Effets des ultrasons sur la précipitation et la flottation par moussage

Les eaux usées industrielles sont souvent fortement acidifiées en raison de l’utilisation excessive d’acide sulfurique. Les eaux usées acidifiées contenant des métaux lourds sont généralement traitées par précipitation chimique après coagulation et floculation. Le conditionnement par ultrasons avant la flottation a permis d’améliorer considérablement la floculation de l’hydroxyde de zinc formé pendant la précipitation. En outre, la sonication a également favorisé l’élimination mécanique de l’hydroxyde de zinc présent à la surface des particules de gypse.

Flottation par moussage et conditionnement par ultrasons

Les particules fines posent des problèmes particuliers en flottation. Les taux de récupération diminuent souvent lorsque la taille des particules passe en dessous d’un certain seuil critique. Les premiers travaux de Gaudin et de ses collaborateurs (1931) ont montré que les taux de récupération des minéraux sulfurés de cuivre, de zinc et de plomb sont maximaux, > 95%, pour des tailles de particules comprises entre 10–100 µm, mais qu’en dessous de 10 µm, ils diminuent pour atteindre 70–85%. Trahar et Warren (1976) ont récapitulé les plages de tailles observées pour lesquelles la récupération est maximale pour de nombreux minéraux couramment traités par flottation dans des conditions expérimentales normales. Dans de nombreux cas, ces plages ont été élargies en modifiant les conditions et en ajustant judicieusement les paramètres chimiques et physiques.
La sonication constitue un prétraitement efficace pour éliminer les métaux lourds tels que le fer, le zinc et le cuivre des eaux de drainage minier acide et d’autres effluents contenant des métaux.

Précipitation par ultrasons

Les ultrasons de puissance sont largement utilisés pour éliminer les impuretés des minéraux. Des études ont montré que la sonication favorise l’élimination du zinc des précipités d’hydroxydes, ainsi que la séparation des précipités d’hydroxyde de zinc et de gypse par flottation à l’air dissous. Des recherches utilisant la carboxyméthylcellulose (CMC) comme déprimant pour les minéraux d’oxyde de calcium en flottation ont démontré que la sonication améliore l’élimination mécanique de l’hydroxyde de zinc présent à la surface des particules de gypse.

Comparaison de l’élimination du cuivre en fonction du temps dans la solution étudiée entre l’association d’un prétraitement par ultrasons et d’une cellule Denver, la cellule Denver seule et l’utilisation simultanée d’ultrasons et d’une cellule de flottation Denver. (Ishak & Rowson 2009)

Effets des ultrasons sur la flottation

Ishak et Rowson (2009) ont montré que le prétraitement par ultrasons améliore l’élimination des métaux lourds (à savoir le fer, le zinc et le cuivre) des eaux de drainage minier acide lorsqu’il est associé à un système de flottation. Une cellule de flottation Denver a été utilisée dans cette étude. Ils ont constaté que la sonication au début du traitement par ultrasons, c’est-à-dire pendant les 2 premières minutes de flottation, est la plus efficace et donne les meilleurs résultats pour améliorer la flottation. Le traitement combinant les ultrasons de puissance et la cellule de flottation Denver a permis d’obtenir une différence d’élimination allant jusqu’à 3% par rapport à la cellule Denver seule. Un pH approprié pour la précipitation du métal et un dosage optimal d’un agent moussant adapté sont d’autres facteurs majeurs contribuant au succès du procédé de flottation amélioré par ultrasons.

Comparaison de l’élimination du fer (Fe) en fonction du temps dans la solution étudiée entre l’association d’un prétraitement par ultrasons et d’une cellule Denver, la cellule Denver seule et l’utilisation simultanée d’ultrasons et d’une cellule de flottation Denver. (Ishak & Rowson 2009)

Comparaison de l’élimination du zinc (Zn) en fonction du temps dans la solution étudiée entre l’association d’un prétraitement par ultrasons et d’une cellule Denver, la cellule Denver seule et l’utilisation simultanée d’ultrasons et d’une cellule de flottation Denver. (Ishak & Rowson 2009)

Appareils à ultrasons haute performance

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