Le graphite est un minéral industriel important. Deux types existent dans la nature, cristallin et amorphe. Le graphite cristallin est principalement utilisé pour les creusets et les structures façonnées. Le graphite amorphe est largement utilisé dans les industries de l'acier et de la lubrification.
Dans de nombreux gisements, les deux types se fondent l'un dans l'autre et le minerai est de si faible qualité qu'une valorisation, comme par flottation, doit être utilisée.
Solution au problème du graphite
La plupart des minerais de graphite de faible qualité sont cristallins et réagissent très bien au traitement par flottation pour la récupération du graphite. Lorsqu'un pourcentage assez élevé de graphite dans le minerai broyé se trouve dans le +100 mesh, il est possible et parfois souhaitable de tamiser et de récupérer les fractions grossières pour les commercialiser telles quelles. Le graphite en paillettes grossières commande généralement un prix beaucoup plus élevé. D'un autre côté, lorsqu'un pourcentage maximum de graphite dans le concentré est souhaité, la fraction grossière est récupérée aussi tôt et aussi grossière que possible et renvoyée à un point ultérieur du circuit de flottation, évitant ainsi le surbroyage de la fraction grossière.
Un schéma de flottation par moussage du graphite
Le schéma est destiné à une usine d'une capacité de 125 tonnes de minerai par jour. L'un des objectifs du schéma est d'atteindre une récupération maximale du graphite dans un concentré dosant environ 84 à 85 pour cent de carbone graphite, et ayant approximativement l'analyse granulométrique suivante :
Moins 100 plus 200 mesh……………………………………………. 10-11%
Moins 200 plus 325 mesh……………………………………………. 20-21%
Moins 325 mesh…………………………………………………………. 60-70%
De nombreux minerais de cette nature doseront environ 20 pour cent de carbone graphite. La gangue est normalement siliceuse, mais peut contenir une petite quantité de pyrite. La densité spécifique de ce type de minerai se situera généralement autour de 2,62. Le minerai serait classé comme un minerai « moyen » à broyer.
CONCASSAGE ET STOCKAGE DU GRAPHITE
Le concassage doit être effectué avec le moins de réduction possible de la taille des particules de graphite. À cette fin, un concasseur à mâchoires à alimentation forcée réglé à 1 ¼ pouce est utilisé pour le concassage primaire. Un Grizzly en amont du concasseur contournera le matériau de moins de 1 ¼ pouce directement vers le criblage et le concassage secondaire avec le minerai concassé. Le minerai concassé est transporté sur un crible vibrant Dillon à double pont avec un tissu de ¼ pouce. Les particules de moins de la taille requise tombent par gravité dans un silo de minerai fin de 200 tonnes. Les particules de plus de ¼ pouce sont passées à travers un ensemble de broyeurs à rouleaux qui assurent le concassage secondaire avec une réduction minimale de la taille des particules de graphite. La section de concassage fonctionne sur une base de 8 heures par jour, tandis que le reste de l'usine fonctionne 24 heures par jour.
BROYAGE DU MINERAI DE GRAPHITE
Un broyeur à barres est utilisé pour obtenir le broyage requis avec une réduction minimale de la taille des particules de graphite. La densité de broyage doit être maintenue uniformément à plus de 65 % de solides. La décharge passe à travers un crible en spirale, la fraction inférieure allant vers une cellule unitaire « Sub-A ».
La cellule unitaire est installée dans le circuit broyeur-classificateur à barres pour récupérer une quantité importante de graphite à une taille de particule relativement grossière, qui peut être commercialisée comme un produit séparé, si désiré, ou le concentré de la cellule unitaire peut être mélangé dans le circuit de flottation à un point ultérieur. Dans les deux cas, ce graphite est ainsi récupéré dès qu'il est libéré, sans frais de traitement supplémentaires et sans réduction de taille de particule indésirable.
