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"PERFECTIONNEMENTS A LA SEPARATION DES MATIERES PAR FLOTTAI- SON"
L'invention est relative à la séparation des matières par flottaison; elle concerne en particulier l'épuration du charbon et la concentration des minerais ou leurs équivalents (toutes ces matières étant ci-après désignées par "minéraux") par flottaison, et plus particulièrement encore des perfec- tionnements au procédé de flottaison dits "par succion" et aux appareils employés dans ce procédé.
Dans le procédé dit "par succion", tel qu'il a été réa- lisé antérieurement, la pulpe de minerai et d'eau était, après agitation avec de l'huile ou un agent analogue, aspi- rée par un conduit, d'un réservoir dans la chambre de sépara- tion, grâce à la dépression ou vide y maintenu. La vitesse d'écoulement de la pulpe dans ce conduit était généralement calculée de telle manière que les particules minérales les plus denses se trouvaient entraînées dans la chambre de sé- paration. Lorsque la pulpe s'élève dans ce conduit, et appro- che de la chambre de séparation, la pression agissant sur la pulpe décroit progressivement, avec libération des gaz occlus et dissous, et leur dilatation dans la pulpe.
Cette dilata-
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tion conduit à un accroissement du volume de la pulpe et à un accroissement correspondant de sa vitesse dans le conduit.
En observant ce qui se passe dans le conduit, on a constaté que la vitesse considérablement plus élevée qui s'établit,provoque des phénomènes de turbulence et la séparation des particules minérales propres des bulles de. gaz libérées par la chute de pression. Les particules miné- rales qui se séparent ainsi sont en grande partie perdues dans les résidus.
Dans plusieurs dispositions d'appareils (tel l'appa- reil décrit dans le brevet anglais No 191.383) la pulpe est amenée en direction horizontale ou sensiblement telle, dans une chambre de séparation, à une vitesse telle qu'elle provoque dans la chambre la giration de l'ensemble de la pulpe. En observant ce qui se, produit dans cet appareil, on a constaté que la giration détermine,dans la chambre de séparation, la formation de tourbillons ou un état de turbulence et une perte de particules minérales propres, qui se détachent des bulles gazeuses. On constate également une perte importante de particules minérales dans la partie horizontale des conduits d'amenée, en raison du frottement des-bulles portant les particules sur le fond et le sommet de la conduite, ce qui entraîne la séparation des particu- les.
Le même effet se constate également dans les courbes des conduits, lorsque ces derniers passent de la @ verticale à l'horizontale.
Des râteaux mécaniques ou des bras agitateurs disposés dans le récipient de séparation (tel que celui décrit dans le brevet anglais ? 29.282/04) ont des effets analogues, en détachant les particules minérales des bulles.
Tous ces inconvénients sont d'importance toute parti- culière dans le traitement des grains de dimensions relati- vement importantes.
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On remédie dans une large mesure à ces inconvénients par emploi de procédé perfectionné "par succion" de l'in- vention, et le demandeur a constaté pouvoir, avec succès, traiter par exemple du charbon broyé en grains de grandes di- mensions, avec un rendement plus élevé qu'antérieurement.
Conformément à l'invention, la pulpe composée d'eau, de minéral et de l'agent mousseux, tel que de l'huile, est aspirée dans une chambre de séparation, sous forme d'un courant pratiquement vertical, qui ne comprend pas de portions horizontales ou de changements de direction, et qui se dépla- ce à une vitesse sensiblement constante. De cette façon, la turbulence est moindre, et les bulles avec les particules minérales y attachées s'élèvent tranquillement.
Une méthode permettant de réaliser une vitesse sensible- ment constante, consiste à s'arranger pour que le courant présente une section droite croissante en direction ascen- dante. Les bulles et les particules minérales y attachées, sont en outre séparées du courant dans la chambre de sépara- tion sans l'aide de rateaux mécaniques ou d'agitateurs.
