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"PROCEDE ET APPAREIL DE LAVAGE, POUR LA SEPARATION ET LE TRIAGE DE MATIERES"
La présente invention concerne un procédé et un appareil de lavage pour la séparation et le triage de matières.
Elle vise, en particulier, la séparation et le triage de matières telles que la houille et les minerais ; elle n'est pas nécessairement limitée à cela.
La pratique antérieure, dans des séparations par lavage, peut être le mieux illustrée par une brève description de l'un des plus largement utilisés de cessystèmes. Dans ce système, de l'eau transporte la matière à séparer le long d'auges ou lavoirs déclives qui sont inclinés de quelques degrés sur l'horizontale. Des poches sont prévues dans le fond du lavoir pour l'évacuation des matières se déposant du cou- rant et ces poches sont espacées à d'assez grands écartements de sorte qu'il y a entre elles des surfaces relativement lon- gues d'auge.
Parfois, ces poches sont pourvues de courants d'eau
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ascendants pour modifier la stratification horizontale du courant, obtenue entre les poches.
Dans la pratique courante, avec ce système antérieur appliqué à de la houille, la masse des matières de faible densité déborde, comme un produit final propre, à l'extrémité du premier lavoir, tandis qu'un produit contenant les matières de grande densité mélangées avec des matières incomplètement séparées de faible densité est retiré à travers les poches, dans le fond du lavoir. Ce produit de fond est traité à nouveau dans un autre lavoir et une nouvelle proportion de matières de, faible densité déborde de l'extrémité de ce sedond lavoir.
Le produit de fond, de grande densité, retiré de ce second lavoir à travers les poches de celui-ci est soumis à de nou- veaux traitements encore dans un ou plusieurs lavoirs supplé- mentaires, jusqu'à ce qu'un produit final de grande densitétt de pureté suffisante soit obtenu.
En plus de ces traitements à nouveau dans une série de lavoirs distincts, on a coutume de ramener les produits de fond d'un ou plusieurs des divers lavoirs soit à la houille brute ou à l'alimentation des lavoirs respectifs. Environ une tonne de cette matière en circulation est ainsi ramenée pour chaque tonne de matière neuve lavée.
En raison de ces nombreux(traitements successifs et de ces nombreuses charges en circulation, les systèmes de lavoirs antérieurs étaient très compliqués, dépensaient une quantité inutile de puissance et d'eau et causaient une casse et une attrition excessives de la houille.
Les recherches de la demanderesse indiquent que ces nombreux traitements successifs et ces nombreuses charges en
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circulation, dans l'art antérieur, sont dus à une mauvaise compréhension des facteurs fondamentaux régissant le dépôt de matières à partir d'un courant s'écoulant'horizontalement.
Cela est particulièrement vrai dans le' cas où les matières sont déposées pendant qu'elles sont soumises à des courants ascendants de liquide, bien que ce soit également vrai même dans le cas où l'on n'utilise pas de courants ascendants.
Puisque cette mauvaise compréhension a conduit aux modes opératoires et appareils défectueux de l'art antérieur, une brève discussion de certains de ces facteurs fondamentaux semble devoir être donnée ici.
Il est d'abord nécessaire de considérer la signifi- cation de l'expression "pente convenable". C'est l'angle que fait, par rapport à l'horizontale, le dessus du lit dans un courant portant des matières solides lorsqu'il ne se produit ni érosion, ni sédimentation. Cet angle dépend de certaines variables comme la nature et la quantité des solides en cours de transport, de la vitesse du courant, de l'importance des courants-ascendants, s'il en existe etc... Si pour une raison quelconque, la pente de la surface supérieure du lit d'un tel courant est plus grande que la pente convenable, le courant érode le lit jusqu'à ce que la pente convenable soit atteinte Si, d'un autre côté, la pente de la surface supérieure du lit est moindre que cette valeur critique, de la matière se dépose- ra jusqu'à ce que la pente convenable soit établie.
L'angle que la surface supérieure du lit fait à un marnent quelconque avec l'horizontale, au cours de l'établisse- ment de la pente convenable, peut être appelé'l'angle de sédimentation". Tant l'angle de sédimentation que sa valeur
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limite, la pente convenable sont des facteurs importants dans la détermination de là nature des matières qui se déposent dans le lit d'un lavoir.
Les recherches de la demanderesse ont indiqué que la différence entre l'angle de sédimentation et la pente convenable, détermine dans une mesure considérable la qualité de matières qui se déposent si, par exemple, dans le lavage de houille en courants coulant horizontalement combinés avec des courants ascendants convenablement réglés, la différence entre l'angle de sédimentation et la pente convena- bleest assez petit, les matières déposées consisteront essen- tiellement en matières de la plus grande densité. D'un autre côté, sicette différence est grande, le pourcentage de matiè- res de faible densité se déposant est relativement grand.
