Domaine technique

La présente invention concerne un procédé de préparation d'un agent collecteur de flottation utilisé dans un concentrateur de fluorine, et plus particulièrement à un procédé de préparation d’un collecteur de flottation de fluorine utilisant, comme matières premières de base, de l’acide gras brut ou un mélange d’acides gras, qui sont des produits intermédiaires issus de la production d’acide oléique et qui sont couramment utilisés comme collecteurs de flottation de fluorine dans les installations actuelles de flottation de la fluorine.

Arrière-plan artistique

À l'heure actuelle, l'acide oléique est largement utilisé comme collecteur de flottation dans les usines de concentration de fluorine, tant au niveau national qu'international. L'acide oléique peut être produit à partir d'huiles alimentaires, mais en raison du prix élevé et des ressources limitées de ces dernières, certains fabricants se sont tournés ces dernières années vers l'utilisation de « soapstock » ou d'huile acidifiée comme matières premières pour la production d'acide oléique. Ici, on entend par « résidus de savon » le sous-produit généré lors du traitement des huiles alimentaires animales et végétales dans les huileries, c'est-à-dire la couche émulsionnée et les sédiments restant après extraction de l'huile finie ; l’huile acidifiée désigne le mélange d’acides gras et d’huile non hydrolysée obtenu après acidification préliminaire et hydrolyse des résidus de savon, présentant un indice d’acide compris entre 110 et 130 (mg de KOH/g d’échantillon).

Le procédé général de préparation de l'acide oléique est le suivant : la pâte de savon brute ou l'huile acidifiée est hydrolysée dans des conditions acides ou alcalines pour produire des acides gras bruts ; une fois la phase aqueuse éliminée des acides gras bruts, ceux-ci sont séchés, déshydratés et distillés pour produire un mélange d’acides gras représentant environ 85% de la quantité d’acides gras bruts, tandis qu’un sous-produit, constitué des résidus de distillation, est également obtenu ; les acides gras mélangés sont ensuite soumis à une congélation puis à un pressage pour obtenir le produit final, l’acide oléique, dont le rendement représente environ 65% à 75% des acides gras mélangés, l’acide solide étant produit comme sous-produit.

Comme le montre le processus de production décrit ci-dessus, le cycle de production de l’acide oléique est long, la consommation d’énergie pour la distillation et le pressage à froid est élevée, et deux sous-produits de faible valeur (résidu de distillation et acide solide) sont générés. La proportion du produit final (acide oléique) par rapport à l’acide gras brut intermédiaire initial n’est que d’environ 50% à 65%, ce qui rend l’acide oléique coûteux et augmente donc le coût de production des usines de flottation de fluorine qui l’utilisent. De plus, en raison d’un pressage à froid imparfait dans certaines usines, on obtient souvent de l’acide oléique contenant davantage d’acides solides. Lorsque cet acide oléique est utilisé comme collecteur pour la flottation de la fluorine, les performances de flottation se détériorent considérablement à basse température, et la capacité de collecte diminue fortement.

Résumé de l'invention

L'objet de la présente invention est de proposer un procédé de préparation d'un agent collecteur pour la flottation de la fluorine, caractérisé par un faible coût de production, une forte capacité de collecte et une aptitude à la flottation à basse température, compte tenu des problèmes susmentionnés liés à la production d'acide oléique et à son application dans la flottation de la fluorine.

Le procédé de préparation du collecteur de flottation pour la fluorine selon la présente invention est mis en œuvre selon le processus et les étapes suivants : utiliser comme matières premières de l’acide gras brut ou un mélange d’acides gras, qui sont des produits intermédiaires de la production d’acide oléique, présentant un indice d’acide supérieur à 165 mg de KOH/g d’échantillon et une teneur en acides insaturés >80% ; ajouter de l’acide sulfurique concentré en une quantité comprise entre 3% et 15% par rapport au poids de l’acide gras, en maintenant la température de réaction entre 20 °C et 40 °C, avec une durée de réaction de 40 à 90 minutes ; une fois la réaction de sulfatation terminée, procéder au lavage, laisser reposer, séparer la couche aqueuse, puis ajouter un agent moussant de flottation en une quantité comprise entre 0,4% et 3% par rapport au poids de l’acide gras, et mélanger uniformément pour obtenir le produit fini.

