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"PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A LA CONCENTRATION DU CHARBON PAR FLOTTAISON MOUSSEUSE"
L'invention est relative à des perfectionnements à la concentration du charbon par flottaison mousseuse. Elle a pour objet de faciliter les opérations subséquentes à celles de la concentration par flottaison.
Les concentrés résultant du traitement de minerais métallifères ordinaires, par flottaison mousseuse, présentent ordinairement un faible volume comparativement à celui de la matière mise en oeuvre, en raison du faible pourcentage et de la densité élevée des particules métallifères de valeur. D'autre part, les concentrée, provenant du traitement du charbon, présentent généralement un volume important com- parativement à celui de la matière mise en oeuvre, en raison du pourcentage élevé et de la faible densité des constituante de valeur. En outre, dans la flottaison du charbon, telle qu'elle est ordinairement pratiquée, les concentrés ont tendance à retenir un pourcentage élevé d'eau.
L'élimination de l'eau,de ces concentrés volumineux , nécessite de grandes installations, dont il est désirable de réduire l'importance.
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On a constaté que si l'on ajoute à la pulpe une.faible quantité d'un sel dérivé organique de l'acideaulpho-thio- carbonique, les rencontrée de charbon se séparent beaucoup plus facilement de l'eau associée, avec ce résultat que l'on peut réduire sensiblement les installations de séparation ou de filtration.
On sait que, dans la flotation de minerais métallifères, l'emploi de xanthates procure des concentrés d'une plus grande pureté, c'est à dire moins mélangées de gangue, et ces concen- trés sont par suite d'un moindre volume que lorsque du xanthate n'est pas utilisé, avec comme résultat, une réduo- tion de l'importance des installations pour l'élimination de l'eau, ou de f iltration. Dans le cas du charbon, les concentrés sont ordinairement propres, de sorte qu'un ac- croissement de leur degré de pureté n'entraîne qu'une faible réduction du volume des concentrés, n'ayant que peu d'influen- ce sur les dimensions des installations nécessaires à la séparation de l'eau ou la filtration.
Le principal avantage de l'invention réside dans les modifications obtenues dans les propriétés physiques du concentré de charbon, grâce auxquelles la séparation de l'eau, ou filtration, peut être plus rapidement et plus complètement réalisée.
On a également constaté que l'emploi de xanthate est avantageux dans certains autres buts, ci-après définis.
Conformément à la présente invention, un procédé pour la concentration, par flottaison mousseuse,,de charbon, en partant de matières qui en contiennent, et caractérisé par l'introduction comme réactif dans un circuit de flottaison d'un sel d'un dérivé organique de l'acide sulpho-thio-car- bonique (par exemple un xanthate alcalin), en sorte que le charbon contenu dans la mousse est rendu plus facilement séparable de l'eau lors du traitement subséquent. Des xantha- ou de sodium tes, méthyles ou éthyles de potassium/constituent des sels appropriés.
Des essais préliminaires simples suffiront à autre déterminer si tout/sel du type décrit, est approprié au trai-
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MO -16 - I&e ' lm tement d'une matière charbonneuse donnée, et quelles'seront les quantités de réactifs à utiliser.
Beaucoup de xanthates sont facilement solubles dans l'eau et pourront par suite être directement ajoutés au circuit de la liqueur de flottaison, sans qu'il soit nécessai- re de prendre des précautions spéciales pour assurer leur répartition dans la pulpe. En employant ces réactifs, en combinaison avec un agent mousseux facilement disséminable -- par exemple un agent mousseux soluble -- il devient inutile d'agiter préalablement l'un quelconque des réactifs avec la pulpe, préagitation qui serait nécessaire en cas d'emploi d'huiles insolubles.
Il devient ainsi possible d'utiliser des types d'appa- reils de flottaison,, n'employant pas de dispositifs d'agita- tion mécanique.
Dans plusieurs cas, le dit réactif, tel du xanthate, peut avantageusement être mélangé à la pulpe d'une matière charbonneuse à concentrer et se répartir uniformément dans la liqueur mise en oeuvre, en venant intimement au contact aies particules de charbon préalablement à son introduction dans la machine de flottaison. A cet effet, lorsque le charbon doit être concentré en partant de pulpe provenant de circuits de lavage, le xanthate, ou un autre réactif analogue, peut être ajouté à l'eau de ce circuit, avant la phase de flottaison.