Un facteur important, dans le contrôle de l'angle de sédimentation dans les poches est un lit compact. Cela peut être décrit comme une condition extrême de tassement et de sédimentation gênée. D'une part, un tel lit est résistant à des dérangements causés par l'enlèvement des matières et à une turbulence causée par les courants horizontaux. D'ailleurs un lit compact est important en ce sens qu'il exclut des matières de faible densité. Un lit lâche permettra à des ma- tières de faible densité de se déposer dans ses interstices, tandis qu'un lit compact empêche effectivement un tel dépôt.
Des courants ascendants de liquide sont également importants dans des procédés de lavage, plus particulièrement quant à leur uniformité et à la façon dont on les applique.
La stratification de matières dans un 'courant chargé de miné- ral qui coule, et le type de matières qui se dépose dans le lit d'un tel courant, peuvent être grandement modifiés par
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l'importance et .la distribution des courants de liquide as- çendants auxquels le lit et le courant sont soumis, et le contrôle de ces courants est essentiel au meilleur fonctionne- ment d'un lavoir.
La vitesse des courants coulant horizontalement affecte aussi essentiellement le genre de la matière qui se dépose. Pour un bon rendement il est désirable de maintenir @ cette vitesse au-dessous de la valeur à laquelle elle donne lieu à une turbulence dans les poches pendant que des matières en sont retirées.
Un examen des lavoirs antérieurs indique qu'aucun de ces facteurs n'a été apprécié ni qu'aucune application n'en a été faite de façon à obtenir les séparations améliorées que leur usage rend possibles.
En premier lieu, le plan de sédimentation, habituel- lement le côté d'aval de la dépression concave du lit au-des- sus des poches, est disposé sous un grand angle par rapport à la pente convenable. En conséquence, il se dépose dans les poches un pourcentage relativement grand de matières de faible densité.
En second lieu, les lits, à l'intérieur des poches des lavoirs antérieurs, ne sont pas compacts mais sont relative- ment lâches. Dans certains cas, cela est dû à la forme des poches. Dans certains cas, c'est dû à des courants de liquide qui s'élèvent à travers les conduits d'évacuation lorsqu'on ouvre ceux-ci pour retirer des matières des poches. Ces courants ascendants, destinés à emporter les matières de faible densité ont pour effet d'ameublir mal à propos le lit. Dans d'autres cas, c'est dû à une allure d'enlèvement si rapide qu'elle af- fouille le lit et en diminue en outre, la compacité.
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Dans d'autres cas encore, c'est dù à un mode d'enlèvement qui permet momen anément à une partie du lit de tomber librement des poches, de sorte que toute la compacité du lit est perdue.
En troisième lieu, on avait antérieurement l'habitu- de lorsqu'on utilisait des courants ascendants de liquide,dans les poches, d'espacer celles-ci à d'assez grandes distances.
Cela se résout en une tentative pour produire une stratifica- tion alternative en courant horizontal et en courant vertical, d'un, manière qui est évidemment impraticable. Dans un courant chargé de minéral descendant le long d'un lavoir à une vitesse de plusieurs mètres par seconde, de la matière qui a été stratifiée horizontalement ne peut pas être restratifiée dans le court intervalle de temps que prend son passage sur une poche. Un changement de stratification exige une période de temps importante, bien plus grande que celle disponible pen- dant le passage du courant chargé de minéral sur une poche.Un autre inconvénient du grand espacement des poches est qu'il rend nécessaire l'usage de lavoirs indésirablement longs et de constructions coûteuses.
En quatrième lieu, à cause de la nécessité de trans- porter des charges en circulation faites d'une forte propor- tion de matières de grande densité, les lavoirs antérieurs u- tilisaient habituellement des courants horizontaux de vitesse excessive. Ces courants produisaient de la turbulence dans les poches lorsque des concavités se formaient dans la surface de celles-ci au cours de l'enlèvement de matières des fonds.
L'invention a pour l'un de ses objets d'augmenter l'efficacité de la première séparation de façon qu'un nombre moindre de traitements successifs soient nécessaires et que des charges en circulation puissent être éliminées ou gran- dement réduites.
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Un autre objet de l'invention est d'offrir une ins- tallation simple, peut couteûse à établir et exploiter.
Un autre objet est de réduire la casse et l'attrition.
Un autre objet encore est d'effectuer une notable , économie dans l'épaississement et le filtrage à faire sur les fines dans la houille lavée.
Divers autres objets et avantages de l'invention ap- paraitront autours de la présente description.
Le procédé de l'invention comprend l'usage d'uh la- voir d'une certaine construction et d'un fonctionnement tel que les principes de séparation fondamentaux sont effective- ment appliqués. L'application de ces principes implique le maintien de la coopération d'un certain nombre de facteurs qu'on a trouvés produire une séparation plus complète.