Suivant un mode de réalisation préféré, la' pulpe épui- sée, durant son mouvement descendant dans la-chambre de sépa- ration, est entraînée en un mouvement giratoire par admission d'un ou d'un certain nombre de courants tangentiels, d'eau sous pression, afin de permettre à une autre partie de par- ticules minérales propres de s'élever et de se séparer, toute transmission de mouvement tournant à la masse de la mousse étant empêché dans une large mesure grâce à des chicanes fixes disposées autour du point d'arrivée, dans la chambre de sépa- ration, du courant non turbulent de la pulpe.
L'invention consiste en outre en un appareil approprié pour l'exécution du procédé perfectionné, le dit appareil comprenant une chambre de séparation présentant une partie supérieure conique ou retrécie reliée à une pompe d'aspira- tion et une conduite de sortie pour les concentrés, ainsi
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qu'une sortie pour la pulpe épuisée, cette chambre étant munie en outre d'un conduit central de succion pour la pulpe; pratiquement vertical.exempt de coudes et de portions hori- zontales, et s'évasant de telle manière que la pulpe ascen- dante, lorsque son volume s'accroît en raison de la chute de pression, continue à ascensionner le conduit sous la forme d'un courant non turbulent dont la vitesse est sensiblement constante.
Les caractéristiques ci-dessus, ainsi que d'autres parti- cularités de l'invention, seront ci-après plus explicitement définies en se référant au dessin annexé qui représente une coupe verticale pratiquée dans un appareil pour l'exécution du procédé "par succion" perfectionné. a désigne un récipient cône présentant une partie cônique supérieure, b, laquelle est munie d'une ouverture de débit ¯± ménagée à son sommet. Cette sortie est entourée d'un collecteur d, fermé, sauf en ce qui concerne une conduite e prenant naissance à la partie supérieure et menant à la pompe d'aspiration, et une sortie f prenant naissance dans la par- tie inférieure et reliée à ùne conduite d'évacuation ± débouchant vers le bas dans une gouttière h.
Dans cette conduite pénètre, en un point approprié, un ajutage descen- dant i relié à un conduit d'alimentation d'eau. L'extrémité de la conduite g forme joint' hydraulique ou est munie d'un clapet de retenue.
Le fond ouvert du récipient a est relié à une conduite k, qui débouche à son extrémité inférieure dans une gouttière 1, et qui est fermée à cette extrémité par une soupape m.
La tige n qui porte cette soupape, est reliée à un levier o articulé en p et relié, à son autre extrémité, par une tige q, à un levier r articulé en.2 et soumis à l'action d'une came tournante t.
Un conduit montant u relié par une partie en U, v, avec une trémie à pulpe w, se prolonge suivant l'axe du récipient
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a approximativement jusqu'au point de jonction du récipient avec la partie supérieure b. Ce conduit est de section croissante en direction ascendante, et son extrémité supé- rieure ouverte porte un certain nombre d'anneaux concentri- ques x formant cloisonnement$,- circulaires. De cette portion du conduit partent des chicanes radiales y. z désigne un ajutage disposé plus ou moins tangentiellement dans le ré- cipient a etraccordé à une alimentation d'eau.
Le fonctionnement de l'appareil est ainsi qu'il suit, en supposant, à titre d'exemple, que la matière traitée est constituée par du charbon finement divisé.
La pulpe (c'est à dire un mélange de matière à traiter, d'eau, et d'un des agents mousseux connus, comme par exem- ple de l'huile) après avoir été remuée ou agitée, ainsi qu'on le comprendra, est amenée dans la trémie w, et la pompe d'aspiration reliée à la conduite e est mise en action. La pulpe est aspirée dans le conduit u et remplit le récipient a-b et le conduit k. La came t est amenée en rotatioh pour ouvrir périodiquement la soupape m, la hauteur de levée étant réglée grâce à un tendeur q1.
