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Procédé et appareil pour séparer des matières de poids spécifiques différents.
Cette invention est relative à un procédé et à un appareil perfectionnés pour séparer des matières de poids spécifiques différents par immersion dans une masse fluide constituée par un mélange d'un liquide, tel que l'eau, et d'une matière solide finement divisée telle que le sable, d'un poids spécifique plus élevé que celui de ce liquide et plus élevé que celui d'une ou plusieurs des matières à séparer.
Dans un appareil pour exécuter un procédé de ce-genre, la masse fluide est contenue dans un récipient et le liquide
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débordant de la partie supérieure du récipient emporte de l'appareil les matières séparées plus légères flottant à la partie supérieure de la masse fluide; les matières séparées plus lourdes descendent au sein de la masse fluide et sont évacuées par le fond du récipient.
La masse fluide et le liquide qui la surmonte reçoivent une rotation d'un agitateur rotatif et cette rotation aide à transporter les matières plus légères depuis le point d'alimentation jusqu'à un déversoir de trop-plein par-dessus lequel les dites matières sont emportées par la masse fluide et le liquide qui débordent.Les matières plus légères circulent ainsi suivant un trajet annulaire qui peut être notablement plus long que le diamètre de la partie supérieure de la masse fluide.
Les matières plus lourdes à séparer sont aussi transportées du point d'alimen- tation vers le déversoir de trop-plein, et il est nécessaire qu'elles n'atteignent pas le déversoir avant d'être descendues à travers la masse fluide à une profondeur suffisante pour ne pas être emportées par-dessus le déversoir; cette profondeur peut être notablement plus grande que la profondeur du déversoir, étant donné qu'il se forme en-dessous du déversoir un tourbillon qui emporte les matières par-dessus le déversoir même quand elles sont tombées en-dessous du niveau du déversoir. La profondeur du tourbillon dépend dans une large mesure de la profondeur du déversoir.
Toutefois, quand les matières plus légères comprennent de grosses particules le déversoir doit être suffisamment profond pour permettre que ces grosses particules soient emportées par le haut, et de ce fait la profondeur du tourbillon et, partant, la profondeur à laquelle doivent tomber les matières plus lourdes, doivent être relativement grandes. Il s'ensuit la difficulté que lorsque les matières plus lourdes soutiennent des parti eu-
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les de très faible grosseur, les petites particules peuvent ne pas être à même de descendre à la profondeur relativement grande requise pour qu'elles ne soient pas emportées pardessus le déversoir. En outre cette difficulté est accentuée par la tendance des petites particules des matières plus lourdes à flotter sur les grosses particules des matières plus légères.
L'invention vise à empêcher des matières lourdes de faible grosseur d'être emportées par-dessus le déversoir avec les matières légères.
Suivant la présente invention, dans un procédé pour séparer des particules de matières légères et lourdes par immersion dans une masse fluide constituée par un mélange d'un liquide et d'une matière solide finement divisée et ayant un poids spécifique intermédiaire entre celui des dites légères.particules et celui des dites lourdes particules, de manière que les lourdes particules descendent et se séparent ainsi des légères particules qui sont emportées par-dessus un dévidoir,
on introduit de petites particules de ces matières dans la masse fluide en-dessous du niveau de celle-ci conjointement avec une certaine quantité du liquide de manière que la masse fluide se dilue au point d'introduction et que les légères particules soient ainsi obligées de descendre à une profondeur telle qu'elles soient ensuite contraintes de monter et de passer par-dessus le déversoir. On introduit de grosses particules des matières au-dessus du niveau du liquide.
Un appareil convenant, pour exécuter le procédé suivant l'invention est constitué par un récipient pour la masse fluide, comportant un déversoir de trop-plein et une ouver- ture d'alimentation disposée en-dessous du niveau de la partie supérieure du récipient, par des dispositifs pour envoyer
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du liquide à travers l'ouverture en vue d'entraîner les matiè- res à travers celle-ci, et par des dispositifs pour introduire dans le récipient en un point éloigné de cette ouverture la matière solide finement divisée. On peut prévoir une goulotte d'alimentation pour envoyer les grosses particules de matière dans la partie supérieure du récipient.
On décrira ci-après l'invention à titre d'exemple en se référant au dessin annexé., dans lequel:
Fig. 1 est une vue en plan d'un appareil suivant l'invention.
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la Fig. 1.
Fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la Fig. 2.
Fig. 4 montre schématiquement les caractéristiques de l'appareil et peut être considérée comme un développement de l'appareil représenté sur les Figs. 1, 2 et 3,
On comprendra facilement les principales caractéristiques de l'invention en se référant à la Fig. 4. Comme celleci le montre, un bac 1 comporte une ouverture d'alimentation 2 et un déversoir de trop-plein 3. Une vanne réglable 4 est prévue pour régler la profondeur de l'ouverture d'alimentation par rapport à la partie supérieure du bac. Un plan incliné 5 est disposé de manière à diriger des matières tombant d'une goulotte 6, dans l'ouverture 2. En outre, un tuyau 7 percé d'orifices appropriés est prévu pour envoyer du liquide à travers l'ouverture 2 de manière à entraîner les matières dans le bac.
