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BREVET D'IMPORTATION Perfectionnements aux machines d'aération
William FAGERGREN Salt Lake City, Utah (Etats-Unis)
La présente invention est relatige à une machine d'aération perfectionnée, et vise principalement l'aération éoonomique et efficace d'une masse liquide ou semi-liquide telle qu'une pulpe de flottage; 1! objet de l' invention peut donc être appelé aussi une maohine à flottage.
La présente machine d'aération se prête tout particulièrement au traitement par flottage de ce qu'on appelle oommunément "minerais pauvres" en métallurgie.
Suivant une réalisation préférée de la présente invention, il est fait emploi de la roue mobile décrite dans le brevet belge N @ La forme de cette roue mobile est
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généralement cylindrique, l'axe de rotation étant vertical.
La roue mobile comporte un certain nombre de barres dont l'axe longitudinal est perpendiculaire.au plan de rotation.
Ces barres, dont la section est de préférence circulaire, sont disposées suivant une circonférence concentrique à l'axe de rotation, et éspaoées les unes des autres. Chaque paire de barres délimite un intervalle en forme de V entre ces barres, et la largeur de cet intervalle, comparée au diamètre des barres, est d'importanoe.
La particularitédes intervalles en forme de V a pour conséquence une aération des plus efficaces dans une masse liquide ou semi-liquide telle qu'une pulpe de flottage dans laquelle plonge la roue mobile.
La principale différenceentre la machine d'aération faisant l'objet du brevet belge précité et la présente machine réside dans la disposition de la chambre de séparation par rapport à la zone d'aération. Dans la présente invention, la chambre de séparation est une construction essentiellement profonde et d'une longueur relativement grande, de dimensions telles qu'aucune variation volumétrique brusque ne saurait se produire dans une masse de pulpe passant par cette chambre.
Les dispositifs d'aération sont montés de préférence à une extrémité de cette chambre de séparation, de telle façon qu'ils projettent un courant horizontal de pulpe aérée dans la masse de pulpe se trouvant dans la chambre de séparation, la projection, sur un plan perpendiculaire à la direction du courant, des contours de ce courant, embrassant une surface essentiellement égale à la section transversale moyenne de la masse de pulpe.
Suivant la présente invention, les modifications intro-
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duites au voisinage de la roue mobile offrent des avantages qui résident dans une grande capacité et un rendement unitaire très élevé, quand on traite des minerais pauvres tels que ceux extraits par la UTAH COPPER COMPANY, de Bingham (Utah, Etats-Unis).
Les dessins annexés montrent une réalisation préférée, mais non limitative, de la présente invention; sur ces dessins: la fig. 1 est une coupe verticale longitudinale par le milieu de la maohine; la fig. 2 est une vue en plan oorrespondant à la fig. 1, avec coupe partielle suivant 2-2 de la fig. 1, et, sur une plus faible partie, coupe partielle suivant 2A-2A de la fig. 1; la fig* 3 est une coupe verticale transversale suivant 3-3 de la fig. 1; la fig. 4 est une coupe horizontale suivant 4-4 de la f ig. 1; la fig, 5 est une vue schématique, à plus grande échelle, montrant l'explication théorique de l'action des barres de la roue mobile; la fig. 6 est une vue analogue à celle de la fig. 5, mais montrant des barres d'un autre profil;
la fig.- 7 est un oroquis schématique d'un autre arrangement comportant plusieurs colonnes de bulles d'air.
En se reportant aux dessins, on voit en 10 une roue mobile qui pourra, en principe; être construite d'une façon analogue à la roue mobile décrite dans le brevet belge N sus-mentionné, comportant notamment les anneaux 12 et 14 montés tous les deux rigidement sur l'arbre 15. Un
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certain nombre de barres 16, de préférence de section circulaire et espaoéesles unes des autres, est monté dans des cavités correspondantes de la jante des anneaux. La largeur de l' intervalle entre deux barres consécutives dépend des résultats que l'on veut obtenir, mais, dans tous les cas, elle sera égale ou inférieure au double du diamètre d'une barre.
L'anneau 12 s'appuie contre un épaulement 15-1 de l'arbre, tandis que l'anneau 14 s'appuie contre un épaulement 15-2, toute la roue mobile étant maintenue en place au moyen d'un éorou 17 vissé sur l'extrémité inférieure de l'arbre.
L'arbre 15 se prolonge vers le haut et, au besoin, peut être commun à un moteur électrique 18 monté sur une bride de montage 19 qui repose à son tour sur le cadre 20 formant partie intégrante de la construction de la charpente générale 21.
Une cellule d'aération, génératrioe de pression, 25, est délimitée par une enveloppe semi-circulaire 24 qui se prolonge par les parois latérales 24-1 et entoure la roue mobile, la construction de la cellule ainsi constituée étant de préférence coaxiale aveo la roue mobile. Une cloche d'air cylindrique 26, servant à introduire de l'air de l'atmosphère dans la roue mobile, prolonge la roue mobile vers le haut, de préférence en entrourant l'anneau 12 d'aussi près que possible. Le prolongement supérieur de l'enveloppe 24 supporte le oadre 20. La cellule 25 peut être limitée en haut par une cloison étanche fixe 27 reliant la cloche d'air à l'enveloppe 24.