Dans le procédé de préparation du collecteur de flottation de la fluorine selon la présente invention, la quantité optimale d’acide sulfurique concentré à ajouter est comprise entre 5% et 8% en poids d’acide gras. Si la quantité ajoutée est trop élevée, le pouvoir moussant du produit fini devient trop important et la sélectivité diminue ; si la quantité est trop faible, la réaction de sulfatation est insuffisante. La quantité d’agent moussant de flottation ajoutée est de préférence comprise entre 0,5% et 1% en poids d’acide gras. Si la quantité ajoutée est trop élevée, le pouvoir moussant est trop important et la sélectivité s’en trouve réduite ; si la quantité est trop faible, les performances de collecte du réactif sont réduites.

L'agent moussant ajouté pour la flottation peut être un alcool, tel qu'un alcool terpénique, un éther de polyglycol, tel que l'éther de polypropylèneglycol, ou un alcane, tel que le triéthoxybutane, ou encore d'autres agents moussants présentant des propriétés similaires à celles des types susmentionnés, tous bien connus des spécialistes du domaine. Il est préférable d'utiliser de l'huile de flottation n° 2 (de type alcoolique, dont le composant principal et actif est l'alcool terpénique), largement disponible sur le marché.

Par rapport au procédé de production d'acide oléique, le procédé de préparation du collecteur de flottation à base de fluorine proposé par la présente invention présente les avantages suivants :

(1) Il n'est pas nécessaire de rejeter les sous-produits de faible valeur, ce qui permet d'optimiser l'utilisation des matières premières et de réduire les coûts de production.

(2) Par rapport au procédé de préparation de l'acide oléique, la technologie de transformation de l'agent de flottation à base de fluorite issue de la présente invention remplace le long cycle de production comprenant le séchage, la déshydratation, la distillation et le pressage à froid requis pour l'acide oléique par une réaction de sulfatation d'une durée de 40 à 90 minutes, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie et, par conséquent, les coûts.

(3) Le traitement de sulfatation provoque la réaction de sulfatation d’une partie des acides gras insaturés présents dans la matière première. Les produits sulfatés introduisent des groupes sulfate, qui peuvent améliorer l’adsorption du réactif sur le minerai, augmentant ainsi l’efficacité de collecte du réactif. Les produits sulfatés présentent une bonne solubilité dans l’eau. Associés à l'agent moussant à bas point de fusion, ils s'intègrent dans la structure moléculaire des acides gras, améliorant ainsi l'émulsification et la dispersion du réactif dans la pulpe, augmentant sa couverture à la surface du minéral et renforçant ainsi considérablement la capacité de collecte du réactif.

(4) L'agent collecteur pour la flottation de la fluorine préparé selon le présent procédé présente des propriétés d'émulsification et de dissolution améliorées, ainsi qu'une bonne solubilité dans l'eau et une bonne dispersibilité, ce qui le rend adapté à la flottation de la fluorine à température normale ou à basse température.

Description détaillée des modes de réalisation

La méthode faisant l'objet de la présente invention est décrite plus en détail ci-après à la lumière des exemples suivants.

Exemple 1

En utilisant comme matière première 100 g d’acide gras brut ou d’acide gras mixte, un produit intermédiaire de la production d’acide oléique, présentant un indice d’acide supérieur à 165 mg de KOH/g d’échantillon et une teneur en acides insaturés de 80,0%, 3 g d’acide sulfurique concentré ont été ajoutés sous agitation continue. La température de réaction a été maintenue entre 35 °C et 40 °C à l’aide d’eau de refroidissement. Après l’ajout de l’acide sulfurique concentré, l’agitation s’est poursuivie pendant 40 minutes au total. Ensuite, 20 g d’eau du robinet ont été ajoutés, le mélange a été agité pendant 1 minute à des fins de lavage, puis laissé au repos pendant 1 à 2 heures. Une fois la stratification bien établie, la couche d’eau a été séparée, puis 3 g d’huile de flottation n° 2 (agent moussant) ont été ajoutés, avant de mélanger uniformément pour obtenir le produit.