La fraction supérieure, y compris les corps étrangers ou les grosses particules et les résidus de la cellule unitaire, est alimentée dans un classificateur à râteau en circuit fermé avec le broyeur à barres pour la classification et le broyage ultérieur.
CONDITIONNEMENT DU GRAPHITE
Lorsque des temps de conditionnement courts sont suffisants, cela peut être accompli dans la première cellule de la section de flottation brute. Des périodes de conditionnement plus longues nécessitent un conditionneur tel que le Super Agitator and Conditioner. Le conditionnement nécessite généralement environ 0,08 livre de fuel-oil et 0,05 livre de moussant, tel que Dowfroth No. 250 par tonne de solides.
SECTION DE FLOTTATION DU GRAPHITE
La section de débourbage comprend une machine de flottation « Sub-A » à 6 cellules. Du moussant supplémentaire, généralement environ 0,05 livre par tonne de solides, peut être ajouté au centre du débourbeur pour un fonctionnement plus efficace.
Les concentrés de la cellule unitaire et du débourbeur sont combinés et s'écoulent par gravité vers le nettoyeur, une machine de flottation « Sub-A » à 6 cellules disposée pour un triple nettoyage. Cette disposition est réalisée sans pompes, une illustration typique de la grande flexibilité de la machine de flottation « Sub-A ». Aucun réactif supplémentaire n'est requis dans la section de nettoyage.
Le minerai de graphite réagit facilement à la flottation. Généralement, une récupération de 90 à 95 pour cent peut être attendue dans un concentré nettoyé dosant environ 55 pour cent de carbone selon le minerai.
TABLE DE FLOTTATION DU GRAPHITE EN PAILLETTES
Le concentré de flottation est retraité par une table de concentration Wilfley pour l'élimination par gravité de la gangue qui ne peut pas être éliminée par flottation. Le traitement sur table avec recirculation des produits intermédiaires de la table de haute qualité permet d'augmenter la récupération totale dans les limites du marché. Le retraitement des produits intermédiaires de la table de faible qualité par rebroyage dans un broyeur à boulets Steel Head et la combinaison de la décharge du broyeur à boulets avec le trop-plein du classificateur augmenteront souvent la récupération finale à environ 90 pour cent.
Spécifications du marché
Le graphite en paillettes de qualité creuset a une granulométrie de 20 à 50 mesh et contient de 83 à 90 pour cent de carbone.
Problèmes de production
La production d'un produit en paillettes grossières et résistantes avec l'élimination des impuretés souhaitée est nécessaire. La flottation est réussie, mais des réactifs spéciaux peuvent être nécessaires pour déprimer les particules de gangue qui peuvent être recouvertes de graphite lors du broyage. Le broyage par étapes en circuit fermé avec des cribles vibrants peut éliminer une grande partie de la gangue en surtaille.
Généralement, pour une qualité maximale, le tablage du concentré de graphite de flottation nettoyé est nécessaire pour éliminer les produits intermédiaires pour le rebroyage et le retraitement.
Sable de silice : Des spécifications plus strictes pour le sable de verre requis dans le verre optique et de haute qualité ont entraîné l'utilisation de machines de flottation « Sub-A » pour éliminer les très fines particules de fer. Cette installation, grâce au tablage et à la flottation « Sub-A », réduit la teneur en Fe2O3 d'environ 0,40 % à 0,03 %.
Combinaisons de réactifs
Un moussant à l'alcool ou à l'huile de pin seul, ou avec un collecteur à l'huile minérale tel que le kérosène, est généralement utilisé. Des réactifs acides ou alcalins peuvent être nécessaires pour déprimer la gangue. Le graphite est l'un des minéraux les plus faciles à flotter, même en paillettes jusqu'à 10 mesh et plus grossières.
Schéma d'une usine de flottation de graphite en exploitation traitant jusqu'à 400 tonnes de minerai par jour. Le broyage est inférieur à 10 mesh et le graphite en paillettes est récupéré à une taille grossière.
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