Chapitre 1 : Caractéristiques des ressources en minerai de plomb-zinc et de la valorisation
1.1 Caractéristiques de la répartition mondiale des ressources
Principaux types de minéralisation :
Dépôts sédimentaires exhalatifs (55%)
Dépôts de type Mississippi Valley (30%)
Dépôts sulfurés massifs volcanogènes (VMS) (15%)
Dépôts représentatifs :
Gisement de Fankou en Chine (Réserves prouvées : Pb+Zn >5 millions de tonnes)
Mine de Mount Isa en Australie (Teneur moyenne en zinc : 7,2%)
Associations minéralogiques :
Intercroissance intime PbS-ZnS (Distribution granulométrique : 0,005-2 mm)
Associations de métaux précieux (Teneur en Ag : 50-200 g/t, se présentant souvent sous forme de galène argentifère)
1.2 Défis de la minéralogie des procédés
Teneur variable en fer dans la sphalérite (Fe 2-15%) :
Impacte le comportement de la flottation en raison des changements de la chimie de surface, la sphalérite à haute teneur en fer (>8% Fe) nécessite une activation plus forte
Minéraux secondaires du cuivre (par exemple, covellite) :
Provoque une contamination du cuivre dans les concentrés de zinc (généralement >0,8% Cu), nécessite des réactifs de dépression sélectifs (par exemple, complexes Zn(CN)₄²⁻)
Effets d'enrobage par les boues :
Devient significatif lorsque les particules de -10 µm dépassent 15 %, Méthodes d'atténuation :
---Agents de dispersion (silicate de sodium)
---Circuits de broyage-flottation par étapes
Chapitre 2 : Systèmes modernes de procédés de valorisation
---Broyage en circuit fermé primaire : Classification par hydrocyclone, Charge circulante : 120-150%
---Finesse cible : 65-75% passant à 74 µm, Degré de libération de la galène : >90%
---Schéma des réactifs :
Type de réactif | Dosage (g/t) | Mécanisme d'action |
Chaux | 2000-4000 | Ajustement du pH à 9,5-10,5 |
Diéthyldithiocarbamate (DTC) | 30-50 | Collecteur sélectif de galène |
MIBC (mousseur) | 15-20 | Contrôle de la stabilité de la mousse |
---Configuration de l'équipement : Cellules de flottation JJF-8 : 4 cellules pour le débourbage + 3 cellules pour le nettoyage
---Dosage de CuSO₄ : 250±50 g/t, Optimisé avec l'intensité du mélange (densité de puissance : 2,5 kW/m³)
---Plage de contrôle du potentiel (Eh) : +150 à +250 mV
Percées technologiques clés :
---Collecteur composite à haut rendement (AP845 + dibutyl dithiophosphate d'ammonium, rapport 1:3)
---Technologie d'élimination par dépression sélective (ajustement du pH à 7,5±0,5 en utilisant Na₂CO₃)
Cas d'application industrielle :
---Débit augmenté de 22 % (atteignant 4 500 t/j) dans une mine de Mongolie intérieure
---La teneur en concentré de zinc s'est améliorée de 3,2 points de pourcentage
Sous-système de pré-concentration :
---Contrôle de la densité du milieu (poudre de magnétite D50=45µm)
---Cyclone à trois produits (type DSM-800) efficacité de séparation Ep=0,03
Analyse économique :
---Lorsque le taux de rejet des déchets atteint 35-40 %, les coûts de broyage sont réduits de 28-32 %
Chapitre 3 : Réactifs de valorisation des minerais de plomb-zinc
Réactif | Minéral cible | Dosage (g/t) | Plage de pH | Caractéristiques notables |
Xanthates (par exemple, SIPX) | ZnS | 50-150 | 7-11 | Rentable, nécessite une activation au CuSO₄ |
Dithiophosphates (DTP) | PbS | 20-60 | 9-11 | Haute sélectivité du plomb par rapport au zinc |
Acides gras | Minerais oxydés | 300-800 | 8-10 | Nécessite des dispersants (par exemple, Na₂SiO₃) |
Amines (par exemple, dodécylamine) : Utilisées en flottation inverse pour l'élimination des silicates, Dosage : 100-300 g/t, pH 6-8