Exemple 2

Conditions de procédé : la quantité d’acide gras brut utilisée était de 100 g, avec un indice d’acide supérieur à 175 mg de KOH/g d’échantillon et une teneur en acides gras insaturés de 85% ; la température de la réaction de sulfatation était comprise entre 30 °C et 35 °C ; la durée de la réaction de sulfatation était de 60 minutes ; la quantité d’acide sulfurique concentré ajoutée était de 7 g ; la quantité d’huile de flottation n° 2 (agent moussant) ajoutée était de 1 g. Les étapes du procédé étaient les mêmes que dans l’exemple 1.

Exemple 3

Conditions de procédé : La quantité d'acide gras brut utilisée était de 100 g, avec un indice d'acide supérieur à 180 mg de KOH/g d'échantillon et une teneur en acides gras insaturés de 88,5% ; la température de la réaction de sulfatation était comprise entre 20 °C et 30 °C ; la durée de la réaction de sulfatation était de 90 minutes ; la quantité d’acide sulfurique concentré ajoutée était de 15 g ; la quantité d’agent moussant de flottation ajoutée était de 0,4 g. Les étapes du procédé étaient les mêmes que dans l’exemple 1.

Exemple 4

Conditions de procédé : la quantité d'acide gras brut utilisée était de 100 g ; la quantité d'acide sulfurique concentré ajoutée était de 8 g ; la quantité d'huile de flottation n° 2 (agent moussant) ajoutée était de 0,5 g. Les autres conditions de procédé étaient identiques à celles de l'exemple 2. Les étapes du procédé étaient les mêmes que dans l'exemple 1.

Exemple 5

Conditions de procédé : la quantité d'acide gras brut utilisée était de 100 g ; la quantité d'acide sulfurique concentré ajoutée était de 5 g ; la quantité d'huile de flottation n° 2 (agent moussant) ajoutée était de 0,8 g. Les autres conditions de procédé étaient identiques à celles de l'exemple 2. Les étapes du procédé étaient les mêmes que dans l'exemple 1.

Exemple 6

L'agent moussant ajouté pour la flottation était du triéthoxybutane. Les autres conditions du procédé étaient identiques à celles de l'exemple 2. Les étapes du procédé étaient identiques à celles de l'exemple 1.

Exemple 7

L'agent moussant ajouté pour la flottation était de l'éther de polypropylène glycol. Les autres conditions de procédé étaient identiques à celles de l'exemple 2. Les étapes du procédé étaient identiques à celles de l'exemple 1.

Les équipements utilisés dans le procédé de préparation du collecteur de flottation pour la fluorine selon la présente invention sont des équipements classiques bien connus des personnes versées dans l'art.

Le collecteur de flottation à base de fluorite préparé selon le présent procédé présente un point de solidification compris entre 14 °C et 20 °C et un indice d'acide compris entre 170 et 200 mg de KOH/g d'échantillon. Le produit conserve en grande partie les propriétés de l’acide gras brut. En fonction de la quantité d’acide ajoutée, entre un tiers et un quart du produit subit une réaction de sulfatation avec l’acide sulfurique concentré pour former des produits sulfatés et leurs produits d’hydrolyse R‑CH=CH‑(CH₂)ₙ‑COOH. Par conséquent, le produit est un mélange d’acides gras, de produits sulfatés d’acides gras insaturés et de leurs produits d’hydrolyse, ainsi que d’un agent moussant de flottation ; il se présente sous la forme d’un liquide huileux visqueux à température ambiante.