On a constaté u'en outre le xanthate, ou un réactif équivalent, accroît la tendance naturelle du charbon à faible teneur en cendres, de flotter par préférence au charbon dont la teneur en cendres est relativement élevée.
L'invention comprend par suite un procédé pour la concentra- tion du charbon par flottaison mousseuse, en partant de matières qui en contiennent, dans lequel on obtient la flot- taison de la portion charbonneuse de la matière à faible teneur en cendres, par préférence au charbon dont la teneur en cendres est relativement élevée, par emploi d'un sel d'un
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dérivé organique de l'acide sulpho-thio-oaroonique (par exemple un xanthate alcalin) en proportion déterminée.
Un agent protecteur colloïdal, organique, tel l'amidon, peut avantageusement être employé en combinaison avec le xanthate, ou un réactif analogie. Un résultat de l'emploi de pareils colloïdes est de retarder la flottaison des con- stituants à haute teneur en cendres, et par suite d'accen- tuer la flottaison différentielle ou préférentielle des constituants A faible teneur en cendres.
Un autre problème qui se pose dans la flottaison mousseuse, problème auquel la présente inventionapporte une solutuon, est celui de 14- séparation de l'eau et des résidus. Lorsque les résidus contiennent une quantité nota- ble de schlamms de la gangue, le dépôt de ces schlamms prend un temps considérable, ce qui est un inconvénient lorsqu'il est nécessaire de réemployer l'eau du circuit.
On a proposé l'introduction de chaux caustique dans le circuit de flota- tion, dans le but de floculer les schlamms de la gangue et de les rendre plus aisément séparables, toutefois, dans la flottaison du charbon, telle qu'on l'à pratiquée anté= rieurement, les résultats obtenus n'ont pas été satisfaisants, car si une quantité suffisante de chaux est mise en oeuvre pour atteindre au résultat cherché, elle entrave la flottai- son des particules de valeur. On a constaté que/l'emploi d'une solution d'un sel d'un dérivé organique de l'acide
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sulpho-thio-carbonique, tel qu'il est ci-dessus décrit, la concentration peut être réalisée dans un circuit rendu alcalin par l'addition de chaux caustique sans pratiquement réduire la récupération,,tandis que l'eau du circuit est facilement séparable de la gangue associée.
Si ori le désire, la masse de matière charbonneuse peut être divisée en grains et fines, ultérieurement traités sé- parément avec les réactifs indiqués précédemment. Par ce moyen, les réactifs peuvent être plus exactement dosés sui- vant les besoins pour les différentes dimensions de matière,
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et l'on obtient une différenciation plus prononcée entre les particules de valeur et la gangue.
Les exemples ci-après décrivent des modes de mise en application de plusieurs des caractéristiques de l'invention.
EXEMPLE 1
Cet exemple montre comment on peut réaliser avec une plus grande facilité la séparation de l'eau et des concentrés, grâce à l'emploi de xanthates dans la concentration du charbon par flottaison.
Du charbon provenant d'une houillère du Yorshire, est flotté d'une manière continue, l'aide d'environ 160 grammes de crésol et d'environ 210 grammes d'huile minérale hydro- carbonée @ ces quantités étant prises par tonne de matière brute -. et l'on constate que l'élimination de l'eau des concentrés présente de sérieuses difficultés. A cet effet on fait usage d'un filtre à vide, tournant, comportant un tambour filtrant à vide @ plongeant dans un récipient, récipient dans lequel les concentrés sont amenés. L'eau n'est séparée qu'en quantités faibles, telles que fréquem- ment le récipient a débordé.
Lorsque la flottaison est réali- sée avec addition de 150 grammes environ de crésol et 105 grammes environ d'huile minérale hydro-oarbonée, mais avec adjonction d'environ 20 grammes de xanthate de potassium, par tonne de matière brute, la séparation de l'eau est si rapide que par moment le récipient se vide.