Un des facteurs consiste en l'établissement et le maintien d'un lit compact dans chacune des poches d'évacuation ou de sortie, du lavoir. Un autre facteur consiste en le main- tien d'une légère différence entre la pente convenable et le plan de sédimentation. Un autre facteur implique l'usage de., courants de liquide ascendants, réglés dans les poches d'éva- cuation et de préférence dans tout le lavoir, ces courants étant d'une uniformité telle, et étant distribués de telle façon, que la compacité du lit n'est point dérangée. Un autre facteur implique l'usage d'une allure d'enlèvement relativement lente par unité de surface active du lit, de manière à empêcher l'affouillement des lits dans les poches d'évacuation.
Un autre facteur encore implique l'usage de courants de liquide horizontaux de vitesse relativement faible, de fa- çon que les surfaces supérieures des lits dans les poches d'é- vacuation ne soient pas dérangées par turbulence pendant qùune sédimentation s'effedtue
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On va maintenent exposer plus en détail la manière dont ces facteurs sont appliqués et rendus effectifs.
La demanderesse a pris diverses mesures pour assurer qu'un lit compact est maintenu dans les poches d'évacuation du lavoir. D'un côté, elle a prévu des poches qui ou bien sont spécialement établies en forme de coin ou bien peuvent être actionnées pour développer des chenaux en forme de coins à tra- vers lesquels le résidu passe. Ces chenaux en forme de coin servent à tasser les lits à l'intérieur des poches par leurs sections progressivement décroissantes. Ensuite, elle enlève le résidu beaucoup plus lentement, par unité de surface de sédimentation, que c'était la coutume dans les lavoirs anté- rieurs, de sorte que les lits ne seront pas affouillés ni ameu- blis.
Cet enlèvement est toujours sous un contrôle impératif etil n'est jamais permis au résidu de se décharger librement des@poches. En même temps, la demanderesse fait usage, dans les poches, de courants verticaux qui sont uniformément distri- bués et sont toujours de vitesse ascendante uniforme.
Où l'on avait, antérieurement, coutume d'ajouter ce que l'on appelait de l'eau de poussée, la demanderesse a trouvé hautement avantageux de maintenir à un minimum les courants horizontaux. Par exemple, sur de la houille de 9,5 mmx 0, elle a trouvé qu'un rapport d'environ 1:1 du liquide à la houille brute est désirable. Avec cette faible vitesse initiale, la turbulence et les remous sont maintenus à un minimum.
La demanderesse dispose de préférence le lavoir sous un angle approchant la pente convenable. Dans la disposition préférée, elle fait usage d'un lavoir dans lequel les poches se touchent sensiblement, bien que cela ne soit pas nécessaire
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Si des espaces sont prévus entre les poches, il 'est préférable de permettre la sédimentation de lits minces dans ces espaces de manière à empêcher toute tendance des courants horizontaux à cascader dans les poches et à déranger les lits qui s'y trou- vent.
Ces diverses mesures appliquées dans le procédé de l'invention ont pour résultat d'assurer et de maintenir, dans les poches des lits, qui, à cause de leur compacité propre, sont très efficaces pour exclure la sédimentation dans celles-ci de matières de faible densité. Cette efficacité dans l'exclusion du dépôt de matières de faible densité est d'ailleurs accentuée d'une façon marquée par les courants ascendants-de liquides dans les poches. Ces courants ne sont pas suffisants pour dimi- nuer la compacité du lit et sont efficaces pour empêcher le dépôt des particules plus fines de faible densité.
A cause de l'allure relativement lente d'enlèvement et des lits compacts l'angle entre le plan de sédimentation et la pente convenable est maintenu relativement petit, en conséquence de quoi la proportion de matière de faible densité tendant à se déposer dans ce lit est encore davantage diminuée.
La disposition bout à bout des poches du lavoir est un facteur important pour assurer le haut rendement du procédé dans son ensemble. Toutefois, comme cela a été indiqué ci-des- sus,ce procédé possède bien des caractéristiques de nouveauté importantes que l'on peut mettre en pratique efficacement dans un lavoir dans lequel les poches sont espacées à d'assez gran- des distances. On peut dire, cependant, que si les poches du lavoir sont notablement espacées, il est préférable de@sfaire usage, dans ces espaces, de courants ascendants'de liquide qui sont juste suffisants pour conserver un type uniforme de strati-
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fication dans tout le lavoir.
Bien. qu'on ait longuement exposé les phases théori- ques d'une séparation par lavage, dans le but de rendre clairs les inconvénients de l'art antérieur et de jeter toute la lu- mière possible sur les raisons qui font le succès du présent procédé, la demanderesse entend ne se limiter à aucune théorie particulière. L'essentiel est que, en opérant comme c'est indi- qué ici, la demanderesse a été à même d'obtenir une réparation qui est hautement sélective par comparaison avec les lavoirs antérieurs.
