Comment séparer le fer de la sphalérite dans des minerais complexes ?

2025-12-25

La séparation du fer de la sphalérite (sulfure de zinc) dans des minerais complexes est un processus difficile qui nécessite généralement une combinaison de techniques physiques, chimiques et métallurgiques. Voici les étapes clés impliquées dans la séparation du fer et la récupération du zinc à partir de tels minerais :

1. Broyage et concassage

Le minerai est d'abord broyé et pulvérisé pour libérer les minéraux individuels. En réduisant la taille des particules, vous vous assurez que la sphalérite (ZnS) et les minéraux contenant du fer (comme la pyrite ou la marcassite) sont séparés mécaniquement les uns des autres.

2. Flottation par mousse

La flottation est la technique la plus couramment utilisée pour séparer les minéraux qui présentent des propriétés de surface différentes.

• Processus de flottation par mousse :

  • Le minerai est mélangé avec de l'eau et des réactifs pour créer une boue.
  • Des collecteurs (par exemple, xanthates) sont ajoutés pour s'attacher sélectivement aux particules de sphalérite, les rendant hydrophobes.
  • Des agents moussants (par exemple, l'huile de pin ou le MIBC) sont ajoutés pour créer des bulles d'air stables.
  • En aérant la boue, la sphalérite remontera à la surface dans la mousse pour être collectée. Les minéraux de fer comme la pyrite, s'ils sont correctement traités avec des déprimants, resteront en arrière dans la boue.

• Dépresseurs :

  • Pour supprimer les minéraux contenant du fer comme la pyrite lors de la flottation de la sphalérite, des déprimants tels que la chaux, les cyanures ou le sulfate de zinc sont souvent utilisés. Par exemple, la chaux (CaO) augmente le pH, ce qui inhibe la flottation de la pyrite.

3. Séparation Magnétique (Optionnel)

Si le fer est présent sous forme magnétique (par exemple, des impuretés de magnétite ou d'hématite), la séparation magnétique peut être utilisée pour séparer le minerai de fer du sulfure de zinc. Un séparateur magnétique peut extraire les minéraux porteurs de fer magnétique avant ou après la flottation.

4. Rôtissage (Pour les minerais de sulfure complexes)

Dans certains cas, la sphalérite et la pyrite peuvent être extrêmement fines et intimement imbriquées, rendant les méthodes de séparation physique difficiles. Le grillage peut aider :

• Rôtissage oxydatif :
  • Le minerai est chauffé en présence d'air.
  • Les minéraux sulfurés sont oxydés en leurs oxydes ou sulfates respectifs. Par exemple :
  • ZnS + O₂ → ZnO + SO₂
  • FeS₂ + O₂ → Fe₂O₃ + SO₂
  • L'oxyde de zinc (ZnO) peut alors être lessivé ou traité séparément par des méthodes hydrométallurgiques, tandis que l'oxyde de fer (Fe₂O₃) reste comme résidu.

5. Lixiviation et extraction par solvant

• Après le grillage, le zinc peut être dissous sélectivement à l'aide d'acide sulfurique (H₂SO₄).
• Le fer forme généralement des oxydes ou des hydroxydes insolubles dans ces conditions, ce qui l'empêche de contaminer la solution de lixiviation.

6. Électrolyse / Précipitation (Récupération du Zinc)

• Le zinc est couramment récupéré à partir de la solution de lixiviation par électrolyse, où un courant électrique est appliqué pour déposer du métal zinc sur des cathodes, ou par précipitation sous forme de composés zinc.

7. Récupération du fer (optionnel)

• Le résidu d'oxyde de fer peut être extrait séparément (si nécessaire) ou traité davantage pour récupérer du fer précieux.

Défis et Considérations

• La minéralogie du minerai joue un rôle crucial dans la détermination de la meilleure méthode de séparation, car les minerais complexes peuvent contenir d'autres sulfures (par exemple, la galène, la chalcopyrite).
• Un contrôle approprié du pH et des réactifs sélectifs sont cruciaux pour éviter la contamination croisée du zinc et du fer.
• Des pratiques respectueuses de l'environnement doivent être mises en œuvre pour gérer les émissions (par exemple, le SO₂ provenant de la torréfaction) et les résidus miniers.

En combinant les bonnes techniques en fonction des caractéristiques spécifiques du minerai, une séparation efficace du fer de la sphalérite dans les minerais complexes peut être réalisée.

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