Traitement metallurgique des metaux non ferreux

Les produits à base de chaux jouent un rôle déterminant dans l’exploitation minière et l’extraction de métaux non ferreux, y compris l’aluminium, le cuivre, l’or, le nickel, le cobalt, l’uranium, le titane et le lithium. La chaux joue également un rôle important dans la fusion et le raffinage pyrométallurgique de plusieurs métaux non ferreux. De plus, les produits à base de chaux sont utilisés dans le traitement des effluents et des boues de minerai, ainsi que dans la sédimentation, la déshydratation, la filtration, la protection de l’environnement et la sécurité des mines.

Lhoist propose un large éventail de produits à base de chaux de pureté et de réactivité adaptées à l’optimisation des procédés et la récupération des métaux. En tant qu’experts de l’optimisation de l’utilisation de la chaux, nous apportons à nos clients innovation et expertise au travers de nos services personnalisés, depuis la vente de réactifs à base de chaux jusqu’aux unités externalisées d’extinction de chaux pour la production de lait de chaux (suspension de chaux éteinte) directement sur site.

Métallurgie extractive, hydrométallurgie et traitement des minéraux

Sécurité et traitements

Fusion et raffinage pyrométallurgique

Métallurgie extractive, hydrométallurgie et traitement des minéraux

Production de métaux de base concentrés par flottation des minerais

Le procédé de séparation des minerais par flottation, qui permet d’obtenir des sulfures concentrés, repose sur le principe de réactions différentes des diverses surfaces de minerai en fonction du pH. L’utilisation de la chaux dans la régulation du pH permet d’obtenir un éventail de comportements des minerais en flottation, pour concentrer et récupérer sélectivement les sulfures de métaux de base d’intérêt (cuivre, nickel, cobalt, zinc et plomb).

Dépression de la pyrite pendant la flottation de minerais sulfurés

Pendant la flottation, la pyrite (FeS₂), le minerai sulfuré le plus abondant mais le moins précieux, doit être séparée des sulfures de métaux de base d’intérêt, comme la chalcopyrite CuFeS₂. Sans dépression de la pyrite, FeS₂ contaminerait et diluerait le produit concentré. L’utilisation de la chaux facilite cette séparation.

Production d’alumine à partir de bauxite à l’aide du procédé Bayer

Le procédé Bayer est le principal procédé industriel de raffinage de la bauxite pour produire de l’alumine (oxyde d’aluminium). La chaux, typiquement sous la forme de chaux éteinte (lait de chaux), est utilisée dans plusieurs étapes du traitement des minéraux, y compris digestion, caustification, filtration, production d’adjuvants de filtration (formation d’aluminate de tricalcium) et élimination des oxalates.

Récupération d’or par cyanuration

Le cyanure est le lixiviant le plus couramment employé dans le passage de l’or en solution, à partir duquel il peut être récupéré et converti en or métallique. La chaux joue un rôle clé dans la régulation du processus de lixiviation par cyanuration, en augmentant le pH jusqu’à un niveau opérationnel efficace et sécuritaire.

Traitement de l’or réfractaire

Le minerai d’or réfractaire contient généralement du sulfure de fer (typiquement de la pyrite, FeS₂), qui doit être oxydé et éliminé avant cyanuration. Les divers procédés d’oxydation génèrent de l’acide, ce qui nécessite une consommation significative de chaux pour neutraliser cet acide, précipiter les impuretés et réguler le pH (> 10,5) de la cyanuration. Notre savoir-faire nous permet d’optimiser l’utilisation de la chaux dans ces applications.

Élimination de l’arsenic

L’arsenic est une impureté significative et dangereuse, associée à de nombreux minerais de cuivre et d’or réfractaire. Souvent présent dans les solutions acides, il doit être éliminé sous une forme solide stable. La conversion de l’arsenic soluble en scorodite FeAsO₄.2H₂O est considérée comme l’option de traitement la mieux adaptée. Elle nécessite les éléments suivants :

fer ferreux soluble
oxydant pour oxyder le fer ferreux en fer ferrique. Ceci résulte en la co-oxydation de l’arsenic en arséniate et la co-précipitation d’As avec Fe sous la forme de scorodite.
chaux pour augmenter le pH de la solution acide contenant l’arsenic. Ceci facilite l’oxydation du fer ferreux en fer ferrique et garantit la précipitation et la stabilité de la scorodite.

Lixiviation du minerai d’oxyde de cuivre-cobalt

Le traitement hydrométallurgique des minerais d’oxyde de cuivre-cobalt implique la dissolution du minerai à l’acide. La précipitation des impuretés dissoutes depuis la solution acide résultante exige plusieurs étapes. La chaux est utilisée dans diverses étapes de précipitation au cours de ces procédés.

Traitement hydrométallurgique des latérites nickélifères

Le traitement hydrométallurgique des latérites nickélifères (limonites ou saprolites) nécessite des conditions acides pour la dissolution du nickel inclus dans le minerai de latérite. Cette solution acide est neutralisée en plusieurs étapes à l’aide de chaux, par précipitation des impuretés dissoutes depuis la solution et récupération des métaux de base d’intérêt (Ni, Co, Cu) sous forme de produits précipités.

Récupération de l’argent partir de minerais sulfurés d’or réfractaire

Pendant le traitement par oxydation sous pression ou en autoclave de certains types de minerai, l’argent peut se déporter vers le résidu sous forme d’un coprécipité dans les sulfates de fer basiques, empêchant sa récupération. Un traitement par la chaux à ébullition peut être utilisé, dans la mesure où les précipités contenant de l’argent réagissent avec la chaux à température élevée. Ceci entraîne leur conversion en oxydes et/ou hydroxydes de fer et la solubilisation de l’argent pour récupération ultérieure.