EXEMPLE II
Cet exemple, qui résulte d'un essai de laboratoire, montre que l'emploi de xanthate ddnne des concentrés plus propres et également plus facilement séparables de l'eau.
Le charbon utilisé, provenant d'une houillère du South Wales. est broyé de manière à passer à un tamis de 0,85 mm d'ouverture. Lorsque la matière est flottée dans une machine du type à circulation,en utilisant, comme réactifs environ 80 grammes de crésol et 80 grammes de créosote de goudron
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de houille par bonne, les concentrés contiennent 3,7% de cendres. Après filtration pendant 20 minutes environ sur un filtre à vide, la proportion d'humidité constatée est d'environ 21,2% Lorsque la flottation s'effectue avec emploi comme réactifs de 80 grammes de crésol et de 20 grammes de xanthate de potassium par tonne, le xanthate se trouvant ainsi substitué au créosote de goudron de houil- le, les concentrés ne contiennent plus que 3,1% de cendres.
En outre, après filtration pendant 20 minutes, sur un filtre à vide, la proportion d'humidité est ramenée à
19,1%.
Dans cette expérience, la séparation de l'eau a été effectuée dans les mêmes conditions dans les deux cas, afin d'obtenir des résultats comparatifs, mais à l'évidence les concentrés obtenus lors de l'emploi des xanthates auraient pu être débarrassée de leur eau dans un temps plus court que celui qui est nécessaire lorsque l'on utili- se une huile insoluble (du créosote de goudron de houille par exemple) et la masse filtrante eut pu être plus importante. On a également constaté que le charbon de la mousse, obtenue avec emploi de xanthate dépose beaucoup plus rapidement que si du xanthate n'est pas utilisé; la matière déposée est plus compacte et contient moins de petites bulles d'air emprisonnées. Cet effet est avantageux si la pulpe doit être soumise à épaississement dans le out d'en éliminer l'eau au lieu de, ou préalablement à la filtration.
EXEMPLE III
Dans beaucoup de cas on obtient les ésltats les plus favorables en employant, outre du xanthate, un agent mousseux et une huile insoluble. Ce mode d'exécution est illustré par le présent exemple.
La matière première employée provenait des bassins de décantation d'un lavoir à charbon. Le charbon y contenu était très finement divisé, et la portion utilisée passait au tamis de 0,165 mm d'ouverture. Par emploi de crésol dans
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la proportion de 210 grammes, et de naphte li?uf"leljhelfei7noolu- ble), dans là proportion de 425 grammes par tonne de matière brute, on obtint un concentré contenant 9,9% de cendres, et les résidus contenaient 68,9% de cendres. Ce résultat éat. le meilleur réalisé en utilisant un réactif mousseux et une huile insoluble.
Dans un autre essai, essai dans lequel les . mêmes réactifs furent utilisés dans les mêmes proportions, mais avec addition de xanthate de potassium dans la proportion de 42 grammes environ par tonne de matière brute, les concen- tés contenaient 8,6% de cendres, et les résidus contenaient
67 de cendres.
Dans ce cas, l'emploi de xanthate conduit à l'obtention d'un concentré plus propre.
Dans un autre essai ur la même matière, on a ajouté du crésol dans la proportion de 340 grammes environ, et du naphte dans la proportion de 675 grammes environ par tonne de matière brute, et obtenu un concentré contenant 9,3% de cendres avec des résidus contenant 62,2% de cendres. En employant le crésol et le naphte dans les mêmes proportions, avec toutefois addition de 65 grammes de xanthate de potassium par tonne de matière brute, on obtint un concentré contenant
9,3% de cendres avec des résidus contenant 68,2% de cendres.
Dans ce cas, l'addition du xanthate conduit à une récupéra- tion plus élevée, sans perte de qualité.
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"IMPROVEMENTS RELATING TO THE CONCENTRATION OF COAL BY FOAM FLOTATION"
The invention relates to improvements in the concentration of coal by foam flotation. Its purpose is to facilitate subsequent operations to those of concentration by flotation.
