concentration des boues à la décharge de l’épaississeur est : > 500 g/1
Les titres en P205 des fractions restent à peu près identiques à ceux obtenus parla voie· classique., et la granulométrie après débourbage ou attrition a peu évolué.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS !. Procédé de préparation des minerais de phosphates et autres minerais cor'.en mides argiles et/ou d'autres minéraux phyJhteux consistant. à soumettre ces iritne-ais à u:.débourbage et un délitage, puis à séparer les boues contenant les fines et à concentrer cesboues par décantation, caractérisé en ce que, pour augmenter la vitesse de sédirnentat.-.or 5 des fines et. la concentration des boues après décantation, on sépare les opérations de délitage et de débourbage, en effectuant en premier lieu une mise en puloe avec un;··action mécanique limitée, pour avoir un délitage ménagé et un faible dé laminage de:·minéraux, suivie d’une première séparation en voie humide permettant d'éliminer le·fines naturelles primaires, puis en soumettant la fraction restante· à un débourbage ou ia une attrition suivie par une seconde séparation par voie humide pm- élu : mur le·. Ii-:e< secondaires produites par l’opération de débourbage ou d'atti ’.tian.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pulpe est soumise iun criblage après la mise en pulpe pour séparer les gios grains qui sont éliminés ouenvoyés directement à l’appareil de débourbage ou d’attrition
  3. 3. Procédé selon la revendication I ou 2 caractérisé en ce que L fraction de la pulpe contenant les fines provenant de la première séparation par voie humide estenvoyée dans un. cécanteur-épaississeur pour produire dm boue·, plu, i.cmcenticcs etlibérer de l’eau qui peut être recyclée.
  4. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que a railiou de la 2.0 pulpe contenant les fines provenant de la seconde séparai on par voie humide est ervovée dans un décanteur-épaississeur
  5. 5. Procédé selon, la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la. fraci ion de lapulpe contenant les fines provenant de la seconde séparation est mélangé? au mineraientrant pour effectuer la mise en pulpe et favoriser les phénomènes et 'agglomération avec 25 les fines naturelles.
  6. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, earactéiî.sé en ce quela pulpe est: soumise à un criblage après débourbage et a vant d'être soumise à la secondeséparation par voie humide.
  7. 7. Procédé .selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en 2Ό ce que le débourbage ou î’attntion est effectué par un bru cage en > oie m inide.
  8. 8. Installation pour la mise en oeuvre du orc'céi'té -.cioi< la revendicaiion b I caractérisé en ce qu’elle comporte un îppareil de mise en pulpe <".2, 30), ,iu moins unclassificateur hydraulique (14) alimenté en pulpe par ledit appareil et dor.t ia surverse estenvoyée à. un decanteur-epaississeur (22), un débourbeur (16) ou une celluled’attntion (32) alimenté par la sousverse dudit classificateur, et. ..u nionn an secondclassificateur (20) alimenté par ledit débourbeur ou ladite cellule d’attrtticn.
  9. 9. Installation selon la. revendication 8, caractérisé en ce qu’elle comporte en outreun crible (12) entre l’appareil de mise en pulpe (10) et le premier classificateurhydraulique (14).
  10. 10. Installation selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce qu’< lie comporte 10 en outre un crible (18) entre le débourbeur (lé) et le second classé >.ateur ;?0).
  11. 11. Installation selon la revendication 8, 9 ou 10, caractérisée eu ce que ’a svrur· du second classificateur (20) est renvoyée dans l’appareil de mise ce pulpe (10. 30)
OA60628A 1994-03-22 1995-03-21 Procédé et installation de préparation des minerais de phosphate et autres minerais contenant des argiles ou d'autres minéraux phylliteux OA10139A (fr)

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