Production d’oxyde de titane

La production de TiO₂ à partir d’ilménite FeTiO₃ requiert l’utilisation d’acide sulfurique. Le calcaire et la chaux sont nécessaires à la neutralisation des effluents résultants et à l’élimination des impuretés métalliques dissoutes avant réutilisation ou rejet dans l’environnement.

Production de yellowcake d’uranium

L’acide sulfurique sert à lixivier l’uranium depuis certains types de minerai, souvent avec l’aide d’un oxydant comme le fer ferrique. Une telle lixiviation se déroule soit in situ, soit en tas, soit en cuve sous agitation. Après récupération de l’uranium depuis la solution, typiquement par extraction au solvant, l’exsudation de la solution acide nécessite une neutralisation et un traitement pour éliminer les métaux dissous. La chaux est utilisée à la fois dans la neutralisation et la précipitation.

Production de lithium

Le lithium est produit sous forme de carbonate ou d’hydroxyde à partir de plusieurs sources, y compris minerai de spodumène, lépidolite et saumures. Dans ces procédés, les principaux postes de consommation de la chaux sont :

l’élimination du magnésium dans les schémas de récupération de saumure
la neutralisation et l’élimination des impuretés dans les schémas de traitement du spodumène
la conversion de carbonate de lithium en hydroxyde de lithium monohydraté.

Sécurité et traitements

Régulation de l’humidité dans les produits minéraux solides (limites d’humidité pour le transport)

Les produits minéraux, comme le minerai de fer et d’autres concentrés minéraux, doivent se conformer à des réglementations strictes sur l’humidité pour le transport, qui s’appliquent à l’expédition en vrac. Une humidité trop faible entraîne des problèmes de formation de poussières. Une humidité trop importante fluidifie la matière, avec des conséquences potentiellement désastreuses pour les navires de transport en vrac. La chaux CaO réagit avec l’eau libre pour former de l’hydroxyde de calcium, ce qui réduit la teneur en humidité des produits minéraux. La chaux peut également être employée en tant que moyen de régulation d’humidité pour les solides minéraux en vrac dans des conditions environnementales aboutissant à la formation de minerais humides et collants, entraînant des problèmes lors de la manipulation du vrac.

Déshydratation et floculation des particules minérales suspendues dans les épaississants

La chaux peut jouer le rôle de floculant lors de l’épaississement et de la sédimentation de particules minérales, augmentant la vitesse de sédimentation et améliorant la déshydratation lors de l’élimination des boues de minerai.

Confinement hydraulique

La chaux peut modifier les propriétés hydrauliques des installations destinées au confinement des solutions et des boues de minerai. Proviacal^® DD est un produit à base de chaux spécifiquement conçu pour la modification hydraulique des digues, des barrages et des installations de confinement des boues de minerai. www.proviacal.com

Régulation des odeurs des concentrés minéraux

La régulation des odeurs constitue un aspect important du stockage, du transport et de la manipulation de concentrés de métaux de base sous forme de sulfures. D’autre part, des collecteurs de flottation comme les xanthates sont retenus dans les concentrés minéraux. Dans certaines circonstances, ces composés organiques peuvent se décomposer pendant le stockage, le transport et la manipulation des concentrés de métaux de base. Les produits de décomposition incluent les composés organosoufrés gazeux, à l’origine d’odeurs significatives. Ces odeurs peuvent amener les instances réglementaires à restreindre le transport de ces concentrés. L’utilisation de produits à base de chaux dans l’étape finale de séparation solide/liquide de la production de concentrés permet de réduire significativement les odeurs associées aux concentrés minéraux.

Prévention des explosions de poussières de charbon

Le calcaire broyé est utilisé en exploitation minière souterraine de charbon pour prévenir et contrer les explosions de poussières de charbon. Il est généralement pulvérisé sur les parois des mines, jouant le rôle de liant pour les poussières de charbon, les empêchant ainsi de se répandre dans l’atmosphère de la mine et de contribuer au risque d’explosion. De plus, des sacs de calcaire sont stockés à des endroits stratégiques de la mine. En cas d’explosion, ces sacs explosent également. Les poussières de calcaire résultantes diluent les poussières de charbon, réduisant l’impact de l’explosion et le potentiel de combustion.

Fusion et raffinage pyrométallurgique

La chaux est utilisée dans de nombreuses applications de raffinage et de fusion du cuivre, du nickel, de l’aluminium et du magnésium.

Cuivre et nickel

Agent fondant dans les fours à cuivre pour créer des scories. La chaux est stable à température élevée et ne requiert aucun apport d’énergie, à l’inverse du calcaire, qui élimine une énergie devant être remplacée.
Élimination de l’arsenic présent dans le cuivre des convertisseurs et des fours de cuisson d’anodes, et précipitation de l’arsenic des effluents de récupération d’acide des fours de grillage.
Réactif d’épuration pour le traitement des effluents gazeux provenant d’opérations de taraudage de métaux de base.
Simplification de la filtration des poussières capturées, et prévention de la formation de boues dans les filtres à sac captant l’humidité de l’air.

Aluminum

EMGESAL^® AI est un agent fondant et de raffinage spécialement conçu pour l’aluminium.

Magnesium

La gamme EMGESAL^® FLUX est constituée d’agents fondants de haute qualité pour métaux légers, spécialement adaptés au raffinage du magnésium. Ils éliminent les inclusions non métalliques, fournissent une protection lors la fusion et éteignent les incendies de magnésium. Brochure Emgesal® - EN

Notre usine de Rheinkalk fabrique une gamme de produits synthétiques anhydres sans chaux, à base de carnallite (MgCl₂-KCl), destinés aux applications de fusion et de raffinage des métaux légers.

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