The concentrates resulting from the treatment of ordinary metal ores, by foam flotation, usually have a low volume compared to that of the material used, due to the low percentage and the high density of the valuable metal particles. On the other hand, the concentrates, resulting from the treatment of the coal, generally have a large volume compared to that of the material used, owing to the high percentage and the low density of the valuable constituents. Further, in coal flotation, as is commonly practiced, concentrates tend to retain a high percentage of water.
The removal of water from these bulky concentrates requires large installations, the size of which it is desirable to reduce.
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It has been found that if one adds to the pulp a small amount of an organic derivative of sulpho-thio-carbonic acid, the charcoal particles are much more easily separated from the associated water, with this result that separation or filtration facilities can be significantly reduced.
It is known that, in the flotation of metalliferous ores, the use of xanthates provides concentrates of greater purity, that is to say less mixed with gangue, and these concentrates are consequently of a smaller volume than when xanthate is not used, as a result, a reduction in the size of the installations for the removal of water, or of filtration. In the case of coal, the concentrates are usually clean, so that an increase in their degree of purity results in only a small reduction in the volume of the concentrates, having little influence on the concentrations. dimensions of the installations required for water separation or filtration.
The main advantage of the invention lies in the modifications obtained in the physical properties of the coal concentrate, whereby the separation of water, or filtration, can be more quickly and more completely carried out.
It has also been found that the use of xanthate is advantageous for certain other purposes, defined below.
In accordance with the present invention, a process for the concentration, by foamy flotation, of carbon, starting from materials which contain it, and characterized by the introduction as a reagent into a flotation circuit of a salt of an organic derivative sulphothio-carbonic acid (for example an alkali xanthate), so that the carbon contained in the foam is made more easily separable from the water during the subsequent treatment. Suitable salts are xantha- or sodium, methyl or ethyl potassium /.
Simple preliminary tests will suffice to further determine if any / salt of the type described is suitable for the treatment.
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MO -16 - The content of a given carbonaceous material, and what will be the amounts of reagents to be used.
Many xanthates are easily soluble in water and can therefore be added directly to the flotation liquor circuit, without the need to take special precautions to ensure their distribution in the pulp. By employing these reagents, in combination with an easily disseminable foaming agent - for example a soluble foaming agent - it becomes unnecessary to pre-agitate any of the reagents with the pulp, pre-agitation which would be necessary if used. insoluble oils.
It thus becomes possible to use types of flotation devices which do not employ mechanical agitation devices.
In several cases, said reagent, such as xanthate, can advantageously be mixed with the pulp of a carbonaceous material to be concentrated and be distributed uniformly in the liquor used, coming intimately into contact with the carbon particles prior to its introduction. in the flotation machine. For this purpose, when the carbon must be concentrated starting from pulp coming from washing circuits, xanthate, or another similar reagent, can be added to the water of this circuit, before the flotation phase.
In addition, xanthate, or an equivalent reagent, has been found to increase the natural tendency of low ash coal to float in preference to coal which has a relatively high ash content.
The invention therefore comprises a process for the concentration of carbon by foamy flotation, starting from materials which contain it, in which the flotation of the carbonaceous portion of the material with a low ash content is obtained, preferably. charcoal with a relatively high ash content, using a salt of
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organic derivative of sulpho-thio-oaroonic acid (for example an alkaline xanthate) in determined proportion.
A colloidal, organic protective agent, such as starch, can advantageously be used in combination with xanthate, or a similar reagent. One result of the use of such colloids is to retard the flotation of the high ash components, and hence to enhance the differential or preferential flotation of the low ash components.
Another problem which arises in foamy flotation, a problem to which the present invention provides a solution, is that of the separation of water and tailings. When the tailings contain a significant amount of gangue slime, the deposition of these slimes takes a considerable time, which is a drawback when it is necessary to re-use the water in the circuit.
It has been proposed to introduce caustic lime into the flotation circuit, with the aim of flocculating the slurries from the gangue and making them more easily separable, however, in the coal flotation, as is carried out previously, the results obtained were not satisfactory, because if a sufficient quantity of lime is used to achieve the desired result, it hinders the floating of valuable particles. It has been found that / the use of a solution of a salt of an organic derivative of the acid
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sulphothio-carbonic acid, as described above, the concentration can be achieved in a circuit made alkaline by the addition of caustic lime without substantially reducing the recovery, while the water in the circuit is easily separable associated gangue.