Unechambre de séparation 28 est située à côté de la cellule d'aération génératrice de pression, et alignée sur la sortie de celle-ci. La cellule et la chambre de séparation
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communiquent directement l'une avec l'autre, la communication pouvant être, soit non rétrécie, soit, au besoin, rétrécie par une grille composée de barres 29 espacées les unes des autres d'une distance convenable, et fixées dans une plaque supérieure 30 et dans une plaque inférieure 31.
Au-dessous de la roue mobile se trouve une bride fixe 32 dont l'ouverture 32-1 correspond essentiellement aux ouvertures 14-1 de l'anneau 14. Cette bride est taxée sur le plancher 34 de.la charpente générale ; elle est pourvue d'un évidement circulaire quientoure de très prèsla circonfé- rence de l'anneau 14, tout en lui laissant assez de jeu pour permettre la libre rotation de la roue mobile.
La pulpe, provenant d'une source appropriée quelconque, est introduite dans la maohine à un niveau tel que 70 (fig. 1) par un canal vertical 35 suivi d'un canal sensiblement horizontal 36 d'ou. elle passe, à travers l'ouverture 32-1, dans la roue mobile. Dans cet exemple de réalisation, la pulpe est supposée venir sous forme de "queues" d'une machine précédente ayant sa ohambre de séparation 28-1, la chicane 51, le compartiment de dépôt des résidus 53 et un déversoir 53.
La déversoir 53 peut être relevé et abaissé au moyen d'une tige 54 qui y est fixée, cette tige étant filetée à son extrémité supérieure et vissée dans un volant de réglage à main 56.
Le courant d'air et de' pulpe qui sort de la roue mobile tournant à grande vitesse est projeté, sous l'effet de la force centrifuge, dans la masse de pulpe contenue dans la chambre 25, cette masse de pulpe possédant une surface d'imprégnation maintenue dynamiquement autour de la roue mobile 10. En même temps, l'air est aspiré par la roue mobile à
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travers l'espace 26-1 à l'intérieur de la cloche 26, et le passage de la pulpe et de l'air mélangés dans la chambre 25 produit un courant permanent de pulpe imprégnée d'air qui forme des bulles dans la colonne de séparation 28, suivant la manière indiquée par les flèches 72.
L'action particulière de la pulpe parfaitement aérée dans la chambre de séparation 28 conduit à l'extraction des valeurs métallurgiques de la gangue, ces valeurs étant entraînées vers le haut et évacuées sous forme d'écume 73 audessus des bandes 37 dans des rigoles 38, tandis que les sables ou autres résidus séparés suivent des chemins qui sont en principe indiqués par les flèches 74, chemins menant à travers des sorties situées relativement bas dans le compartiment de dépôt 52-1. Le niveau de la pulpe 75 est essentiellement identique à celui des résidus 71 quand la roue mobile est arrêtée ou tourne à faible vitesse ; est contrôlé au moyen d'une vanne à déversoir de résidus 53-1 actionnée au moyen d'un volant à main 56-1.
Quand la roue mobile tourne à sa vitesse normale, il n'y a pas de niveau de pulpe bien défini, en raison de la suraération de celle-ci.
Pour régler la qualité ou la quantité, ou encore la qualité et la quantité de l'écume qui se forme, ainsi que pour régulariser l'action de la machine, on peut prévoir des vannes 40. Ces venues consistent en des disques tournants 39 munis de lumières 41 qui peuvent venir se superposer plus ou moins à des ouvertures correspondantes 42 pratiquées dans le plancher 34. Les vannes possèdent des étriers 43 solidaires de tigesournantes 45 qui portent des leviers de manoeuvre transversaux 46 rigidement fixés au moyen desquels les disques 39 peuvent être tournés. Les vannes sont centrées
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sur le fond au moyen d'axes 47, et, en haut, par des plaques de palier 48 fixées sur des cornières 49.
Des colliers 50 s'appuyant contre les cornières 49 maintiennent les valves dans leur position de fonotionnement. Au moyen des valves qui viennent d'être décrites, une partie de la pulpe de la chambre 28 peut être dérivée vers le bas, dans la partie 36-1 du canal 36, et réintroduite dans la roue mobile 10 avec l'alimentation normale.
On verra que les vannes 40 agissent comne des portes par lesquelles on peut contrôler de près la performance de chaque machine.
Un examen de la fig. 1 mettra en lumière un avantage saillant offert par la présente invention. On remarquera sur cette figure que le niveau de l'entrée d'alimentation 70 est toujours voisin du niveau de trop-plein des résidus 71, ce dernier niveau étant déterminé par le déversoir des résidus 53-1. Toutes les fois que la roue mobile est arrêtée ou qu' elle tourne à faible vitesse, l'entrée d'alimentation et le trop-plein des résidus sont sensiblement aù même niveau.
