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BARYTINE DE CHAILLAC 09250 Luzenac-sur-Ariège VALORISATION PAR SÉPARATION MAGNÉ

BARYTINE DE CHAILLAC 09250 Luzenac-sur-Ariège VALORISATION PAR SÉPARATION MAGNÉTIQUE HAUTE INTENSITÉ DU STÉRILE DE FLOTTATION DE CHAILLAC (Indre) Réalisation d'un pilote continu sur les lieux de production par A. BROUSSAUD et J.-P. FABY BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL Département minéralurgie B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.80.01 78SGN 135 MIN Février 1978 R E S U M E A la demande de la société "Barytine de Chaillac", le département Minéralurgie du BRGM a réalisé et fait fonctionner du 16 janvier au 10 février 1978 une installation pilote de traitement, en continu, par séparation magnétique haute intensité du stérile de flottation de la laverie de Chaillac (Indre), sur les lieux mêmes de production. L'étude a permis de dégager les informations techniques préalables a . toute décision d'investissement : - nécessité d'obtenir du constructeur une garantie en matière de colmatage du séparateur haute intensité par la magnetite présente dans le minerai ; - concentré productible ayant une teneur moyenne dépendant de la teneur du rejet de flottation • 57-58 % Fe pour une teneur d'entrée de 42-43 % Fe (sous forme d'hydroxydes) ; - récupération probable de l'ordre de 0,6 a . 0,7 ; - lien possible entre rendement et capacité de la machine. 0 000 TABLE DES MATIERES Pages RESUME 1. CADRE ET OBJECTIFS DE L'ETUDE 2. SCHEMAS DE TRAITEMENT ADOPTE 3. CRITIQUE DES CONDITIONS DE L'ETUDE 4. RESULTATS 5. CONCLUSION ANNEXE 1 - Etude de 1977 13 ANNEXE 2 - Bilans des essais 19 0 000 1. CADRE ET OBJECTIFS DE L'ETUDE. Le département Minéralurgie du BRGM a installé et fait fonctionner du 16 janvier au 10 février 1978 un pilote de séparation magnétique dans la laverie industrielle de Chaillac Cliidre) . La laverie traite par flottation un minerai de barytine et rejette environ 80 000 tonnes par an de stérile contenant essentiellement des hydro- xydes et oxydes de fer, du quartz et un peu de barytine. "Barytine de Chaillac S.A." souhaite valoriser ce stérile de flottation en produisant un concentré d'oxydes de fer aussi pauvre que possible en impuretés. Le département Minéralurgie du BRGM a réalisé en 1977 une première étude pour tester l'aptitude au traitement par séparation magnétique haute intensité de ce stérile : détermination d'une courbe de lavabilité magnétique à l'aide du séparateur isodynamique Frantz, essais de traitement dans la station d'essais d'Orléans, Les résultats de cette étude (annexe 1) s'étant montrés relativement encourageants, il a été décidé par "Barytine de Chaillac" de la prolonger par le montage d'un pilote continu (5 x 24 h/semaine) sur les lieux mêmes de production. Les objectifs de l'opération étaient : 1. Montrer la faisabilité technique du procédé en continu. 2. Produire du concentré en vue d'une étude de marché à effectuer par "Barytine de Chaillac". 3. Rassembler les données techniques nécessaires préalables à la mise en place d'une installation industrielle. Le pilote a été monté pour, l'essentiel avec du matériel appartenant au BRGM et son fonctionnement a été assuré par la présence permanente d'un technicien du département Minéralurgie. 2. SCHEMAS DE TRAITEMENT ADOPTE (Voir figure 1 ). La production de concentré est essentiellement assurée par le séparateur magnétique haute intensité en voie humide BOXMAG. Néanmoins, il a été installé un étage de séparation magnétique basse intensité pour extraire la magnetite qui, bien que peu abondante dans le minerai C 0 - , 3 à-0,5 % du stérile à traiter), colmaterait rapidement la grille du séparateur haute intensité. Les cônes épaississeurs permettent d'éliminer l'eau ajoutée dans les deux séparateurs magnétiques. Pour un fonctionnement industriel définitif cette eau serait sans inconvénient recyclée. Les appareils hachurés appartiennent au BRGM. Figure 1 la séparatrice haute intensité dans l'atelier de flottation Figure 2 La séparatrice magnétique basse intensité, équipée d'une cuve dessinée et réalisée au BRGM (département Minéralurgie et division Technologie). Figure 3 Les paramètres principaux de réglage du pilote sont : le débit volumique d'entrée, qui contrôle le débit massique aux fluctua- tions de concentration de la pulpe près. Ces fluctuations peuvent être momentannément très importantes dans la sousverse de la cellule de flot- tation, la régulation de son niveau se faisant manuellement, et le débit massique s'est révélé difficile à-contrôler ; les débits d'eau ajoutés : . au séparateur basse intensité, . pour obtenir les mixtes en lavant la matrice dans le champ du séparateur haute intensité, . pour expulser le concentré paramégnétique