Des méthodes révolutionnaires pour maximiser les amendes

Les chercheurs développent de nouvelles méthodes pour séparer plus efficacement les matériaux fins précieux mesurant moins de 20 μm des minerais. Le procédé consiste à attacher les particules du matériau désiré à des bulles d'air et à les récupérer sous forme de mousse.

Le traitement des matériaux à grains fins représente un grand défi pour l'industrie minière. Les minerais doivent d'abord être concassés et broyés jusqu'au micromètre, un processus qui augmente leur surface et libère les particules minérales de la gangue. À ce stade précoce, la flottation par mousse aide à séparer les particules en fonction de la capacité des minéraux et des métaux, rendus hydrophobes par les réactifs de flottation, à adhérer aux surfaces des bulles d'air dans une suspension aqueuse. Ces agrégats de particules de bulles sont transportés à la surface de la pâte (slurry), où ils pénètrent dans la mousse qui est ensuite éliminée. Le matériau restant du minerai qui ne remonte pas à la surface forme les résidus de flottation.

Bien que la flottation par mousse puisse traiter efficacement des particules dont la taille varie entre 20 μm et 200 μm, elle doit encore faire des progrès significatifs dans le traitement des particules plus petites. Les particules fines et ultrafines ne flottent pas facilement car elles ont une faible efficacité de collision et de fixation avec les bulles d'air, ce qui entraîne la perte de minéraux précieux. De plus, en raison de leur surface relativement élevée, ces particules plus petites nécessitent plus de réactifs pour leur traitement.Le projet FineFuture, financé par l'UE, travaille sur des solutions inventives pour récupérer les fines de haute qualité et à des taux élevés, de sorte que les matériaux ultrafins précieux ne soient plus mis au rebut. "La capacité de récupérer des particules de taille inférieure à 20 μm est très importante car il n'existe actuellement aucune technologie capable de les capturer efficacement sans dépenser beaucoup d'énergie et d'eau. Nos solutions avancées à haut rendement énergétique promettent des réductions significatives des pertes de ressources, favorisant ainsi la compétitivité de l'industrie minière de l'UE », note la coordinatrice du projet, Kerstin Eckert.

FineFuture vise à faire progresser la compréhension fondamentale de la flottation des particules fines. Ses solutions technologiques révolutionnaires devraient fournir une voie durable pour valoriser les ressources grâce au retraitement des dépôts de résidus, tout en pouvant également aider à débloquer de nouvelles matières premières critiques à partir des gisements naturels et des déchets miniers. Les chercheurs sont sur la bonne voie pour proposer des méthodes qui démontrent des performances supérieures, 20 % d'économies d'énergie et 30 % d'économies d'eau par rapport à l'état de l'art.

"L'accent a été mis sur le contrôle efficace des interactions de surface entre les bulles et les particules fines afin d'améliorer de manière sélective leur probabilité d'attachement", explique Eckert. Jusqu'à présent, les chercheurs ont testé des méthodes pour décrire les interactions entre les réactifs collecteurs, les dépresseurs et les minéraux. L'équipe FineFuture a également rapporté des méthodes pour améliorer la sélectivité de flottation des minéraux carbonatés. L'utilisation d'additifs non ioniques a conduit à une diminution significative de la consommation du collecteur. Le projet a développé un nouveau collecteur provoquant une attraction électrostatique entre les bulles et les particules à base de silice. Une stratégie efficace pour surmonter les problèmes de flottation des particules fines consiste à réduire la taille des bulles et à utiliser des types spéciaux de cellules de flottation appelées cellules de réacteur-séparateur qui stimuler les interactions bulle-particule. Les chercheurs ont réalisé des progrès sur ce front. En particulier, ils ont rapporté différentes technologies pour générer des microbulles, y compris l'utilisation d'un générateur de microdispersion air-dans-eau. Des tests de flottation menés à l'aide de ce générateur ont montré que l'ajout de microbulles favorisait la récupération des particules de quartz.

"FineFuture applique une approche de recherche transdisciplinaire et unique en son genre qui fusionne la science des colloïdes et des interfaces, la dynamique des fluides, la physique, le traitement des minéraux, le génie chimique, le génie électrique, la science informatique et les mathématiques avancées", note Eckert. "Nos concepts et technologies révolutionnaires feront évoluer le paradigme minier actuel vers l'exploitation de gisements minéraux naturels constitués de minuscules grains d'une manière économique et respectueuse de l'environnement."

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