Quand la roue mobile tourne à sa vitesse normale, la sucoion oréée par la roue mobile abaissera légèrement (jamais plus de quelques centimètres) le niveau de la pulpe dans le passage d'alimentation 35. D'ailleurs, la rotation de la roue mobile ne saurait jamais vider le canal vertical 35 et, par suite, la roue mobile n'aura jamais à maintenir dynamiquement une pression hydrostatique appréciable. On remarquera également que la ohute du liquide du déversoir 53 n'est jamais d'une hauteur oonsidérable et n'entraînera de ce fait aucune quantité d'air appréciable dans son mouvement.
La relation entre les niveaux d'entrée 70, de trop-plein
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de résidus 71 et de la pulpe 75 ; indiquéeci-dessus, est pratiquement conservée, quelle que soit la position des déversoirs 53 et 53-1.
Une particularité importante qu'il y a lieu de noter dans la présente invention consiste en la disposition de la chambre de séparation qui est située d'un côté de la roue mobile et s'étend sur une appréciable longueur, de préférence dans la direction du courant, indiquée par les flèches 72, correspondant au mouvement de la pulpe de la roue mobile, en passant par l'extrémité rapprochée vers l'extrémité éloignée de la chambre de séparation. Par "longueur appréciable" on entend ici une distance qui suffit pour permettre la plus grande séparation possible entre les valeurs métallurgiques contenues dans les bulles et les résidus, pendant leur trajet à travers la chambre de séparation. Cette distance peut être déterminée ou contrôlée facilement dans chaque cas particu- lier par aes essais.
Les portes réglables 40 sont situées de telle façon par rapport aux extrémités du fond de la chambre de séparation qu'il est possible de créer des courants de retour en divers points de la colonne, comme indiqué par exemple par les flèches 81 ; au moyen de ces courants, des quantités variables de pulpe peuvent être ramenées à la roue mobile comme mentionné ci-dessus.
Les fig. 5 et 6 montrent respectivement l'action condensante exercée sur l'air quand il est refoulé à travers les intervalles en forme de V 82 (fig. 5) et 83 (fig. 6), par les flèches 84 et 85. L'effet d'expaneion de l'air, tel qu'il sort de la partie étranglée ou du col des intervalles en forme de V, et tel qu'il est projeté dans les parties de
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la pulpe maintenues dynamiquement 86 et 87, est indiqué symboliquement par les flèches 90 et 91.
On donnera la préférence à des barres de section ciroulaire, comme indiqué précédemment et montré en 16; cependant, on peut employer des barres de toute section polygonale qui carrrespond à un passage ayant d'abord une forme convergente (en comptant de l'intérieur vers l'extérieur de la roue mobile), et ensuite une forme divergente commençant au point où la forme convergente s'arrête, aveo un col rétréci entre' elles. Comme exemple de telles sections polygonales, la fig.
6 montre une paire de barres pentagonales 93.
La fig. 7 montre, à échelle réduite et d'une façon schématique, un exemple de plusieurs colonnes de bulles ou de séparation 76 disposées radialement autour d'une roue mobile 78. Dans cet exemple, deux de ces compartiments sont représentés, mais, dans certains cas, un nombre plus grand peut être utile. Le diagramme de la fig. 7 montre aussi des cas' où les grilles telles que 29 (fig. la sont supprimées.
Dans la présente invention, l'action de la roue mobile sur la pulpe diffère de celle d'autres types de machines à flottage par ce que la sortie de la pulpe aérée de la chambre d'aération et son écoulement horizontal dans la ohambre de séparation ne rencontre aucun obstaole, ce qui% oonouremment aveo l'action aérante de la roue mobile, supprime pratiquement tout niveau défini de la pulpe dans la chambre de séparation, de sorte que la pulpe contenue dans la chambre de séparation ; ¯ forme presque entièrement une masse aérée.
Ensuite, la pulpe aérée quittant la chambre d'aération entre dans la masse de pulpe aérée contenue dans la chambre de séparation et oontinue son mouvement à travers la chambre
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de séparation en conservant pratiquement partout la même profondeur. Il n'y a donc qu'un minimum de résistance opposée à la pulpe aérée lors de son passage de la chambre d'aération à la chambre de séparation.
La pulpe aérée est désaérée à la surface pendant son passage par la chambre de séparation, pendant que la masse de pulpe se déplace en même temps d'un bout à l'autre de la ohambre de séparation, grâce à l'impulsion des matières arrivantes ; le déplaoement de la pulpe à travers la chambre de séparation est d'ailleurs sensiblement horizontal. Le mouvement de plus en plus lent de la pulpe à travers la chambre de séparation permet aux résidus de se déposer peu à peu sur le plancher horizontal de la chambre de séparation, et d'être évacués par un oourant de retour passant par les ouvertures sous la paroi 51-1, ce courant de retour étant finalement évacué par le déversoir des résidus.
On remarquera que la sortie des résidus est éloignée de l'entrée de la pulpe, et qu'elle se trouve à un faible niveau de la chambre de séparation.
Les réalisations de la présente invention décrites et illustrées ci-dessus ne sont données qu'à titre d'exemple non limitatif, et il reste bien entendu que l'on peut y apporter des modifications sans déroger à l'esprit et au but visé par l'invention.
REVENDICATIONS.
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