Récupération de l'étain à partir des résidus d'étain

Le minerai traité par la mine d'étain de Yunnan Yunlong est un minerai sulfuré de type filon de cassitérite-quartz. Les résidus présentent une composition minérale relativement simple, composée principalement de quartz, puis de limonite, de pyrite, de tourmaline et de faibles quantités de cassitérite, d'arsénopyrite, de chalcopyrite, etc. Les résidus contiennent une teneur en étain de 0,451 TP3T, dont 96,261 TP3T d’étain provenant de la cassitérite et 3,741 TP3T d’étain sous forme de sulfure ; la teneur en fer est de 3,711 TP3T ; les teneurs en autres éléments sont faibles : Zn 0,051%, Cu 0,08%, Mn 0,068% ; mais les teneurs en soufre et en arsenic, qui affectent la qualité du concentré, sont relativement élevées : S 1,88%, As 0,1%. En 1992, les ressources en minerai primaire s’épuisant de plus en plus, la mine d’étain de Yunlong a commencé à traiter d’anciens résidus dans un ancien concentrateur d’une capacité de 100 t/j. Afin d’obtenir rapidement de meilleurs bénéfices sociaux et économiques à court terme, une extension à 200 t/j a été proposée en s’appuyant sur le concentrateur existant, en adoptant un schéma de traitement combinant séparation par gravité et flottation, et la production officielle a démarré en avril 1994. Au cours de la production, le schéma de traitement a été continuellement amélioré, et le procédé de production final est illustré à la figure 4-41. Pour s’adapter à la production, le tamis utilisé pour la classification présente des mailles de 0,8 mm dans la moitié avant et de 1 mm dans la moitié arrière. Le cône de déslimage est un cône de φ2500 mm. Ce procédé permet d’obtenir un concentré d’étain présentant une teneur en étain de 56,266%, en soufre de 0,742%, d’arsenic 0,223% et un taux de récupération de l’étain de 68,3%, ainsi qu’un concentré de soufre contenant 47,48% de soufre, 0,233% d’étain et 4,63% d’arsenic.

Figure 4-41 : Processus de traitement des résidus de la mine d'étain de Yunlong

La mine d’étain de Limu utilise un procédé de séparation par gravité et de flottation pour récupérer l’étain à partir d’anciens résidus miniers. La mine a accumulé plus de 6,5 millions de tonnes de résidus, qui contiennent principalement de l’étain, du tungstène, du niobium, du tantale, ainsi que des minéraux siliceux, du feldspath, etc. Le schéma de traitement de re-concentration comprend une séparation par gravité, une flottation des sulfures et une flottation de la cassitérite. Après la séparation par gravité, le concentré contient 26,84% de SnO₂, WO₃ à 9,6%, Ta₂O₅ à 2,7%, Nb₂O₅ à 2,04%, avec des taux de récupération par séparation gravitaire de SnO₂ à 32,99%, WO₃ 24,05%, Ta₂O₅ 42,47% et Nb₂O₅ 24,77%. Le procédé de flottation des minéraux sulfurés comprend une étape de dégrossissage et deux étapes de purification, produisant un concentré contenant Cu 10,81 TP3T, SnS₂ 6,581 TP3T, avec des taux de récupération de Cu de 781 TP3T et de sulfures de 52,661 TP3T. Le concentré de sulfures est soumis à une dépression de l’arsenic et à une flottation du cuivre afin d’obtenir un concentré de cuivre-étain contenant >20% de Cu, >18% de Sn et <1,5% d’As. Le concentré de flottation de cassitérite contient 6,1071 TP3T de SnO₂, avec un taux de récupération de la cassitérite de 63,111 TP3T.

Le concentrateur de Yejihuang, situé dans la mine de Dongpo, dispose d'un atelier de séparation par gravité d'une capacité de 300 t/j, permettant de récupérer la cassitérite à partir des résidus. Les résidus contiennent entre 0,21 TP3T et 0,251 TP3T d'étain (Sn), ce qui permet de produire un concentré d'étain d'une teneur de 42,931 TP3T d'étain (Sn) avec un taux de récupération de 18,661 TP3T, soit une production annuelle de 40 à 50 tonnes d'étain sous forme de concentré.