Pour mieux illustrer l'application du procédé, on va décrire maintenant des réalisations préférées d'appareils qui ont été utilisés pour sa mise en pratique. Ces réalisa- tions sont représentées sur les dessins ci-joints, où:
Fig. 1 est une vue en perspective, avec arrachement, d'un lavoir propre à la mise en pratique du procédé de l'in- vention.
Fig. 2 est une coupe longitudinale d'une portion du lavoir représenté sur la Fig. 1.
Fig. 3 est une élévation latérale d'un lavoir quel- que peu modifié.
Fig. 4 est un plan du lavoir de Fig. 3
Fig. 5 est une élévation latérale d'une forme d'exé- cution modifiée du lavoir.
Fig. 6 est une coupe longitudinale d'une autre modi- fication encore du lavoir.
Fig. 7 représente, plus ou moins schématiquement une section du lavoir, montrant la façon dont l'inclinaison /décrois- des portes extrêmes vers l'aval, produit un chenal/progressi- sant @ vement à travers lequel les minéraux passent de la poche à
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un conduit d'évacuation.
Fig. 8 représente, plus ou moins schématiquement, les portes extrêmes verticales et montre les résultats, simi- laires à ceux obtenus dans le fonctionnement de fig. 7 qu'on obtient par un contrôle approprié des courants d'eau aseen- dants.
En se reportant plus particulièrement aux fig.I et 2 qui représentent un type préféré de lavoir, on verra qu'il comprend une série d'unités sensiblement identiques. Une de des unités est représentée comme consistant en une base I et des plaques extrêmes verticales 2 et 3. On notera que ces dernières sont munies de prolongements 4 et 2 inclinés d'avant en arrière et de bas en haut.
Entre les extrémités de ces prolongements 4 et 5 sont disposées des plaques percées de trous 6 et 7, que, pour plus de concision, on appellera ici cribles et qui se rejoi- gnent par leurs extrémités adjacentes. Le crible 6 forme le fond de l'une des poches du lavoir et le crible '7 forme l'ap- proche àece fond. Sous ces cribles, se trouvent des comparti- ments 8 destinés à être alimentés en eau par des tuyaux 9 ,auxquels sont associées des jauges 10 de façon à permettre de régler exactement la quantité d'eau fournie à différentes sections du lit.
La partie de la sole qui est constituée par le crible 6 de chaque unité est de préférence disposée sous un angle qui peut varier entre 20 degrés et 40 degrés sur l'ho- rizontale, selon les matières 9. séparer et à trier ou classer.
Dans la disposition représentée, l'angle du crible 6 est d'approximativement 30 degrés sur l'horizontale. C'est un angle satisfaisant pour de la houille 9,5 mm x 0.
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Le bon espacement et la bonne grosseur des trous dans le crible sont importants. La surface totale de tous les trous du crible par dm2 doit être telle qu'une légère pression de 50 à 250 mm d'eau soit développée sous les cribles. Cette dis- position remplit deux buts.Elle assure une distribution uni- forme de l'eau sur les cribles et elle empêche que des parti- cules se logent dans les trous. La grosseur des trous doit être aussi petite que c'est compatible avec la proportion de solides et de matière carbonacée qu'il y a dans l'eau dont on fait usage. Si on se sert d'eau propre, des trous de 0,5mm de diamètre seront satisfaisants. Si l'on fait usage d'eau boueuse, des trous de 1,25 mm, ou même plus grands, peuvent être nécessaires.
Pour de la houille 9,5 mm x 0, la demande- resse a trouvé qu'un crible avec les trous espacés pour donner une ouverture totale de 2 pour cent de la surface du crible est tout à fait satisfaisant.
Les compartiments 8 sont en outre, pourvus de robinets de vidange II et de parois inclinées 12 qui servent à diriger tout sédiment vers les robinets de vidange. Cela est particulièrement avantageux lorsqu'on introduit dans les com- partiments de l'eau relativement boueuse.
Il va sans dire que l'eau qui est introduite dans les compartiments 8 passe de bas en haut à travers les perfo- rations des cribles 6 et '2 dans le but de soumettre la matière en cours de séparation et de triage à des courants ascendants d'une vitesse désirée quelconque. Ces courants ascendants sont destinés à coopérer avec des courants qui coulent sensiblement le long du lavoir, comme ce sera plus complètement décrit.
Chaque poche est pourvue d'une sortie 13 menant à
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un conduit d'évacuation qui est sous le contrôle d'une plaque ajustable opérant conjointement avec une plaque oscillante.
La plaque ajustable comprend une porte principale 14 qui pi- vote en 15 et sur laquelle est montée à coulisse une plaque 16 que l'on peut régler pour faire varier le passage disponible à travers la sortie 13 .Elle peut être tenue dans une posi- tion réglée quelconque par le levier à cliquet I4a coopérant avec le secteur à crans I4b.
