Désulfuration d’un concentré d’hémo- ilménite produit … · 1 Virginie Derycke Encadrants: M. BENZAAZOUA B. BUSSIÈRE R. MERMILLOD-BLONDIN Désulfuration d’un concentré

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Virginie Derycke

Encadrants: M. BENZAAZOUA

B. BUSSIÈRE

R. MERMILLOD-BLONDIN

Désulfuration d’un concentré d’hémo-ilménite produit dans l’usine

d’enrichissement de QIT stage de troisième année effectué du 02/04/07 au 09/ 09/07

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PLAN de la PRESENTATION

1. Introduction

2. Tests de désulfuration par flottation

3. Résultats des tests

4. Conclusions et recommandations

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IntroductionIntroduction

4

minerai d’hémo-ilménite : t=82,5%

1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion

mine Tio (Havre St Pierre)

complexe métallurgique de QIT à Sorel-Tracy

Produit principal :

le bioxyde de titane (TiO 2)

Du minerai dDu minerai d ’’hhéémomo --ilmilm éénite au nite au bioxyde de titanebioxyde de titane

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LL’’usine dusine d ’’enrichissement de enrichissement de Sorel: procSorel: proc ééddéé simplifisimplifi éé

%hémo-ilménite = 82,5%

Concasseur à cône

> 1,2mm

<1,2mm

Séparation gravimétrique (spirales)

particules < 75 µm

Bassin de décantation

Séparation magnétique

gangue%hémo-ilménite = 95,5%

minerai enrichi

Désulfuration

Magnétisation

Fours rotatifs : grillage

Réaction lente à 700°C

Réaction rapide à 1000°C

minerai mine Tio

Tamis


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Émission de SO2

%S=0,21%%S=0,044%

Politique environnementale Politique environnementale de QIT : de QIT : baisse des baisse des éémission de SOmission de SO 22

Concasseur à cône

Séparation gravimétrique (spirales)

particules < 75 µm



gangue%hémo-ilménite = 95,5%

minerai enrichi


minerai mine Tio

Tamis


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Une alternative Une alternative àà la dla d éésulfuration par sulfuration par grillagegrillage

Objectif : diminuer la teneur en soufre de l’alimentation des fours

Spirales

particules < 75 µm



gangueminerai enrichiparc à résidu ou

fonderie

Concentré de sulfures

Atelier de désulfuration %S

production SO2

minerai mine Tio

Tamis

Concasseur à cône


diminuer le temps de séjour du minerai dans les fours


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La flottation : un procLa flottation : un proc ééddéé trtr èès utiliss utilis éépour la concentration des sulfurespour la concentration des sulfures

- Conditionnement de la pulpe :

hydrophobisation des particules par des réactifs chimiques

- Injection d’air et collecte des particules dans les écumes

Appel d’air

rotor

Coupe d’une cellule Denver

Application :

Métaux de base : concentration de sulfures à intérêt économique (CuFeS2, ZnS,…)

Environnementale : désulfuration des rejets miniers (prévention DMA)

Principe de base de flottation


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Objectifs du stageObjectifs du stage

Étude de préfaisabilité sur la désulfuration du concentré spirale

DDééfis du projet:fis du projet:

-Flottation des particules grossières

-Limitation de l’entraînement d’hémo-ilménite dans le concentré de désulfuration


Évaluer le potentiel de génération d’acide du concentré de sulfures (non présenté dans ce séminaire)

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Les tests de dLes tests de d éésulfuration par flottationsulfuration par flottation

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Analyse granulomAnalyse granulom éétrique du mattrique du mat éérielriel

Granulométrie : 75 -1200 µm

1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de d éésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion

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Analyses minAnalyses min ééralogiques du matralogiques du mat éériel:riel:

Fraction <150 µmFraction 150-300 µm

Fraction >300 µm

DRX

MO

MEB

56,0% ilménite 18,5% hématite 20,6% labradorite 2,9% pyrite2,0% mica

65,5% ilménite 22,6% hématite 6,4% labradorite 4,3% pyrite1,2% mica

Libération en teneur

Libération en surface d’exposition

90%

90%

97%

95%

99%

99%

Chalcopyrite CuFeS 2, siegenite (Ni,Co) 3S4, millérite NiS,

pyrite (Ni = 4 %), oxyde de titane ferrifère

Mx majoritaire

Autres mx

Hématite, ilménite, pyrite (Co = 1 %)

70,0% ilménite 21,7% hématite 5,0% labradorite 0% pyrite0,4% mica


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Flottation des particules grossiFlottation des particules grossi èères res et synthet synth èèse de xanthatese de xanthate

S

SC-O

K

S

SKC-O

S

SKC-O

S

SC-O

KR

Pôle hydrophile : interface collecteur/sulfure

Pôle hydrophobe : interface collecteur/bulle d’air

Flottation grosses particules

hydrophobicité R

Kax-20

Kax-51

tridecylxanthate

H-O

+ KOH+ CS2

RAO,1971


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ProtocoleProtocoleConcentré de spirale : chaudières

Homogénéisation et quartage

Paquet de 1kg

Flottation en cellule Denver de 2,5L Concentré de sulfures

Résidu de désulfuration

Analyse ICP-AES

Tamisage/broyage

>300µm 150-300µm <150µm

Analyse ICP-AES

Tamisage/broyage

>300µm 150-300µm <150µm


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Les essais de dLes essais de d éésulfurationsulfuration

cellule Denver remplacée par une « celluleronde » de 2 L

Remplacement de l’eau distillée par l’eau de

procédé

Autres tests [réalisés avec Kax-

51 à 100g/t]