Les bulles de gaz libérées de l'eau dans la pulpe qui s'élève dans le conduit u, de même que le$gaz occlus sur ou dans les particules de charbon, se fixen aux particules de charbon par préférence aux particules de la matière minérale constituant une partie des cendres. Lorsque les bulles ascensionnent la conduite, elles croissent en dimensions, d'où une tendance à l'accroissement du volume de la pulpe, accompagné d'un accroissement correspondant '.de sa vitesse ascensionnelle. Cette dernière tendance est contrecarrée par l'accroissement de diamètre du conduit, de sorte que la pulpe s'élève dans ce dernier sous forme d'un courant ayant sensiblement une vitesse constante, et sans turbulence.
Du fait que le conduit u ne comporte aucun coude, il y a peu de tendance des particules entraînées par les bulles à se
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détacher de ces dernières par frottement contre les surfaces.
Lorsque la pulpe montante quitte le conduit u, les particules les plus denses de matière cendreuse, auxquelles aucune bulle n'est attachée, se mettent à descendre à l'en- contre du courant, @ s'échappent par les passages formés entre les anneaux x et passent dans le récipient a. Si ces particules pouvaient continuer à descendre dans le conduit u, elles pourraient détacher les particules de charbon de leurs bulles gazeuses.
Les particules de charbon portées par les bulles gazeuses continuent à s'élever dans la partie b du récipient, et pas- sent finalement par l'ouverture c dans le collecteur d d'où elles s'évacuent par le conduit ±.
En traitant une certaine quantité de pulpe, il se pro- duit une mousse volumineuse, trop lentement déchargée par la conduite g, la capacité de la machine étant ainsi réduite. pour remédier à cet inconvénient on peut adopter des moyens propres à permettre de réduire la pression dans cette condui- te et y accroître la vitesse, les moyens représentés dans l'exemple choisi étant constitués par un injecteur 1 alimenté d'eau sous pression. Les constituants cendreux se rassemblent dans le récipient a et descendent la conduite k, en s'échap- ' pant finalement au delà de la soupape 1 lorsque cette dernière est périodiquement ouverte grâce à l'action de la came du levier r.
Ces ouvertures et ces fermetures de la soupape produisent une pulsation du contenu du récipient a-b qui empêche l'accumulation du charbon dans la partie supérieure b et la formation de canaux dans ce charbon. Pareils canaux permettraient à l'eau seule de s'écouler par la conduite g à l'exception de charbon.
Du fait que des particules de charbon auxquelles adhè- rent des bulles passent, en même temps que les constituants cendreux, dans le récipient a, il est avantageux de communi- quer au contenu de ce récipient un mouvement giratoire propre
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à faciliter l'ascension des particules de charbon entravée 'par la descente des constituants cendreux. Dans ce but, de l'eau sous pression est admise dans le récipient ¯a par le jet tangentiel susmentionné z. Afin que le mouvement giratoire ne se communique que dans une mesure aussi réduite que possible au contenu.)de la partie supérieure b, des chicanes sont dis- posées radialement, de l'embouchure du conduit u jusqu'à la périphérie de la partie b.
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REVENDICATIONS 1. - Un procédé par succion pour séparer des matières 11) par flottaison, lequel procédé comprend la-.phase qui consiste \y n/wi . à provoquer l'ascension d'une pulpe de la matière, sous forme d'un courant pratiquement vertical, exempt de changements de direction, et se déplaçant à une vitesse sensiblement con- stante.
2. - Un procédé par succion pour séparer des matières par flottaison, lequel procédé comprend la phae qui consiste à déterminer l'ascension d'une pulpe de la matière, sous forme d'un courant pratiquement vertical, de section droite croissan- te en direction ascendante dans une mesure telle que ce cou- rant s'écoule à vitesse sensiblement constante.
3. - Un procédé par succion pour séparer les matières par flottaison, lequel procédé comprend la phase qui consiste à déterminer l'ascension d'une pulpe de la matière, sous forme d'un courant pratiquement vertical exempt de changements de direction, et qui s'écoule, à vitesse sensiblement constante, dans une masse liquide, masse dans laquelle les particules minérales propres s'élèvent, tandis que la pulpe épuisée descend, et à communiquer un mouvement giratoire à celle des parties de la masse liquide dans laquelle descend la pulpe épuisée.
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