La plaque capable d'osciller comprend une plaque principale 17 qui est rigidement assujettie à un arbre 18 et qui porte une plaque extensible 19. L'arbre 18 est pourvu à un bout, d'un plateau-manivelle 19a présentant une rainure pour la réception d'un bras de manivelle 20 qui est ajustable dans cette rainure et est relié à une bielle 21 dont l'extré- mité opposée est actionnée, au moyen de l'excentrique 22, par l'arbre 23: Ce mécanisme agit pendant le fonctionnement du lavoir, pour faire osciller la plaque 17, comme c'est indiqué par les flèches sur la Fig. 2.
Si on le désire, la plaque 17 peut pivoter en un point plus bas, comme c'est représenté sur la Fig. 2, et il peut y être ajouté un tablier de caoutchouc 17a. Cette façon de monter la plaque 17 facilite le mouvement des couches in- férieures du lit tandis que le tablier de caoutchouc empêche. le dépôt des minéraux dans l'espace existant entre la plaque et la cloison sur laquelle elle est montée. Il est permis à toutes matières fines qui peuvent passer par le tablier 17a de s'échapper à travers un espace existant entre l'axe-pivot et la paroi du compartiment 8.
A la sortie 13 de chaque poche du lavoir, est relié un conduit d'évacuation 24 qui est pourvu, à son extrémité
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inférieure d'une vis 25, actionnée impérativement, travaillant dans un tuyau 26, incliné de bas en haut, qui s'élève de préférence au-dessus du niveau supérieur de la houille et de l'eau qui se trouvent dant le lavoir, comme c'est représenté sur la Fig. I.
Une autre caractéristique avantageuse qui a été incorporée dans toutes les dispositions du lavoir de l'inven- tion est l'application de sections de paroi transparentes 62.
Celles-ci sont représentées sur les Fig. 1,2 et 3. Il en est prévu une dans une des parois de chaque unité du lavoir et et elle est de préférence de forme telle que l'on peut voir à travers tout le lit qui se trouve dans une unité quelconque.
Du verre ou autre matière transparente convient à cet usage.
Comme c'est représenté sur la Fig.3, un flux hori- zontal de courant le long du lavoir est produit primitivement en fournissant de l'eau à l'extrémité supérieure du lavoir au moyen d'un robinet 27 qui se décharge dans un coursier 28 lequel reçoit également la houille et se déverse à son tour dans l'extrémité supérieure du lavoir.On notera aussi, en se reportant à cette Fig. que l'extrémité inférieure du lavoir décharge les matières plus grosses, de faible densité, dans 1,-: coquille 29 d'un élévateur 30.
Dans la disposition représentée sur la Fig.3, le lavoir est monté à ses extrémités, sur des supports réglables 31 et 32, ce qui permet de régler l'inclinaison de l'ensemble du lavoir. Toutefois, comme c'est représenté sur la Fig.5,on peut trouver désirable de régler indépendamment les unités du lavoir. Le mécanisme permettant 'de le faire comprend des su- ports réglables 33,34, 35 et 36 sur lesquels sont montées
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des sections 37, 38 et 39 du lavoir, sections dont chacune comprend plusieurs unités.
Cette forme d'éxécution permet de régler l'angle des diverses sections pour compenser les changements dans la pente convenable dans les poches successives, dans le cas où des matières de densité différentes en sont enlevées.
Tout moyen convenable peut être prévu pour recueillir le produit de fond de ces sections. Par exemple, chaque section peut être établie indépendamment, avec toutes ses poches se déchargeant dans un seul élévateur qui jouera le rôle d'enle- ver et d'essorer les produits.
Une disposition modifiée de l'appareil est repré- sentée sur la Fig.6. Cette disposition est, à quelques excep- tions près, sensiblement identique aux lavoirs décrits pré- cédemment. Elle comprend une série de poches 40 dont chacune présente des parois latérales 41 et un crible incliné 42 auquel aboutit un crible 43. Des compartiments 44 sont égale- ment prévus, pour recevoir l'eau, au-dessous des cribles 42 et 43 et présentent des parois inclinées comme en 45, pour conduire le sédiment vers des soupapes ou robinets d'évacua- tion 46. Une porte pivotante réglable 47, est également em- ployée à la sortie de chaque poche, cette porte étant de la même construction que celle représentée en 14 sur la Fig. I.
Au lieu d'une plaque oscillante telle.que celle représentée en 17 sur la Fig. 2, on a, sur la Fig. 6, représen- t une roue régulatrice 48 qui est disposée dans la partie supérieure de chaque conduit d'évacuation 49 pour aider à contrôler la décharge du résidu hors du lavoir. Cette roue 48 est de préférence pourvue de palettes radiales espacées,50, portées par un arbre 51 qui peut être mis en rotation pas-à- pas au moyen d'un encliquetage 52 qui est réglable, d'une
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manière facile à comprendre, pour faire varier la longueur du pas rotatif. Le cliquet de cet encliquetage est actionné par une bielle 53 qui est reliée par un excentrique à un arbre 54.
