Flottation

La flottation est une technique de séparation fondée sur des différences d'hydrophobicité des surfaces des particules à séparer. Elle est utilisée en minéralurgie pour séparer des minéraux entre eux et dans le traitement des eaux usées pour éliminer les graisses.

Minéralurgie

Cette séparation est fondée sur les propriétés de surface et sur les propriétés d'hydrophobie et d'hydrophilie des phases minérales et a lieu dans une cellule de flottation.

Différents réactifs chimiques sont utilisés pour ce procédé:

• Les collecteurs ont pour but d'activer les surfaces des minéraux à valoriser pour les rendre hydrophobes. Leur efficacité est lié au pH de la pulpe minérale et à sa concentration solide.
• Les moussants permettent de créer des mousses compactes. Souvent composés d'alcools, ils diminuent la tension de surface. Ils diminuent ainsi la coalescence, ce qui permet de contrôler la taille des bulles et de prolonger la durée de vie de la mousse. Ils augmentent ainsi la probabilité de collision entre les bulles et les particules tout en offrant un meilleur support aux particules récupérées dans la mousse, diminuant ainsi le relargage de particules dans la pulpe de flottation.
• Les activants modifient la surface des minéraux de valeur afin de les rendre actifs avant l'ajout de collecteur.
• Les déprimants sont utilisées pour rendre hydrophiles les phases minérales qu'on ne veut pas flotter.
• Les dispersants dont le but est de lutter contre l'agglomération des particules minérales.

Dans une cellule de flottation, la pulpe minérale est mise en agitation par un arbre qui va aussi servir à injecter l'air à l'origine de la formation de bulles. Les mousses ainsi formées, qui sont chargées en particules minérales, sont récupérées par débordement ou par un système d'écumoire.

Un schéma type de flottation est divisé en trois phases:

• Le conditionnement où l'on mélange les réactifs chimiques sont à la pulpe.
• L´ébauchage où l'on récupère le maximum de produit. Le concentré obtenu est ensuite envoyé aux relavages.
• L´épuisement où l'on récupère le reste du produit qui parvient à flotter.
• Les relavages où le maximum de stérile est séparé du concentré par passage de celui-ci de cellule en cellule et renvoi du stérile à la cellule précédente.

La flottation est une méthode particulièrement bien adaptée à la séparation des minéraux sulfurés (blende, galène, chalcopyrite, pyrite, ...) et des oxydes (barytine, fluorine, oxydes de fer...)

Une granulométrie fine est nécessaire à la flottation (250 µm maximum), néanmoins les particules trop fines <10 µm (schlammes) consomment trop de réactifs et gênent le processus.

Traitement des eaux usées

Le procédé de flottation est utilisé dans le traitement des eaux usées afin d'éliminer la pollution non-soluble contenue dans une eau résiduaire de type industriel ou domestique. Dans un premier temps la pollution non soluble contenue dans l'eau s'agglomère sous forme de flocs, procédé de coagulation-floculation Puis l'effluent floculé est mélangé à de l'air solubilisé lors de son injection dans le flottateur, appareil de flottation. Les boues sont collectées en surface, et l'eau traitée sort à l'opposé de l'appareil.

Dans le cas du traitement des eaux domestiques, c'est la seconde phase du traitement après le dégrillage. Généralement associée au dessablage, cette phase élimine les composants insolubles : les graisses (hydrophobes) et autres éléments légers sont emportés vers le haut par une injection d'air et les sables se déposent au fond du bassin par décantation.

Diverses applications possibles :

• eaux huileuses : pétrochimie, atelier mécanique,...
• eaux graisseuses : agro-alimentaire, conserverie,...
• phase insoluble des eaux domestiques

Voir aussi

Articles connexes

• Flottateur
• Flottation par moussage
• Pressurisation
• Coagulation-floculation
• Épuration des eaux
• Traitement primaire de l'eau

Bibliographie

S. R. Rao, G. Labonté et J. A. Finch, « Electrochemistry in the Plant », dans Innovations in Flotation Technology, Springer Netherlands, 1992 (ISBN 978-94-010-5175-0, DOI 10.1007/978-94-011-2658-8_3, lire en ligne), p. 57–100