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Procède et dispositif pour la préparation du charbon et matières analogues par flottage et sédimentation.
La présente invention a trait à un procédé et à un dispositif pour la préparation du charbon et matières analo- gues par flottage et sédimentation. Il est connu de classer les matières brutes dans une pulpe instable se composant de matières lourdes finement broyées et d'eau. Toutefois des appareils de ce genre ne se sont guère généralisés jusqu'à pré- sent car ils n'assurent qu'une séparation peu franche et l'en- tretien de la circulation continuelle de la pulpe offre des difficultés.
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Suivant la présente invention, on obvie à cet inconvénient en faisant en sorte que, pour maintenir dans la couche supérieure de pulpe une suspension d'un poids spé- cifique uniforme, on évacue à l'extrémité inférieure du réci- pient séparateur les matières lourdes tombées au fond, dites sédimentaires, on les remélange dans la proportion correcte et on les introduit à la surface de la pulpe contenue dans le récipient.
On décrira ci-après le procédé conforme à l'inven- tion en se référant aux dessins annexés qui représentent deux exemples d'exécution.
Fig. 1 est une vue schématique de l'installation de préparation conforme à l'invention.
Fig. 2 est une variante d'exécution avantageuse de l'installation.
Fig. 3 est une vue de côté correspondant à la Fig. 2.
Le récipient 1 (Fig. 1) contient une pulpe qui se compose de matières lourdes finement broyées, par exemple de magnétite finement broyée, et d'eau. La grosseur de grains de la magnétite est telle que celle-ci ne reste pas constam- ment en suspension. Par suite, il se produit continuellement une décomposition du mélange, de sorte que la magnétite s'ac- cumule dans la partie inférieure 2 du récipient. Le charbon brut est pris à la trémie 3 et est envoyé en substance hori- zontalement dans la couche supérieure 18 de la pulpe conte- nue dans le récipient 1, en même temps qu'un courant de pulpe arrivant du tuyau 4, dont le poids spécifique correspond exactement à la limite de séparation voulue, par exemple a une valeur [gamma] = 1,3, 1,4 ou 1,5.
On maintient ainsi très
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exactement, dans cette couche, un poids spécifique déter- miné, si bien que le charbon monte à la surface et passe conjointement avec le courant de pulpe sur un tamis sépara- teur d'eau 5, par exemple sur un tamis à fentes. La pulpe descend alors par le tuyau 6 et est ramenée de manière appro- priée dans le tuyau 4. Une façon très simple d'assurer la cir- culation consiste à introduire de l'air sous une pression suffisante, par le tuyau 7, dans la branche verticale 8 de la conduite tubulaire (pompe mammouth). Si pendant la circu- lation de la pulpe il se produit des pertes, on peut les compenser en rajoutant dans le tuyau 8 ou 4, par le tuyau 36, de la pulpe fraîche ayant la composition prescrite.
Les parties sédimentaires du charbon brut (produit moyen et schistes) tombant au fond du récipient 1 vont par le tuyau 2 à un transporteur à godets 9 et sont amenées par celui-ci sur un tamis séparateur d'eau 10. Le passé de la première partie du tamis gagne par la conduite 11 le tuyau 6 ; au-dessus de la seconde partie du tamis sont montées des rampes d'arrosage 12 pour assurer une séparation complète du charbon d'avec la pulpe entraînée. Le passé des parties 13 et 14 des deux tamis est alors amené à un épaississeur 15. L'eau boueuse.sortant de l'épaississeur en 16 emporte avec elle toute terre glaise et autres impuretés du charbon.
La boue se fixant dans l'épaississeur se compose de la char- ge, en l'occurrence de magnétite, et elle est raclée de manière à passer dans le tuyau 17. Par ce tuyau elle entre dans un récipient mélangeur où elle est remuée avec de l'eau pour constituer une pulpe du poids spécifique voulu qu'on envoie, comme décrit ci-dessus, dans le tuyau 8 ou 4.
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A l'aide du dispositif et du procédé décrits il est possible de maintenir dans la couche supérieure 18 du récipient de séparation une pulpe d'un poids spécifique bien déterminé, de sorte qu'on y assure une séparation très franche du charbon pur et des constituants plus lourds de la matière brute. Ces constituants plus lourds descendent ensuite dans la partie 19 du récipient et il se produit en même temps une décomposition du mélange de la pulpe. Par suite, le produit moyen et les schistes ont la plus grande tendance à suivre la gravité et à tomber dans la partie inférieure 2 du réci- pient. Suivant l'invention, on opère ensuite la séparation du produit moyen et des schistes dans un deuxième récipient où on donne à la pulpe, dans la couche supérieure, un poids spécifique plus élevé correspondant.