Une enveloppe pour la roue 48 est faite de deux élé- ments. Un de ces éléments comprend une partie semi-cylindrique 55 dont le bord supérieur est relié, par une lame inclinée 56 à l'extrémité inférieure du crible 42. L'autre élément com- prend une partie semi-cylindrique 57 dont le bord supérieur Est relié à une plaque 58 qui est rigidement reliée en 59, à un arbre oscillant 60 portant un contrepoids 61.
Dans la position d'activité, ces deux éléments sont disposés .le façon que leurs parties semi-cylindriques entourent partiellement la roue 48 en permettant au résidu de pénétrer parle côté supérieur de la roue et de se décharger par le cô- té- inférieur de celle-ci. Naturellement la rotation pas-@-pas de la roue règle la décharge du résidu. Le montage à pivot dela plaque 58 lui permet de céder, en antagonisme à l'action du contrepoids, pour laisser passer toute particule qui, au- trement, se coincerai!-, et empêcherait la rotation de la roue.
Dans certaines conditions, il peut être désirable de prévoir une ou plusieurs vannes de trop-plein verticalement réglables à intervalles choisis le long du lavoir, comme c'est représenté en 63 sur la Fig.5. Ces vannes peuvent être utili- sées, à volonté,pour maintenir la profondeur voulue de lit et pour assurer que le liquide ne cascadera pas dans les poches.
On peut les appliquer à des lavoirs que leurs unités soient ou non réglables les unes par rapport aux autres et elles sont fréquemment utiles dans le car. où l'inclinaison du lavoir n'approche pas d'aussi près que c'est désirable la pente convenable
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Comme cela a été expliqué précédemment, une certaine aire minimum de surface de lit est essentielle pour une bonne sépa- ration et les aires combinées des compartiments distincts doivent être au moins égales à cette valeur. L'aire totale @@nécessaire ou désirable dépend du pourcentage de la matière de grande densité dans l'alimentation et de la différence entre les densités des matières à séparer.
Ainsi,si ce pourcentage est élevé, les aires totales des lits doivent être grandes, si la différence entre les densités des matières à séparer est petite, les aires totales doivent également être grandes
On pourvoira aux aires nécessaires soit par l'usage d'un long lavoir étroit avec un grand nombre de poches ou par l'usage d'un lavoir relativement court et large avec un nombre plus petit de poches. Les poches successives peuvent être bout à bout, de façon que le lit présente une surface continue; ou bien elles peuvent être séparées et reliées par de courtes sections de lavoir. Cette dernière construction peut parfois être nécessaire afin de laisser suffisamment-de place pour les conduits d'évacuation mécaniques au-dessous des différen- tes poches.
Si, pour une raison ou pour une autre, il est né- cessaire de faire longs ces conduits, on doit de préférence, leur fournir des courants d'eau ascendants pour éviter tout changement dans le type de stratification.
Bien que, dans la forme d'éxécution préférée de l'invention, les poches du lavoir soient sensiblement à se toucher, ou bout-à-bout, il rendre dans le cadre de l'inven- tion de prévoir des poches qui sont notablement espacées, en fournissant alors aux parties intermédiaires les reliant des courants de liquide ascendants. En fait, les essais de la de- manderesse montrent que des poches du type qui est représenté
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ici constituent une avance marquée sur ce qui a été fait an-
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térieurement, mê:nE îi elles sont séparées par des parties auxquelles il n'est pas fourni de courants de liquide ascen- dants, quoique l'efficacité du lavoir dans son ensemble puisse dans une certaine 'mesure ) en souffrir.
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1..voi-r. La proportion ]-eau "1 l'alimentation, dans le pro- cède db 1 1 ' 1 a.J L A t 1 on , :J <> 1- ebre :n.aij:T.tenue 8 un minimum. Ainsi pour une 3.1i::lent..tioD. e:1 houille d'une grosseur de 9,5nil x 0 avec une pente de lavoir de 5 degrés sur l'horizontale, la demanderesse a trouvé qu'un rapport de 1:1 d'eau à houille est satisfaisant.
Les vitesses requises des courants ascen- dants qui pénétrent dans le lit à travers les cribles de celui-ci varieront tant avec la densité des matières en cours de séparation qu'avec la grosseur des particules. Pour une certaine houille de grosseur 9,5 mm x 0, on a trouvé que 0,44 à 1,32 cm3, par seconde, par centimètre carré de surface de crible est satisfaisant. La quantité d'eau passant dans les compartiments respectifs peut différer quelque peu de cette moyenne. Par exemple, il peut passer davantage d'eau de bas en haut à travers les compartiments d'aval qu'à travers les compartiments d'amont.