Acides amino-carboxyliques : Sélectifs pour le Zn dans les minerais complexes, Efficaces à pH 4-6 (Eh = +200 mV)
Réactif | Fonction | Dosage (kg/t) | Impuretés cibles |
Na₂S | Dépression du Zn dans le circuit Pb | 0,5-2,0 | FeS₂, ZnS |
ZnSO₄ + CN⁻ | Dépression de la pyrite | 0,3-1,5 | FeS₂ |
Amidon | Dépression des silicates | 0,2-0,8 | SiO₂ |
Na₂CO₃ | Modificateur de pH (tampon à 9-10) | 1,0-3,0 | - |
Les réactifs composites de valorisation désignent des systèmes de réactifs multifonctionnels formés en intégrant deux ou plusieurs composants fonctionnels (collecteurs, dépresseurs, mousseurs, etc.) par mélange physique ou synthèse chimique. En fonction de leur composition, ils peuvent être classés en :
Mélange mécanique de réactifs individuels (par exemple, diéthyldithiocarbamate (DTC) + xanthate de butyle dans un rapport de 1:2)
Exemple typique :
Collecteur composite LP-01 (xanthate + thiocarbamate)
Réactifs multifonctionnels conçus au niveau moléculaire
Exemples typiques :
Complexes acide hydroxamique-thiol (double fonctionnalité collecteur-dépresseur)
Dépresseurs polymères zwitterioniques
Chapitre 4 : Équipement clé et paramètres techniques
Stade de débourbage : Machine de flottation KYF-50 (taux d'aération : 1,8 m³/m²·min)
Stade de nettoyage : Colonne de flottation (Cellule Jameson, diamètre des bulles : 0,8-1,2 mm)
Données de test comparatives : Mécanique conventionnelle vs cellules aérées : Différence de taux de récupération de ±3,5 %
Configuration de l'analyseur en ligne :
---Courier SLX (XRF de suspension, cycle d'analyse : 90 s)
---Outotec PSI300 (analyse granulométrique, erreur <±2%)
Stratégies de contrôle intelligent :
---Système de dosage de réactifs basé sur Fuzzy-PID (précision du contrôle : ±5%)
---Plateforme d'optimisation numérique jumelle (capable de prédire les indicateurs de processus sur 12 heures)
Chapitre 5 : Protection de l'environnement et utilisation globale des ressources
Procédé de traitement en plusieurs étapes :
---Traitement primaire (neutralisation/précipitation, pH=8,5-9,0)
---Traitement secondaire (agents biologiques, efficacité d'élimination de la DCO >85%)
Normes de réutilisation de l'eau :
---Concentrations d'ions de métaux lourds (Pb²⁺<0,5 mg/L)
Récupération de composants précieux :
---Récupération de l'argent (lixiviation au thiosulfate, taux d'extraction >65%)
---Production de concentré de soufre (séparation magnétique-flottation combinée, teneur en S >48%)
Méthodes d'utilisation en vrac :
---Adjuvant pour ciment (rapport de mélange de 15 à 20%)
---Matériau de remblai souterrain (contrôle de l'affaissement 18-22 cm)
Chapitre 6 : Comparaison des indicateurs technico-économiques
Structure des coûts de production :
Poste de coût | Proportion (%) | Coût unitaire (USD/t)* |
Milieu de broyage | 28-32 | 1,2-1,5 |
Réactifs de flottation | 18-22 | 0,75-1,05 |
Consommation d'énergie | 25-28 | 1,05-1,35 |
*Remarque : Conversion monétaire à 1 CNY ≈ 0,15 USD
Étude de cas : Rénovation d'un concentrateur de 2 000 t/j
Paramètre | Avant la rénovation | Après la rénovation | Amélioration |
Récupération du zinc | 82,3% | 89,7% | +7,4% |
Coût des réactifs | 6,8 CNY/t | 5,2 CNY/t | -23,5% |
Taux de réutilisation de l'eau | 65% | 92% | +27% |
Chapitre 7 : Orientations futures du développement technologique
Séparation magnétique supraconductrice (Intensité du champ de fond : 5 Tesla, traitement des matériaux -0,5 mm)
Séparation en lit fluidisé (Lit fluidisé à milieu dense à air, Ecart Probable Ep=0,05)
Développement de bio-réactifs (par exemple, collecteurs à base de lipopeptides)
Construction de mines sans résidus (taux d'utilisation global >95%)