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Procédé et dispositifpour le lavage des SCHLAMMS et des CHARBONS FINS.
La présente invention est relative à un procédé ainsi qu'à des dispositifs nouveaux destinés au lavage des Schlamms et des CHARBONS FINS.
Il est déjà connu, de laver les particules et grains de charbon précités dans plusieurs couloirs superposés, étroits et légèrement inclinés, en utilisant un courant d'eau horizontal assez fort. Dans le'fond de ces couloirs sont disposées à inter- valles relativement éloignés, des fentes ou rainures transversales étroites surmontant de petits'appareils évacuateurs dont le rôle est de soutirer les tranches inférieures du courant liquide ou lit mouvant avec les impuretés, c'est-à-dire, les pierres ou schistes et l'argile généralement plus,denses qu'elles contiennent, pen- dant que les petits grains de charbon spécifiquement plus légers, qui sont en suspension dans les tranches supérieures du lit mouvant, se trouvent entraînés jusqu'à l'extrémité des couloirs.
Ce système de lavage est basé exclusivement sur le fait que les composants solides se classent en hauteur à l'intérieur du courant liquide, suivant leur poids spécifique respectif.
Le système en question ainsi que les dispositifs utilisés pour sa réalisation présentent plusieurs inconvénients. L'argile et les très fines particules schisteuses ne sont qu'en partie séparées ;
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.. de plus, le classement des particules au sein du courant liquide en tranches superposées par ordre de densité est profondément troublé à la suite de l'effet de succion défavorable exercé sur le courant par les petits appareils évacuateurs et parceque les produits éli- minés des couloirs supérieurs, tombent à l'intérieur du lit des couloirs situés au dessous.
Dane le procédé et les dispositifs faisant l'objet de la présente invention qui utilisent également un courant d'eau horizon- tal afin d'obtenir la séparation des charbons, des impuretés qu'ils contiennent, cette séparation est basée non seulement sur les différences de densité des composants solides entraînés par le cou- rant, mais principalement sur la dissemblanoe de ces composants quint; à leurs coefficients d'adhésion. La séparation s'effectue dont en premier lieu par adhésion, c'est-à-dire, par alluvionnement.
La caractéristique essentielle des dispositifs servant à réaliser le nouveau procédé réside dans le fait que les appareils évacuateurs utilisée, ou "Caissons pointus", n'éliminent le lit fixe d'impuretés ou dép8t d'alluvions, qu'après séparation de ceux-oi du lit mouvant (courant liquide). L'alluvionnement dee particules schisteuses et argileuses se trouve favorisé par suite du coefficient d'adhésion plus élevé de ces impuretés.
Dans les dispositifs employés pour réaliser l'invention, le! couloirs de lavage sont plus profonds que dans les systèmes existants : et ils ne possèdent pas de fond proprement dit. Ce fond est remplacé sur la plus grande partie de leur longueur par une rangée de caissons pointus adjacents les uns aux autres oub très rapprochés.
ces Caissons pointus ou appareils évacuateurs sont complètement ouverte au sommet afin que les particules solides à coefficient d'adhésion élevé puissent être retenues par alluvionnement à la surface du lit fixe situé au dessus d'eux, pendant que, d'autre part, leur pointe inférieure est munie d'un orifice d'évacuation assez petit, pour assurer un écoulement lent et régulier de leur contenu et afin que tout effet de succion sur le lit mouvant soit sûrement évité.
La grandeur de l'orifice d'évacuation est calculée pour que la @
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la quantité de matières solides constituant le lit fixe qui est évacuée continuellement, soit proportionnelle à la quantité d'impu- .retés qui se déposent dans le même temps par densité et par alluvionnement. En conséquence, les appareils évacuateurs fonction- nent toujours à plein de matières solides.
Les dessins ci-annexcés et les différentes figures représentent un exemple de réalisation s'appliquant au lavage des SCHLAMMS (Fig,
I à 5) et un autre destiné à laver les CHARBONS FINS (Fig. 6 à 10).
Fig, I est une élévation schématique du dispositif de traitement des schlamms .
Fige 2 montre en plan le couloir supérieur.