-Kax-20 : 100g/t-Kax-51 : 50-100-150 g/t-Tridecylxanthate : 100g/t

-Kax-20 : 100g/t-Kax-51 : 50-100 g/t-Tridecylxanthate : 100g/t

Collecteur et concentrations testés

2 semaines à 3 mois1 à 27 heures« age du matériel » :

temps depuis échantillonnage

Essais réalisés àl’UQAT (Rouyn-

Noranda)

Essais in situ réalisés àQIT (Sorel- Tracy)

Aucun effet du temps depuis échantillonnage


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RRéésultats des tests de dsultats des tests de d éésulfurationsulfuration

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Rendement globalRendement global

Moyenne des récupérations sur les 10 meilleurs essais :Kax-51

meilleur collecteur:

Récupération S concentré

Teneur S résiduel

80% 0,08%OBJECTIF

QIT

0,07%

Sans optimisation des autres collecteurs


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Effet du collecteurEffet du collecteur

Kax-20 Kax-51 Tridecylxanthate

100 g/t


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Effet de la concentration en collecteurEffet de la concentration en collecteur

Résultats très contrastésKax-51

Qualité désulfurationconcentration


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Flottation des sulfures grossiers Flottation des sulfures grossiers

Récupération S résidu 0,08%

OBJECTIF QIT 0,07%

Essais avec bilan par tranche granulométrique

Récupération S (concentré)

>300µm 150-300µm <150µm

URSTM-2: 66% 95% 95%

URSTM-3: 71% 95% 95%

S résiduel contenu à plus de 80 % dans les particules > 300 µm

Bonne proportion de particules encore bien libérées (MO)


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300µm

Sulfure résiduel libéré

Sulfure résiduel non libéré

Section polie du résidu (fraction > 300 µm)


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Traitement des donnTraitement des donn éées chimique ICPes chimique ICP --AESAES

ZnS: sphalérite

Concentré de désulfuration

Résidu de désulfuration

Xlstat 2007


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Conclusions et recommandationsConclusions et recommandations

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ConclusionsConclusions

Désulfuration sélective du concentré de spirale possible en cellule Denver

%S résiduel < 0,1% sans optimisationEfficacité des cellules de flottation conventionnelle

(Amélioration par rapport aux études antérieures)

Sulfures non flottés : particules grossières (comme attendu)

Concentré de désulfuration très générateur d’acide :

gestion du rejet ou envoi à une fonderie


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RecommandationsRecommandations

- Essais plus poussé tridecylxanthate sur la fraction > 300µm

- Essais avec cellule ronde sur la fraction > 300µm

- Comparaison/complément cellule/colonne

Optimisation de la flottation des grosses particules


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MERCI DE VOTRE ATTENTIONMERCI DE VOTRE ATTENTION

Remerciements:Remerciements:

QITQIT

URSTM/UQATURSTM/UQAT

Patrice Nadeau

Donald Laflamme

Toute l’équipe technique pour leur aide précieuse et leur bonne humeur.

Nil,pour les essais à QIT, Alain pour les sections polies

Mélanie, Mélinda, Mathieu et Robin pour les analyses chimiques ICP et DRX

Mostafa, Bruno et Raphaël, pour leurs conseils et leur soutien

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29

Stockage du concentrStockage du concentr éé en parc en parc ààrréésidusidu

Spirales

particules < 75 µm


parc à résidu ou fonderie

Concentré de sulfures

Atelier de désulfuration

minerai mine Tio

Matériaux étudiés

1: alimentation (concentré de spirale)

2: résidu de désulfuration

3: concentré de désulfuration

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33

22

Tamis

Concasseur à cône



gangue

minerai enrichi

1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfuration sulfuration 3. Comportement environnemental3. Comportement environnemental 4.Conclusion4.Conclusion

%S

production SO2

PA : 1437,5 kg/CaCO3/t

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Essais statiques : calcul de PNNEssais statiques : calcul de PNN

Lawrence et Wang, 1997

PNN= PAPNN= PA--PNPN

PA= 31,25* %S sulfure

PN=

NaOHHCl NaOH

HCl

NV -V ×

N50×

m

Potentiel d’acidité:

Potentiel de neutralité:

Potentiel net de neutralisation:


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Très générateur

d’acide

Zone d’incertitude

Non générateur d’acide

Générateur d’acide PN-PA=-20kgCaCO3/t

PN-PA=20kgCaCO3/t

Essais statiques calcul de PNNEssais statiques calcul de PNN


Désulfuration

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Essais cinEssais cin éétiques en minitiques en mini --cellulescellules

SRK,1989

Schéma d’une mini-cellule

Concentré :baisse non négligeable du pH,et haute conductivité

Résidu :Faible potentiel de neutralité: hausse légère du pH ( premiers rinçages)

Monroy,2002


33

Eau distillEau distill éée / eau de proce / eau de proc ééddéé

Kax-51 100g/t

Eau de procédé Eau distillée

34

«« cellule rondecellule ronde »» / cellule Denver/ cellule Denver

35

LibLib éération des sulfuresration des sulfures

Documents

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