Le réglage des vitesses des courants d'eau ascen- dants et de la vitesse du courant horizontal détermine dans une large mesure la densité des particules déposées dans une poche donnée. Ainsi, si l'on trouve que de petitesparticules (le la matière de faible densité se déposent dans le lit, on peut augmenter légèrement les courants d'eau ascendants pour le:.: empêcher de se déposer. D'un autre coté, si de grosses
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particules de faible densité contaminent le lit, on peut les empêcher de se déposer en diminuant l'allurelaquelle la matière est enlevée des poches.
Pour mettre le lavoir en route, on met de préférence la porte extrême 14 dans une position approximativement normale à la pente ou inclinaison de l'ensemble de ce lavoir.
On la fait ensuite varier, à partir de cette position, à mesure que l'opération progresse, ces variations dépendant de la grosseur de l'alimentation, de l'allure à laquelle est en levé le produit de fond et des divers autres facteurs sus-énu- mérés, comme c'est indiqué de temps à autre, par l'effet utile de l'opération. Habituellement dans le réglage final, on incline cette porte de façon que son bord inférieur soit en aval par rapport à son bord supérieur. Un avantage impor- tant de ce réglage final est que la force du flux horizontal coince le lit dans la poche et le tasse pour assurer l'état accentué de serrage et de sédimentation gênée extrême précé- demment discuté.
Bien que le mode opératoire préféré demande l'incli- naison vers l'aval des portes extrêmes 14, il est possible de faire fonctionner l'appareil avec ces portas extrêmes disposées dans des positions normales au lavoir. Il est égale- ment possible de faire fonctionner l'e lavoir avec ces portes extrêmes disposées dans des,positions normales au lavoir sur 'le côté d'aval du conduit d'évacuation. Dans ces cas, on rè- gle l'eau de façon que la partie du lit de matière qui, dans chaque poche, est adjacente à la plaque extrême et directement au-dessus de l'entrée au conduit d'évacuation puisse être maintenue complètement immobile sous la forme d'un coin, avec la pointe, du coin dirigé vers l'amont.
Le dessous de ce coin immobile est incliné en aval vers l'entrée au conduit d'éva- cuation et forme la paroi supérieure d'un passage de section progressivement décroissante pour le lit en mouvement. Dans
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le cas où la plaque extrême est située en aval par rapport au conduit d'évacuation, ce coin se forme naturellement, mais, dans le cas où la plaque extrême est en amont du conduit d'é- vacuation, il est nécessaire de décharger l'eau venant des compartiments rapproches du bas du crible à travers le conduit d'évacuation, pour obtenir ce résultat. Cette façon d'obtenir des effets similaires à ceux obtenus en inclinant les portes extrêmes 14 vers l'aval rentre dans le cadre de l'invention.
Fig. 7 et 8 représentent la similarité dans l'actton du la partie mobile du lit lorsque les portes extrêmes 14 so@t inclinées vers l'aval ou lorsqu'elles sont maintenues ver- ticales et que les courants d'eau ascendants sont réglés de manière à permettre l'établissement de la section immobile A, du lit, au-dessus du conduit d'évacuation. On obtient sensible- ment le même résultat lorsque les portes extrêmes se trouvent directement au-dessus du côté d'aval du conduit d'évacuation.
Toutefois on notera qu'une plus grande surface de travail dans les poches du lavoir est assurée avec le mode préféré de régla- ge dans lequel la porte extrême est inclinée vers l'aval.
Dans certains cas, la demanderesse a trouvé avanta- geux d'enlever un peu d'eau du lavoir avec le)produit de fond et de la décharger à travers le conduit d'évacuation. Une des façons d'y arriver consiste à avoir la décharge du conduit d'évacuation au-dessous du niveau de l'eau dans le lavoir. La majeure partie de l'eau ainsi évacuée vient de la portion la plus basse du crible de la poche. On a trouvé que le serrage ou tassement supplémentaire de la couche du dessus du lit, résultant de cet enlèvement, est parfois avantageux.
Bien qu'il soit possible d'effectuer une séparation
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complète dans un seul lavoir, la demanderesse a trouvé plus pratique de faire usage d'un lavoir primaire et d'un lavoir secondaire. Dans une séparation où les matières en cours de traitement ne diffèrent que légèrement de densité, comme lorsqu'on sépare des os de houille, l'excès d'eau provenant des premiers enlèvements s'accumule progressivement au bas du lavoir et augmente la difficulté de retirer des produïts de fond'propres vers l'extrémité du lavoir. La demanderesse a donc trouvé désirable de faire usage de deux lavoirs relativement courts et de donner lieu à la formation vers l'extrémité du premier lavoir, de lits de densité inférieure à celle dé- sirée et, même d'évacuer un peu des matières de faible densi- té.