Fig, 3 montre en coupe transversale un couloir avec caisson point! inférieur d'évacuation.
Fig. 4 montre à une plus grande échelle, la pointe ou buse démon- table de chaque caisson.
Fig. 5 montre en coupe un appareil compresseur additionnel, des schlamms lavés et préégouttés en vue de leut égouttage final,
Pour la mise en marche d'une installation nouvelle, tous les caissons pointus I ainsi que le couloir 2 sont tout d'abord remplis de schistes fins jusqu'à la hauteur de la ligne 3 . Le courant d'eau schlameuse venant de gauche est alors amené en tête de l'installation.
Les particules trop grosses qui pourraient se trouver accidentellement mélangées aux schlamms ainsi que partie de ceux-ci lorsque les eaux sont trop épaisses,se déposent dans les premiers , caissons pointus 4 (Fig. 1 & 2) d'où elles peuvent être évacuées séparément par le tuyau R; les schlamms proprement dits, par contre, passent avec le courant d'eau au dessus du deuil 5 et s'écoulent à l'intérieur du couloir 2 long d'une quinzaine de mètres environ et large de trente à soixante centimètres.
Pendant le parcours, le lit fixe de fines matières solides avec lesquelles les caissons pointus I ont été remplis avant mise en marche, se comporte exactement comme un fond de couloir avec cette importante différence toutefois, que ce lit fixe se trouve continuellement éliminé à la base des caissons évacuateurs I et qu'il se reconstitue au fur et à mesure à leur surface par alluvionnement ou dépôt des particules solides schisteuses et argileuses, pendant que les particules de charbon pur moins denses
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.... et moins adhérentes, en suspension dans le courant liquide, sont entraînées grâce à la vitesse appropriée de celui-ci jsuqu'à l'extrémité du couloir.
A côté de la séparation des plus grosses particules schisteuses,par densité,il s'en produit une autre beaucoup plus importante des echistes fins et de l'argile, par alluvionnement, c'est-à-dire, par adhérence de ces matières xolides à coefficient d'adhésion élevé, dont la forme et la nature (colloïdale) s'y prêtent aussi, aux parois du couloir et principalement au fond inférieur boueux et compacte, Une fois séparées et prises à la surface de la couche d'alluvions, ces matières échappent totalement à l'action du courant horizontal et ne sont plus que très lentement sollicitées de haut en bas vers l'orifice inférieur 6 des caissons, dont le débit est calculé, comme il a été dit ci-dessus,
pour que l'écoulement soit toujours constant et régulier et qu'il ne se produise jamais une succion trop forte de leur contenu, susceptible de troubler les phénomènes de séparation.
Le couloir 2 peut être simple ou double; dans le second cas* il est partagé en deux moitiés dans le sens de la longueur par une cloison longitudinale 7 descendant au minimum jusqu'aux rebords supérieurs des caissons évacuateurs et le courant d'eaux schlammeuse ayant emprunté l'un des côtés du couloir à l'aller, modifie son cours à l'extrémité 8 non munie de caissons pointus, pour s'écouler au retour dans la direction opposée, à l'intérieur de l'autre côté du couloir.
Cependant, malgré la communication qui existe entre les deux moitiés longitudinales, par les caissons inférieurs communs, il ne peut y avoir échange de liquide d'un côté à l'autre,attendu que les caissons en entier ainsi que le couloir lui même juaqu'à une hauteur supérieure au rebord inférieur de la paroi mitoyenne, sont toujours remplis de matières solides impénétrables à l'eau. que le couloir de lavage 2 soit simple ou double, il comporte à son extrémité vers sortie du courant, un dispositif de préégouttage connu 9 muni d'un tamis, d'une grille mobile ou par exemple d'une ' grille fixe 10, d'où le schlamm lavé et préégoutté peut être envoyé dans la poche supérieure 11 d'une vis de compression 12,
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.... sous gaine tronconique, destinée à l'égoutter définitivement.
Le schlamm lavé ou charbon pur extra fin complètement égoutté, sort par le tuyau 13 pendant que l'eau traversant le tamis 14 tombe sur le fond incliné de l'appareil d'où elle est évacuée.