Une goulotte d'alimentation 8 est disposée audessus du bac pour envoyer des matières à la partie supérieure du bac.
On décrira ci-après le fonctionnement de l'appareil dans le cas du traitement du charbon par flottation au sable.
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Le bac 1 contient une masse fluide de sable et d'eau 9 et une couche d'eau 10 qui la surmonte. Il est bien connu de produire une masse fluide de ce genre, par exemple comme c'est décrit dans le brevet anglais n .119.038. Le niveau de la masse fluide est tel qu'elle déborde du déversoir 3 avec la couche d'eau 10, la masse fluide circulant depuis l'ouverture d'alimentation jusqu'au déversoir 3.
On divise d'abord le charbon à traiter, au moyen de tamis ou autres dispositifs analogues, en petites particules et en grosses particules. Par exemple, les grosses particules peuvent avoir une grosseur de 150 mm à 19 mm et les petites particules une grosseur de 19 mm à 1,6 mm. Ensuite on débite les grosses particules 11 dans le bac 1 au-dessus du niveau du liquide et elles sont entraînées par la circulation vers le déversoir 3. Les particules de charbon,légères, flottent près de la surface et sont emportées par-dessus le déversoir.
Par contre, les particules de schiste et matières analogues, plus lourdes, descendent graduellement, de sorte qu'au moment où elles atteignent le déversoir elles se trouvent à un niveau trop bas pour passer au-dessus du déversoir; par conséquent, elles descendent au fond du bac et sont recueillies en-dehors de ce bac de la manière connue.
' Les petites particules 12 sont débitées par la goulotte 5. De là elles sont entraînées à travers l'ouverture 2 dans le bac 1 par l'eau sortant du tuyau 7. Cette eau dilue la matière fluide aux abords de l'ouverture 2 dans une mesure telle que tant les particules légères que les grosses particules descendent à une profondeur qui est notablement en-dessous du niveau du déversoir 3. Ensuite les particules de charbon, légères, montent dans la masse fluide et elles sont emportées par-dessus le déversoir conjointement avec les grosses parti-
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cules de charbon, également légères. Les particules de schiste, plus lourdes, continuent à descendre et elles sont recueillies en-dehors du fond du bac conjointement avec les grosses particules de schiste.
On voit ainsi que le procédé suivant l'invention surmonte la difficulté due au fait que lorsque les petites particules sont débitées à la surface de la masse fluide, les particules lourdes peuvent ne pas avoir le temps de descendre suffisamment bas pour ne pas être emportées par-dessus le déversoir avec les particules légères. Evidemment cette difficulté est aggravée par la présence de grosses particules parce que, primo, les petites particules lourdes peuvent flotter sur les grosses particules légères et que, secondo, la profondeur du déversoir doit être suffisante pour permettre aux grosses particules légères de passer par le haut.
Toutefois, même quand il n'y a pas de grosses particules, il doit y avoir une profondeur de liquide appréciable au-dessus du déversoir, cette profondeur étant déterminée par l'allure de circulation re- quise pour maintenir le .sable en suspension dans la masse fluide.
En service, on débite du sable dans le bac en tout point approprié pour remplacer le sable emporté par-dessus le déversoir. Toutefois il ne faut pas débiter le sable dans le bac au même point que les petites particules, car le but de l'invention ne serait plus atteint du fait que la densité de la masse fluide augmenterait aux abords de l'ouverture 2 et que les petites particules monteraient ainsi instantanément à la surface. Il importe pour l'invention que la masse fluide soit diluée au point d'entrée des petites particules et que sa densité soit ainsi réduite.
Les Fig. 1, 2 et 3 montrent l'invention appliquée à un bac de section transversale circulaire. Les éléments corres-
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pondant à ceux de la Fig. 4 sont désignés par les mêmes chif- @ fres. Dans ce cas, la masse fluide tourne dans le sens indi- qué par les flèches. Cette rotation est produite de la manière - connue par un agitateur approprié (non représenté). Le char- bon entrant par les goulottes 5 et 8 est emporté autour du bac dans le sens des flèches vers le déversoir 3. Il est prévu une goulotte d'alimentation 13 pour introduire dans le bac un mélan- ge de sable et d'eau en remplacement de celui qui déborde du déversoir 3. On voit que cette goulotte est située bien à l'é- cart et plus près du déversoir 3 que de la goulotte 5.
Le sable entrant est ainsi empêché de s'opposer à la descente initiale des particules légères entrant par la goulotte 5.
L'invention peut aussi s'appliquer au bac à partie supérieure carrée décrit dans le brevet anglais n .415.881,où la circulation est transversale au lieu d'être circulaire. Son application résulte de manière évidente de la description ci- dessus.
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