À la mine de Dayishan, un centre de concentration d'une capacité de 70 à 100 t/j a été construit en 1982. À partir de 33 000 tonnes de résidus anciens exploitables (contenant 0,2971 TP3T d'étain), elle permet de récupérer 31 tonnes de concentré d'étain par an, d'une teneur comprise entre 551 TP3T et 611 TP3T et d'un taux de récupération de 341 TP3Tà 351 TP3T.

À l’échelle internationale, la récupération de l’étain à partir d’anciens résidus stannifères a été mise en œuvre au Royaume-Uni, au Canada et en Bolivie. La société Bartley, au Royaume-Uni, utilise des tables vibrantes et des sluices à bandes croisées pour retraiter les résidus stannifères, obtenant ainsi un concentré, un produit intermédiaire et des résidus présentant des teneurs en étain de 30,22%, 5,53% et 4,49% respectivement, à partir de résidus contenant 0,75% Sn. Le concentrateur à sec de Rosh Crouch, au Royaume-Uni, traite d’anciens résidus titrant entre 0,3% et 0,4% de Sn pour produire un concentré d’étain titrant 30% de Sn. Le concentrateur de Sullivan, au Canada, traite des résidus de flottation d’étain à l’aide d’un schéma de traitement combinant la gravité et la magnétisation afin de produire un concentré d’étain titrant 60% Sn avec un taux de récupération compris entre 38% et 43%. Un concentrateur en Bolivie retraite des résidus anciens et récents contenant 0,31 TP3T de Sn, ce qui permet d’obtenir un concentré d’étain titrant 201 TP3T de Sn avec un taux de récupération compris entre 501 TP3T et 551 TP3T.

La matière première traitée dans un concentrateur du bassin minier de Nandan Dachang, dans le Guangxi, est constituée de résidus anciens provenant d’un bassin de résidus. Ces résidus sont de type cassitérite-sulfure polymétallique. Les principaux minéraux métalliques sont la cassitérite, la pyrite, l’arsénopyrite, la marmatite, la jamesonite, ainsi que de petites quantités de cérusite, d’anglesite, de smithsonite, d’hémimorphite, etc. Les minéraux de gangue comprennent le quartz, la calcite, le schiste siliceux, le calcaire et le calcaire altéré. En raison de leur longue durée de stockage, les minéraux sont fortement oxydés, en particulier la jamesonite et une partie de la pyrite. De plus, les minéraux précieux sont à grains fins, principalement inférieurs à 200 mesh, ce qui accroît considérablement la difficulté de séparation et de récupération. Les teneurs en minéraux précieux dans les résidus sont les suivantes : Sn 0,24%, Pb 0,13% et Zn 0,47%.

À l'issue de recherches expérimentales, le procédé de récupération des résidus a été défini comme consistant en un débourbage après élimination des grosses particules – séparation par gravité. Le schéma de procédé est présenté à la figure 4-42. Dans ce schéma, un classificateur à spirale de φ1 500 mm, qui présente une efficacité de classification élevée, une grande capacité de traitement et une faible consommation d’énergie, a été sélectionné pour l’opération d’élimination des grosses particules. Un hydrocyclone de φ125 mm a été utilisé pour le déslimage et l’épaississement. Enfin, une table vibrante pour boues fines de type Yunnan Tin a été utilisée pour la séparation et la récupération, produisant un concentré d’étain à faible teneur titrant entre 3% et 5% de Sn. En raison de la taille extrêmement fine des particules, de la forte teneur en boues et de la teneur élevée en soufre, un seul passage sur la table vibrante ne permettait pas d’obtenir directement un concentré d’étain à haute teneur. Cependant, la transformation du concentré d’étain à faible teneur en un concentré d’étain à haute teneur n’a nécessité qu’une flottation de désulfuration supplémentaire et une séparation par gravité sur une table vibrante pour l’élimination des boues.

Une fois le procédé de récupération de la cassitérite fine mis en service et opérationnel, plusieurs mesures ont donné des indices moyens de 4,171 TP3T d'étain pour le concentré d'étain à faible teneur et un taux de récupération de 3,331 TP3T par rapport aux résidus d'origine, avec une production annuelle d'étain métallique de 25 tonnes.

Figure 4-42 Schéma de procédé pour la récupération de cassitérite fine à partir d'un concentrateur