Les eaux et les très fines particules provenant du dispositif d'égouttage 9 peuvent être recueillies dans un caisson 15 et être envoyées dans un second couloir de lavage 16 analogue au précédent et pourvu aussi de caissons évacuateurs 17 .
Ce second couloir, dit "Couloir de désargilage", peut être placé dans un plan vertical différent de celui du couloir 2 ou exactement au dessous de celui-ci. Dans ce dernier cas, les matières boueuses éliminées par les caissons pointus I sous le couloir supérieur 2 sont captées par de petits chenaux inclinés 18 et dirigées d'une manière quelconque dans la goulotte collectride inférieure 19. Les chenaux 18 peuvent par exemple aboutir à de petits tuyaux 20 contournant le couloir inférieur 16 et donnant dans la goulotte à déchets 19.
Des petits disques plats 21 peuvent être fixés horizontalement à l'intérieur et au centre des caissons pointus I et 17, dans le but de régulariser l'évacuation des matières qu'ils contiennent.
Au moyen de lamelles $ou planchettes minces 22 disposées longitudinalement à l'intérieur des couloirs et à la hauteur du courant de façon à augmenter les surfaces de frottement, on aidera les particules argileuses à se détacher du lit mouvant et à venir adhérer au lit fixe.
La pente nécessaire, très légère (1/2 % environ) est donnée au lit fixe et au lit mouvant à 1 aide d'un barrage transversal 23, qui sera placé à la hauteur voulue, à l'extrémité du couloir ou à l'extrémité de chaque c8té, dans le cas d'un couloir double,
Sans sortir de l'invention on pourra, pour des raisons construc- tives, donner une autre forme aux caissons pointus ou prolonger par exemple leurs parois latérales en hauteur, de façon qu'après assem- blage étanche les unes aux autres, ces parois constituent elles- mêmes le couloir.
Par ailleurs les dimensions des couloirs et des
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.... appareils évacuateurs ainsi que le nombre de ces derniers i n'ont été donnés ici qu'à titre d'exemple et aeront déterminés dans c chaque cas particulier d'après le débit demandé à l'installation et la nature du produit à traiter. La goulotte collectrice 19 est susceptible d'être remplacée par un petit transporteur ou une petite bande à raclettes.
Alors que le dispooitif suivant Figures 1 à 5 ci-dessus s'applique au traitement des schlamms, le dispositif représenté par les Figures 6 à 10 est destiné au lavage des charbons fins ou FINES.
La Fig. 6 représente en élévation une installation munie de trois couloirs superposés.
Les Fig. 7,8 et 9 montrent les couloirs en coupe suivant A-B; C-D; et E-F de la Fig. 6.
La Fig. 10 montre une tringle plate coulissante munie de xx troue de différentes grandeurs, destinée à régler le débit des caissons pointue évacuateurs à la valeur convenable en modifiant la grandeur de leur orifice d'écoulement.
Le dispositif de lavage des FINES ou CHARBONS FINS comprend essentiellement un grand couloir supérieur 24 pour l'épuration des charbons et un petit couloir inférieur 25 pour la séparation des schistes purs et des mixtes (charbon intermédiaire de qualité inférieure). Il peut être prévu en outre un troisième petit couloir 26 d'épuration définitive des schistes.
Le grand couloir supérieur 24 de douze à quinze mètres de longueur, quarante à soixante centimètres de largeur avec pente appropriée, se compose d'un long et profond tronçon de tête 27 à fond plein, formant réservoir compensateur ou d'emmagasinage des schistes et des mixtes ; d'un second tronçon 28, sans fond ou plutôt comme dans le dispositif de lavage des schlamme, avec groupe de caissons pointus inférieurs destinés à évacuer les schistes ainsi que les mixtes contenus dans le charbon brut et qui se sont déposés par alluvionnement ainsi que densité. Enfin le couloir 24 comprend un troisième tronçon 29 également avec fond remplace par un groupe de caissons pointus pour la reprise d'une certaine
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certaine quantité de charbon à relaver.
A l'extrémité du couloir 24 est disposée'une grille double 30 destinée à séparer l'eau des grains de charbon lavé.