Avec le procédé conforme à l'invention il ne peut se produire l'inconvénient propre à beaucoup d'autres procé- dés de flottage et de sédimentation, que les grains situés à la limite restent dans la pulpe. En effet, comme déjà spé- cifié ci-dessus plusieurs fois, la pulpe a tendance à se décomposer. Sous ce rapport il peut même être affirmé que la charge descendante entraîne de haut en bas les parties lourdes de la matière entrante. De toute façon, celles-ci ne sont pas en mesure de rester flotter dans les couches supé- rieures du récipient, d'un faible poids spécifique. Au besoin, on peut aussi créer dans le récipient 1 un faible courant descendant supplémentaire pour empêcher une obstruction du récipient dans les parties inférieures.
Au lieu d'être opéré par un mécanisme à godets, le transport des schistes et des produits sédimentaires peut aussi être assuré en faisant déboucher l'extrémité inférieure
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du récipient séparateur dans le tuyau à circulation de pulpe et en utilisant la circulation en retour de la pulpe, pro- duite par insufflation d'air suivant le principe d'une pompe mammouth, pour transporter de bas en haut les schistes tom- bant au fond du récipient séparateur.
Cette forme d'exécution du procédé est représentée sur les Figs. 2 et 3. On introduit la matière à préparer 20, d'un poids spécifique inégal, dans le liquide lourd servant @ produire la séparation. La fraction légère 22 flot- tant sur le liquide 21 est transportée par le courant de surface du bain, vers la sortie 23 ou.un ruban à racloirs 24 la traîne au-dessus d'un tamis de séparation d'eau' 25. La fraction sédimentaire 26 passe par un labyrinthe 27, - destiné à empêcher une circulation trop rapide du-, liquide lourd dans le récipient séparateur 28, - dans le courant descendant 29 arrivant du tamis séparateur de charbon pur.
Du côté de la montée on diminue le poids spécifique du liquide lourd par une admission d'air comprimé 30, de sorte que les colonnes communiquantes font monter le liquide à une grande vitesse.
Ce courant de liquide est suffisant pour entrainer de bas en haut le produit sédimentaire et celui-ci est arrêté près du trop-plein supérieur 31 sur le tamis de séparation d'eau 32 disposé en cet endroit. Une autre bande à racloirs 33 .évacue les produits accumulés, tandis que le liquide recommence sa circulation en circuit fermé à travers le récipient séparateur ou à travers l'appareil après avoir quitté par l'ajutage 35 le récipient 34 disposé en-dessous du tamis.
Cette disposition assure un transport avantageux et peu coûteux des produits sédimentaires, car elle évite de faire travailler des organes mobiles au sein du liquide lourd
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qui, selon sa nature, peut corroder ou user ces organes. L'em- ploi du mode opératoire décrit n'est évidemment pas limité à des liquides lourds; il est aussi bien concevable en vue du transport de bas en haut de constituants à poids spécifique élevé qui passent à un niveau le plus bas à la suite d'une opération de séparation d'une autre nature. On pourrait aussi, selon les besoins, disposer à divers niveaux et distances des sorties de produit sédimentaire, au cas où on arriverait à évacuer par ce moyen des matières distinctes.
La présente invention a le grand avantage de permet- tre d'utiliser un liquide séparateur qui en raison de l'absence de constituants colloïdaux possède une très faible viscosité.
En outre, on peut travailler avec une matière à grains relati- vement gros, si bien que les frais de broyage pour la prépara- tion de la pulpe sont réduits. L'argile, qui en raison de ses propriétés colloïdales est au plus haut degré indésirable pour le présent procédé, mais qui se rencontre dans tous les charbons, s'en va en l'occurrence avec l'eau de l'épaississeur.
Pour empêcher l'argile de se déposer dans l'épaississeur, on peut même ajouter à l'eau de l'épaississeur des agents favori- sant la suspension, par exemple du verre soluble. Par le pré- sent procédé on peut sans grande difficulté produire et employer des solutions lourdes ayant un poids spécifique de 1,1 à 2,5.
On a par exemple trouvé par des essais les résultats suivants : Pour une grosseur de grains de 10 à 40 mm, on obtient à la sortie de charbon pur un charbon dont les constituants d'un poids spécifique inférieur à 1,45 représentent 87,1% de la totalité des matières introduites, tandis que 0,7% de la totalité des matières introduites a un poids spécifique supé-
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rieur à 1,45. Pour les schistes, on obtient une quantité de matières d'un poids spécifique inférieur à 1,45 égale à 0,4% de la totalité des matières introduites, tandis que le restant, savoir 11,8%, a un poids spécifique supérieur à 1,45.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé pour la préparation du charbon et matières analogues par flottage et sédimentation au moyen d'une suspension instable avec récupération de la pulpe de l'eau de lavage, caractérisé en ce qu'on introduit la pulpe du même côté que la matière brute à la surface du récipient de préparation en la faisant circuler horizontalement à une vitesse telle que le poids spécifique de la couche supérieure du récipient reste pratiquement constant et que le charbon pur ne soit évacué que par le courant de pulpe débordant.