On supposera, par exemple, qu'on désire une séparation à une densité de 1,5, c'est-à-dire que la teneur en cendres de la houille propre soit égale à celle du flotté sur un li- quide lourd d'une densité de 1,5. Dans ce cas, les derniers conduits d'évacuations sont réglés, pour une séparation à une densité de 1,45 ou 1,40. On traite à nouveau le produit de fond.dans le lavoir auxiliaire. Dans ce traitement à nou- veau, on peut maintenir le flux horizontal à un minimum et prévoir une ample capacité pour le petit tonnage à traiter.
Bien que le procédé et l'appareil aient été dé- crits particulièrement quant à leur utilisation avec des liqui- des, ils ne sont points limités à cela. C'est ainsi que la demanderesse a trouvé que le procédé et l'appareil fonctionne- ront sensiblement de la même manière dans le cas où la ma- tière est amenée à se déplacer le long du chenal ou auge en coulant sous l'effet de la pesanteur tandis que des courants d'air ascendants sont appliqués à travers les ouvertures existant dans la base de l'auge.
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Le système de l'invention, outre qu''il donne une sé- paration plus efficace de la houille et du rebut , a l'avantage le servir de moyen pratique pour compenser des variations dans la nature de la houille brute venant de la mine. Ainsi, on peut donner au premier lavoir un réglage plus ou moins permanent tan- dis que les variations qui se présentent sont passées au lavoir secondaire.
Ce lavoir secondaire n'aura habituellement qu'un petit nombre de conduits d'évacuation et puisque toute la sé- paration est visible à travers les fenêtres vitrées des côtés, l'opérateur peut faire facilement des réglages dans l'allure d'enlèvement du rebut pour tenir compte de la variation de la production de la mine. habituellement la demanderesse trouve que la quantité à traiter à nouveau dans le lavoir secondaire constitue environ 10 pour cent de l'alimentation, ce qui est @ne quantité de beaucoup inférieure à la proportion qu'iL était nécessaire de traiter à nouveau dans les systèmes antérieurs.
Dans pratiquement toutes les conditions de fonction- nement la demanderesse ne préconise ni n'a besoin de charges de remise en circulation ou de stabilisation telles que celles dont on faisait usage dans les procédés antérieurs. L'absence de @s charges est un très grand avantage tant du point de vue de la dépense que parce que l'attrition et la casse de la houille résultant d'une nouvelle manutention sont, dans une large mesure, éliminées du présent procédé.
On voit par là que la demanderesse a étudié, pour la séparation de matières, un procédé et un appareil présentant de nombreux avantages. D'une part, elle a imaginé une façon de
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procéder et un appareil tels quL, pendant le fonctionnement du lavoir, la différence entre l'angle de sédimentation et la pente convenable est maintenue relativement petite, tandis que le lit est maintenu compact. Ces facteurs, avec les cou- rants ascendants uniformeset convenablement distribués, coopé- rant avec les courants horizontaux de faible volume et de faible vitesse, ont pour résultat une séparation améliorée d'une façon marquée.
Le maintien d'une petite différence entre l'angle de sédimentation et la pente convenable produit une sépara- tion qui Est plus efficace que les!séparations antérieures et cela est accentué par les courants convenablement appliqués et réglés. De plus, l'état compact du lit produit ce que l'on pourrait appeler une action de sédimentation gênée extrême qui assure une séparation plus efficace.
En outre, en utilisant des courants ascendants sensiblement dans tout le lavoir simultanément vers les cou- rants horizontaux, la demanderesse a produit un nouveau type de'séparation qui contribue, dans une mesure importante à l'ef- ficacité. Cela est en contradiction avec les futiles tenta- tives antérieures d'effectuer une stratification par courants horizontaux pour de longues surfaces du lavoir et de passer par intermittences à une stratification par courants verti- caux dans des périodes de temps disproportionnées.
La demanderesse a également montré comment il était faisable d'éviter l'usage de lavoirs avec poches d'évacuation qui sont relativement largement écartées. Ainsi, elle a révélé une façon d'éviter de longues surfaces inactives dans le lavoir, de sorte que les lavoirs peuvent être beaucoup raccourcis tout en ayant cependant une efficacité accrue.
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En fait, par l'application de courants ascendants à travers le fond du lavoir, entre les poches d'évacuation la demanderesse a offert un moyen d'empêcher les matières de faible densité de se déposer dans ces poches. Ainsi, ces ma- tières de faible densité sont maintenues dans le courant en mouvement, tant entre les poches d'évacuation qu'au-dessus de celles-ci, avec une amélioration qui en est la conséquence, dans l'efficacité de la séparation. De nombreux autres avanta- ges ressortiront de la description qui précède.
Bien que l'invention ait été décrite principalement en connexité avec la séparation et le triage de houille, il va sans dire que ses principes sont applicables à la sépara- tion et au triage ou classification de minerais et autres minéraux. Cette séparation et ce triage de matières autres que la houille rentrent dans le cadre de l'invention.