Le petit couloir 25 de séparation des mixtes et des schistes est constitué par un tronçon de tête 40, à fond plein, et d'un tronçon sans fond 32 avec caissons pointus d'évacuation des schistes séparés des produite mixtes,
Le dispositif de lavage des charbons fins ou "FINES" dont les différences d'ordre constructi par rapport à celui de traite- ment des schlamms, résultent du calibre différent du produit à trai- ter, repose cependant sur le même principe de séparation.
Le produit brut est amené en tête du couloir supérieur 24 par une petite glissière étroite et très inclinée 33 Une chasse d'eau 34 entraîne ce mélange de charbon de schistes et de mixtes dans le couloir. Il se produit un classement des composants soli- des au sein de ce courant liquide ou lit de lavage mouvant, Les schistes et les mixtes se séparent et s'immobilisent les premiers par densité et surtout par alluvionnement. La tranche inférieure d'alluvions qu'ils constituent au gond du couloir est alors éliminée au fur et à mesure de sa formation par le premier groupe de caissons pointus 28. Normalement, les produits qui ont dépassé le premier groupe de caissons évacuateurs 28 ne contiennent presque plus d'impuretés.
Néanmoins, afin que le charbon fin qui est entrainé jusqu'au bout du couloir 24 soit absolument pur, les grains et particules qui se déposent en petite quantité au dessus du dernier groupe de caissons pointus 29 sont éliminés par ceux-ci et renvo- yée en tête de l'installation avec les charbons bruts, aux fins de relavage, A l'extrémité du couloir 84, les charbons purs passent sur une grille double 30 à barreaux écartés de 1 mm environ, au dessus de laquelle ils abandonnent l'eau qui les a entraînés ainsi que les particules très fines (schlamms) qu'ils peuvent contenir.
En raison de sa forme particulière, ce couloir supérieur possède en outre l'importante fonction de pouvoir emmagasiner dans son premier tronçon 27 ainsi qu'au dessus des caissons pointus du second......
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.... second tronçon 28, plus ou moins d'alluvions schisteux et mixteux suivant que ces impuretés sont plus ou moins abondantes dans le charbon brut à laver et d'être ainsi en mesure d'absorber et de compenser automatiquement les excès ou les diminutions de ces impu- retés, c'est-à-dire, de régula,riser,' sans intervention extérieure les différences d'alimentation qui apparaissent, tant en quantité qu'en qualité.
Le mélange de schistes et de mixtes évacué par le premier groupe de caissons 28 est ramené à l'aide de l'étroite goulotte inclinée 35, munie d'une chasse d'eau 36 en tête du second couloir de séparation
25 dont les caissons pointus 32 évacuent des schistes purs tandis que le courant liquide et les mixtes atteignent la grille située à l'extrémité du couloir où ils sont séparés.
Dans le dispositif ci-dessus il est indispensable de pouvoir régler le débit des caissons à la valeur convenable et de l'inter- rompre, quand nécessaire. Ce réglage peut avoir lieu à l'aide de la tringle plate coulissante de la Fig. 10 percée de troue de grandeur différente et qui sera appliquée contre l'orifice inférieur de la pointe des caissons. Cette tringle est susceptible d'être avancée ou reculée, et selon la position qu'elle occupera, ce seront les trous 37 ou les trous 38 ou encore les intervalles non percés 39 qui se trouveront placés en face des orifices des caissons et offri- ront ainsi aux matières à évacuer un passage plus ou moins étroit ou bien encore, en interromperont l'écoulement.
Le dispositif qui vient d'être décrit, ne l'est qu'à titre d'exemple d'application du nouveau procédé "à CAISSONS POINTUS- @ pour le lavage des charbons fins. Il est évident que les dimensions des couloirs et des caissons pointus ainsi que le nombre de ces derniers varieront avec la nature et les tonnages des produite.
En cas de charbons bruts difficiles à laver, les schistes @ éliminée par les caissons pointus du deuxième couloir 25, pourraient même subir un relavage dans un troisième couloir 26, dans le but de récupérer les charbons ou mixtes très fins qu'ils pourraient encore contenir,