If desired, the mass of carbonaceous material can be divided into grains and fines, subsequently treated separately with the reagents indicated above. By this means, the reagents can be more exactly dosed according to the needs for the different dimensions of material,
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and a more pronounced differentiation is obtained between valuable particles and gangue.
The following examples describe embodiments of several of the features of the invention.
EXAMPLE 1
This example shows how the separation of water and concentrates can be achieved with greater ease, thanks to the use of xanthates in the concentration of carbon by flotation.
Coal from a Yorshire colliery is floated continuously, using about 160 grams of cresol and about 210 grams of hydrocarbon mineral oil @ these amounts being taken per ton of material. brute -. and it is found that the removal of water from the concentrates presents serious difficulties. For this purpose use is made of a rotating vacuum filter comprising a vacuum filtering drum @ immersed in a receptacle, receptacle into which the concentrates are fed. The water is separated only in small quantities, such that the container has often overflowed.
When the flotation is achieved with the addition of about 150 grams of cresol and about 105 grams of hydro-carbonated mineral oil, but with the addition of about 20 grams of potassium xanthate, per tonne of crude material, the separation of l The water is so fast that at times the container empties.
EXAMPLE II
This example, which results from a laboratory test, shows that the use of xanthate results in cleaner concentrates and also more easily separable from water.
The coal used, coming from a coal mine in South Wales. is ground so as to pass through a sieve with an opening of 0.85 mm. When the material is floated in a circulation type machine, using as reagents about 80 grams of cresol and 80 grams of tar creosote
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of hard coal per good, the concentrates contain 3.7% ash. After filtration for approximately 20 minutes on a vacuum filter, the proportion of humidity observed is approximately 21.2% When the flotation is carried out using as reagents 80 grams of cresol and 20 grams of potassium xanthate per tonne, the xanthate thus being substituted for the oil tar creosote, the concentrates only contain 3.1% ash.
In addition, after filtration for 20 minutes, on a vacuum filter, the moisture content is reduced to
19.1%.
In this experiment, the water separation was carried out under the same conditions in both cases, in order to obtain comparative results, but obviously the concentrates obtained during the use of the xanthates could have been freed from their water in a shorter time than that necessary when using an insoluble oil (coal tar creosote for example) and the filtering mass could have been greater. It has also been found that the charcoal of the foam, obtained with the use of xanthate, deposits much more quickly than if xanthate is not used; the deposited material is more compact and contains fewer small trapped air bubbles. This effect is advantageous if the pulp is to be subjected to thickening in the process of removing water therefrom instead of or prior to filtration.
EXAMPLE III
In many cases the most favorable results are obtained by employing, in addition to xanthate, a foamy agent and an insoluble oil. This embodiment is illustrated by the present example.
The raw material used came from the settling ponds of a coal wash house. The charcoal contained therein was very finely divided, and the portion used passed through a sieve with an opening of 0.165 mm. By use of cresol in
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the proportion of 210 grams, and of naphtha (leljhelfei7nooluble), in the proportion of 425 grams per tonne of raw material, a concentrate was obtained containing 9.9% ash, and the residue contained 68.9% This result is best achieved using a foamy reagent and an insoluble oil.
In another essay, essay in which the. The same reagents were used in the same proportions, but with the addition of potassium xanthate in the proportion of approximately 42 grams per tonne of crude material, the concentrates contained 8.6% ash, and the residue contained
67 of ashes.
In this case, the use of xanthate leads to obtaining a cleaner concentrate.
In another test on the same material, cresol was added in the proportion of about 340 grams, and naphtha in the proportion of about 675 grams per tonne of crude material, and obtained a concentrate containing 9.3% ash with residue containing 62.2% ash. By using cresol and naphtha in the same proportions, however with the addition of 65 grams of potassium xanthate per tonne of crude material, a concentrate was obtained containing
9.3% ash with residue containing 68.2% ash.
In this case, the addition of the xanthate leads to a higher recovery without loss of quality.
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