Régulation

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Auteur(s)

Pierre BLAZY : Professeur à l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)
El‐Aid JDID : Docteur ès sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM) ENSG-INPL-CNRS UMR 7569

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INTRODUCTION

La flottation est une technique de séparation des solides basée sur les différences existant entre leurs propriétés superficielles dans une solution aqueuse et dans l’air. Pour ce faire, on disperse des bulles d’air dans une suspension aqueuse de particules solides (pulpe) pour récupérer l’espèce minérale à séparer, rendue préalablement hydrophobe par un ajout de collecteur (surfactant). L’ensemble eau‐bulles‐particules hydrophobes est rassemblé sous forme d’une écume surnageante stabilisée par un moussant.

La flottation peut en outre s’appliquer aux ions en solution et aux précipités organométalliques hydrophobes.

La pratique de la flottation d’espèces minérales implique la compréhension :

des phénomènes électriques à l’interface minéral-eau ;
de la modification des propriétés superficielles par le broyage ;
de l’adsorption des surfactants sur les surfaces minérales ;
de la nature des surfactants (collecteurs et moussants) et de l’action des déprimants et des activants dont le rôle est d’inhiber ou de faciliter l’action des collecteurs afin d’obtenir une séparation sélective.

Le lecteur est donc invité à relire au préalable l’article Flottation : mécanismes et réactifs Flottation- Mécanismes et réactifs .

Dans cet article, nous développons les aspects pratiques de la flottation : notamment la préparation de la pulpe, les différents circuits et machines, la cinétique et le contrôle de la flottation. Nous donnons ensuite quelques exemples industriels avant d’aborder les données économiques et les contraintes environnementales.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j3360

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Accueil > Ressources documentaires > Archives > [Archives] Opérations unitaires - Génie de la réaction chimique > Flottation - Aspects pratiques > Régulation

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Exemples industriels

4. Régulation

La fonction de base d’un système de régulation est de permettre de stabiliser un circuit à un niveau donné, en prévenant ou en compensant les perturbations. À cette fonction s’associe une seconde fonction qui est l’optimisation économique du procédé. Depuis le début des années 1970, une telle démarche a été rendue possible pour les raisons suivantes :

le développement d’instruments de mesure en ligne (débitmètres, pH-mètres, densimètres, capteurs de niveaux, conductimètres, manomètres, analyse chimique par fluorescence X avec prise et préparation automatiques de l’échantillon) ;
le développement des microprocesseurs et des langages informatiques ;
le développement empirique de modèles mathématiques à partir de résultats de flottation en usine ;
le développement de broyeurs et de cellules dont les grandes capacités permettent d’amortir les fluctuations et de réduire le nombre d’appareils de mesure.

Il n’en demeure pas moins que des limites sont imposées à l’automatisation par le fait que l’on traite un minerai dont la variation de composition minéralogique peut provoquer des perturbations non mesurables, difficiles à compenser dans une boucle de régulation. Aussi, est-on généralement amené à mesurer en ligne seulement les variables les plus importantes : masse volumique, débit, niveau de pulpe dans les cellules, niveau des mousses, pH et composition chimique (cette dernière étant contrôlée seulement dans les grandes usines).

4.1 Stabilisation du procédé et stratégies de régulation

Les perturbations peuvent être dues à :

des variations de caractéristiques du minerai entrant dans le circuit de flottation (teneur, granulométrie, composition minéralogique, propriétés de surfaces, solubilité des espèces, etc.) ou de la qualité de l’eau ;
des causes imprévues telles que les pannes ou les difficultés opératoires. On peut éliminer les secondes par des alarmes et on cherche, du moins dans les grandes usines, à réduire les premières par une homogénéisation primaire du minerai avant l’entrée dans l’usine et une homogénéisation secondaire à l’intérieur de l’usine par de grandes trémies...