enrichissement du minerai d'étain

Une veine de quartz minerai de tungstène-étain Dans le Yunnan, le minerai présente de faibles teneurs initiales (0,323% de WO₃ et 0,140% de Sn), une composition minérale complexe (contenant plus de vingt minéraux), mais d’importantes réserves offrant un bon potentiel de développement. Des essais d’enrichissement détaillés ont été menés sur ce minerai. En fonction des propriétés du minerai, plusieurs alternatives de procédés ont été testées pour le dégrossissage et le nettoyage/la séparation du concentré brut. Le schéma de traitement final retenu prévoit un dégrossissage sur table vibrante pour produire un concentré brut de tungstène-étain, suivi d’une désulfuration par flottation, d’une séparation magnétique pour l’élimination du fer, puis d’une séparation du tungstène et de l’étain à température ambiante en utilisant du carbonate de sodium pour le conditionnement de la pulpe, du silicate de sodium comme dépresseur et du savon de paraffine oxydé comme collecteur. De bons résultats métallurgiques ont été obtenus, apportant un soutien technique au développement de la ressource.

Le minerai de tungstène-étain est composé de quartz, de feldspath, de tourmaline, d’actinolite, de trémolite, de fluorite, du mica, de l’illite, de la chlorite, du béryl, du grenat, de l’apatite, de la vésuvianite, de la cassitérite, de la scheelite, de la pyrite, de la pyrrhotite, de la limonite, de l’hématite, de la sphalérite, de l’arsénopyrite, de la wolframite, de la chalcopyrite, etc. Les principaux minéraux de gangue sont le quartz et le feldspath, suivis de la tourmaline, du mica et de la chlorite. Les principaux minéraux métalliques sont la limonite, la pyrite et la pyrrhotite, avec des quantités mineures de scheelite, d’hématite, de sphalérite, de chalcopyrite, d’arsénopyrite, de cassitérite, etc.

Les études de minéralogie des procédés montrent que la scheelite est le principal minéral de tungstène à récupérer. Elle est de couleur grise, jaune clair ou marron clair, et présente une densité relative de 6,1 g/cm³. La scheelite présente une granulométrie hétérogène et des associations complexes, principalement sous forme d’intercroissances étroites avec le quartz et la tourmaline. Elle se présente sous forme d’agrégats irréguliers à grains moyens, granulaires et à grains fins, souvent composés d’un ou de plusieurs cristaux de scheelite de tailles variables, entremêlés ou fixés à du quartz, du feldspath, de la tourmaline, de la chlorite, de la pyrite, etc. Les grains des agrégats peuvent atteindre environ 0,5 mm, leur taille variant généralement entre 0,011 et 0,15 mm, les plus fins mesurant moins de 0,004 mm. Dans le minerai, la cassitérite se présente principalement sous forme de grains anguleux irréguliers, de cristaux prismatiques courts dipyramidaux tétragonaux et de grains subarrondis incrustés dans de la tourmaline, du quartz, etc. Sa couleur est principalement brune, brun foncé, brun rougeâtre, parfois noir asphalte, avec une densité relative de 6,8 à 7,0 g/cm³. Les cristaux de cassitérite atteignent une taille maximale d’environ 0,5 mm, variant généralement de 0,006 à 0,2 mm, les plus fins mesurant moins de 0,003 mm.

Compte tenu des propriétés du minerai, un schéma de traitement comprenant une étape de dégrossissage/préconcentration suivie d’une séparation du concentré en vrac a été retenu. Concrètement, la préconcentration sur table vibrante permet d’obtenir un concentré brut de tungstène-étain, qui est ensuite soumis à une séparation par flottation afin de récupérer le tungstène et l’étain. Dans ce schéma de traitement, le minerai est broyé à –0,5 mm, puis soumis à un premier étage de table vibrante, à un nettoyage secondaire, à un deuxième étage et à un traitement des boues afin de produire un concentré global de tungstène-étain avec un rendement de seulement 0,961 TP3T, qui est ensuite acheminé vers la flottation pour la séparation du tungstène et de l’étain.

Les fractions granulométriques étroites sont traitées séparément ; le sable et les boues sont traités séparément ; les concentrés secondaires et les intermédiaires sont retraités individuellement ; le concentré en vrac de faible teneur est récupéré afin d’optimiser le taux de récupération. Conformément aux plages granulométriques d’alimentation adaptées aux différents types de tables vibrantes de la Yunnan Tin Corporation (Yunxi), le minerai est broyé à –0,5 mm puis classé par voie hydraulique en quatre fractions : +0,25 mm, 0,074–0,25 mm, 0,037–0,074 mm et –0,037 mm. Celles-ci sont acheminées respectivement vers des tables à sable grossier, des tables à sable fin, des tables à rainures et de nouvelles tables à boues fines. Chaque fraction granulométrique est traitée séparément, ce qui permet d’obtenir en un seul passage du concentré, du concentré secondaire, des intermédiaires, des résidus et des boues. Les concentrés secondaires de toutes les fractions sont regroupés et envoyés vers un nettoyage secondaire ; les intermédiaires sont regroupés et envoyés vers un traitement de deuxième étape ; les boues issues de chaque opération sont regroupées et envoyées vers un traitement des boues afin d’améliorer le taux de récupération. Les concentrés en vrac de tungstène-étain issus de chaque étape sont regroupés puis acheminés vers les opérations suivantes de nettoyage et de séparation par flottation.

Le concentré brut issu des tables vibrantes est un mélange de produits lourds à forte teneur en soufre et en fer, nécessitant une élimination des impuretés. Afin de mieux séparer le tungstène et l’étain, des essais de broyabilité ont été réalisés. Un procédé comprenant la désulfuration par flottation → la séparation magnétique pour l’élimination du fer → la flottation de la scheelite → la concentration gravimétrique de l’étain a été adopté. Pour la flottation de la scheelite, une grande quantité de silicate de sodium (90 kg/t de concentré brut) a été utilisée ; celle-ci a été chauffée à 90 °C et agitée pendant 1,5 h afin de déprimer les minéraux de gangue, puis maintenue à une température comprise entre 30 et 40 °C, conditionnée avec du carbonate de sodium, puis soumise à une flottation avec de l’acide oléique comme collecteur. Ce procédé a été comparé à une flottation à température ambiante utilisant du carbonate de sodium pour le conditionnement, du silicate de sodium comme dépresseur et du savon de paraffine oxydé comme collecteur. Le schéma de traitement est présenté à la figure 5-5.

Figure 5-5 : Organigramme du raffinage d'un concentré mixte