du rotor du séparateur haute intensité. Ce dernier débit doit être suffisant (3 m V h ajoutés en un ou deux points) pour nettoyer parfaitement la matrice, mais il ne peut en aucun cas suffire à expulser d'éventuelles particules de magnetite car sur le sépa- rateur utilisé, le champ magnétique hors de l'entrefer demeure toujours de plusieurs centaines d'oersted et suffit à - retenir les corps ferro et ferri magnétiques. La forme complexe de la matrice ne permet alors pas à un jet d'eau puissant de nettoyer profondément la grille. Le débit d'eau pour produire les mixtes doit être assez faible pour ne pas entraîner une baisse notable de la récupération. Les essais de 1977 avaient permis d'optimiser ce paramètre à 0,5 m V h . Cette valeur a été conservée, sauf pour quelques essais dont le but était d'améliorer la qua- lité du concentré. Il s'est révélé ultérieurement que les résultats incohé- rents de ces essais étaient dus au colmatage de la matrice (voir chapitre 3). Le débit d'eau du séparateur basse intensité n'est pas un paramètre critique et a été maintenu à . 2,8 m3/h. - La position des goulottes de récupération des produits, et plus précisé- ment des mixtes. La quantité et la qualité des mixtes dépendent de ce paramètre. Après l'essai 4, celui-ci a été modifié pour que la charge cir- culante représente environ 30 % de l'alimentation neuve, au lieu de 50 %. Après concertation avec le constructeur, il s'avère qu'industriellement cette charge circulante doit même pouvoir être ramenée à 5 %. - La vitesse de rotation du rotor. De bons résultats ont été obtenus en 1977 avec une vitesse de 1,3 t/min, mais il s'est rapidement avéré que pour augmenter le débit en conservant un bon rendement, il fallait augmenter celle-ci et la vitesse de 4,5 t/min a été retenue pour la plupart des essais. - L'intensité du courant électrique continu qui traverse la bobine du sépa- rateur haute intensité. Théoriquement, quand cette intensité baisse, la qualité du concentré doit augmenter et la récupération métal diminuer. Néanmoins, ainsi que l'ont montré les études au séparateur isodyna- mique Frantz Cétude J.977, annexe 1) , le minerai est bien libéré et il n'y a pas une gamme continue de grains de susceptibilités différentes. Aussi est- il possible de régler l'intensité au maximum et de s'affranchir de ce para- mètre. Ceci est favorable car en fonctionnement continu, l'intensité décroît avec 1'échauffement de la bobine et se stabilise après plusieurs heures entre 14 et 15 A ( à _ comparer avec 20 A en fonctionnement habituel à froid). Notons toutefois qu'entre 15 et 20 A le champ magnétique varie peu car la saturation de la matrice est atteinte. 3. CRITIQUE DES CONDITIONS DE L'ETUDE. Les résultats obtenus doivent être évalués par rapport aux objectifs énumérés au chapitre 1. - Le premier objectif a été atteint : le pilote a fonctionné pendant la majeure partie de la période d'étude et les arrêts ont eu des causes extérieures (arrêt de production de la laverie) ou non susceptibles de se produire dans une installation industrielle (descente de l'axe du rotor du séparateur haute intensité, modifications volontaires du circuit ou des goulottes de récupération). Néanmoins, il faut préciser qu'après quelques essais les résultats se Sont dégradés et que pendant deux semaines ils ont été franchement mauvais et incohérents. La cause de cette dégradation était un colmatage partiel et non visible extérieurement de la matrice du rotor. Ce colmatage était causé par l'accumulation de magnetite : la récupé- ration du séparateur basse intensité ne peut en effet pas atteindre 1,00, et la magnetite restante est piégée dans le séparateur haute intensité où elle s'accumule progressivement. Selon le constructeur cet inconvénient a disparu sur les machines industrielles actuelles : . d'une part, la disposition des poles est telle qu'il existe des zone de la matrice où le champ magnétique n'exède pas quelques dizaines d'oersted. Un simple courant d'eau permet alors l'élimination de la magne- tite avec les minéraux paramagnétiques ; . d'autre part les machines actuelles sont équipées de démagnétiseurs (champ alternatif) qui suppriment toute aimantation rémanente dans ces zones de champ faible. - Le deuxième objectif n'a été que partiellement atteint : le filtre EMCO loué par "Barytine de Chaillac" n'a pu fonctionner que peu de temps en raison de multiples problèmes électromécaniques. De plus une partie impor- tante du concentré produit l'a été pendant la période où le rotor était colmaté et titre donc moins de 54 % Fe, alors qu'avec un rotor propre la teneur ne doit jamais descendre en dessous de 54 %. - Le troisième objectif a été atteint avec quelques restrictions. uploads/Industriel/ 78-sgn-135-min.pdf