Désulfuration d’un concentré d’hémo- ilménite produit … · 1 Virginie Derycke Encadrants:...
Transcript of Désulfuration d’un concentré d’hémo- ilménite produit … · 1 Virginie Derycke Encadrants:...
1
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
2
PLAN de la PRESENTATION
1. Introduction
2. Tests de désulfuration par flottation
3. Résultats des tests
4. Conclusions et recommandations
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
5
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
6
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
Bassin de décantation
Séparation magnétique
gangue%hémo-ilménite = 95,5%
minerai enrichi
Fours rotatifs : grillage
minerai mine Tio
Tamis
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
7
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
Bassin de décantation
Séparation magnétique
gangueminerai enrichiparc à résidu ou
fonderie
Concentré de sulfures
Atelier de désulfuration %S
production SO2
minerai mine Tio
Tamis
Concasseur à cône
Fours rotatifs : grillage
diminuer le temps de séjour du minerai dans les fours
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
8
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
9
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
Évaluer le potentiel de génération d’acide du concentré de sulfures (non présenté dans ce séminaire)
11
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
12
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de d éésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
13
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de d éésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
14
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de d éésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
15
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de d éésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
17
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
18
Effet du collecteurEffet du collecteur
Kax-20 Kax-51 Tridecylxanthate
100 g/t
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
19
Effet de la concentration en collecteurEffet de la concentration en collecteur
Résultats très contrastésKax-51
Qualité désulfurationconcentration
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
20
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)
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
21
300µm
Sulfure résiduel libéré
Sulfure résiduel non libéré
Section polie du résidu (fraction > 300 µm)
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
22
Traitement des donnTraitement des donn éées chimique ICPes chimique ICP --AESAES
ZnS: sphalérite
Concentré de désulfuration
Résidu de désulfuration
Xlstat 2007
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
24
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
25
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfurationsulfuration 3. R3. Réésultatssultats 4.Conclusion4.Conclusion
26
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
29
Stockage du concentrStockage du concentr éé en parc en parc ààrréésidusidu
Spirales
particules < 75 µm
Bassin de décantation
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
11
33
22
Tamis
Concasseur à cône
Fours rotatifs : grillage
Séparation magnétique
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
30
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:
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfuration sulfuration 3. Comportement environnemental3. Comportement environnemental 4.Conclusion4.Conclusion
31
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfuration sulfuration 3. Comportement environnemental3. Comportement environnemental 4.Conclusion4.Conclusion
Désulfuration
32
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
1. Introduction1. Introduction 2.Tests de d2.Tests de déésulfuration sulfuration 3. Comportement environnemental3. Comportement environnemental 4.Conclusion4.Conclusion
33
Eau distillEau distill éée / eau de proce / eau de proc ééddéé
Kax-51 100g/t
Eau de procédé Eau distillée