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"PERFECTIONNEMENTS APPORTES AU NETTOYAGE DU CHARBON, A LA CONCENTRATION DES MINERAIS,, ET TRAITEMENTS ANALOGUES"
La présente invention est relative aux procédés pour le nettoyage de charbons fins, la concentration de minerais. et traitements analogues, visant à la séparation de produits minéraux par flottation, et, elle porte en particulier sur le procédé appelé flottation sous le vide, procédé dans lequel une pulpe composées de charbon mouillé, ou
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autre produit analogue, est séparée dans une chambre sous le vide, le charbon nettoyé, ou autre produit analogue, s'élevant vers un point de sortie supérieur, alors que la pulpe restante descend vers le point de sortie, en bas de la cham" bre.
Dans la mise en pratique du procédé de flottation sous le vide en vue du nettoyage du charbon par exemple, le charbon à traiter est tout d'abord agité dans un mélangeur à palettes, avec de l'eau et un agent huileux, par exemple paraffine ou fuel oil,, après quoi la pulpe mélangée est condui- te jusque dans un réservoir d'alimentation. Depuis celui-ci la pulpe est élevée jusqu'à une chambre de séparation, dans la- quelle la pression est maintenue à environ 66 centimètres de mercure au-dessous de la pression atmosphérique.
Dans cette chambre, traversée par le tube d'alimentation qui passe en son centre et est orienté vers le haut, des bulles d'air sont formées, lesquelles provoquent la flottation jusqu'à la surface der particules de charbon enrobées d'huile, la mousse formée passant sur un dévervoir, pour aboutir dans des récipients collecteur, sous forme d'une pulpe. Un anneau ou couronne qui environne le tube d'alimentation central sert à conduire vers des récipients collecteurs la matière résiduelle, qui reste en suspension dans la chambre de séparation.
La chambre de séparation employée est généralement d'une forme bi-conique, et dans une réalisation précédemment proposée, le tube d'alimentation ou de succion qui s'étend verticalement vers le haut, en passant par le centre de cette chambre, est d'une section qui va en s'élargissant ou en se rétrécissant dans le sens vertical, en vue d'amener la pulpe qui s'élève dans ce tube, sous une pression réduite, à se déplacer à une vitesse approximativement constante, cette dis-
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position étant destinée à réduire la turbulence.
Dans cette réalisation, ainsi que dans une autre réalisation antérieure, on a considéré que l'ouverture et la fermeture d'un robinet ou vanne de contrôle, à la partie inférieure du tube d'évacuation de la matière résiduelle, avaient pour effet d'imprimer un mouvement de pulsation au contenu de la chambre de séparation, les dites pulsations étant considérées comme aidant à l'opéra- tion de séparation.
Ces machines ont été mises sous le vide au moyen d'une pompe à vide qui extrait l'air par l'intermédiaire d'un récipient à air susceptible de régulariser l'aspi ration en supprimant toute pulsation dans l'opération d'aspiration assurée par la pompe à vide, les dispositions utilisées jusqu'à présent, et dont il a été question ci-dessus, étant telles que si le vide diminue pour une raison quelconque, la totalité du contenu de la machine sort en passant par les tubes d'alimentation et d'évacuation, en entraînant de ce fait l'obligation de recommencer toute l'opération.
La présente invention est relative à un appareil pour la mise en pratique de la flottation sous le vide, et l'objet de l'invention est.de réaliser certains changements importants dans la construction de l'appareil, en vue d'en augmenter l'efficacité dans une mesure considérable.
Dans les machines de flottation sous le vide telles qu'elles ont été construites jusqu'à présent, la machine évacuait deux produits, savoir: un produit épaissi (par exemple du charbon nettoyé) et un second produit dilué (par exemple matière résiduelle ou gangue) qui est généralement impropre à une filtration directe,, et qui par conséquent exige l'usage d'une installation additionnelle pour sa concen- tration, Conformément à la présente invention, on prévoit l'évacuation de trois produits, dont deux sont épaissis (charbon propre et matière résiduelle ou gangue, respectivement)
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alors que le troisième produit est formé par l'eau usée provenant du traitement. En conséquence, la machine perfectionnée fonctionne comme unité de flottation et de concentration combinée.
Dans ses grandes lignes, la présente invention constitue un appareil de séparation, par flottation sous le vide, dans lequel la pulpe est introduite en plus d'un point, et dans lequel le charbon propre, le minérale ou autre matière analogue, est extrait par un tube central de sortie qui s'étend sensiblement verticalement à l'intérieur de la chambre de séparation, et dont l'embouchure est située dans la partie supérieure de la chambre de séparation 'CI la base de laquelle la matière résiduelle ou gangue est évacuée.
La machine perfectionnée comporte également certairies caractéristiques nouvelles de construction, ayant pour résultat que l'installation devient pratiquement auto-régulatrice, si bien qu'elle n'exige plus l'attention continuelle d'un opérateur. Cette auto-régulation est obtenue en faisant en sorte que les fluctuations qui se produisent dans l'arrivée de la pulpe jusque dans la machine produisent une variation très faible dans le passage de l'eau de traitement hors de la chambre de séparation, et ceci est à son tour le résultat de la prévision d'une section de sortie très importante, comme on le verra plus loin.
Un autre avantage de la machine perfectionnée consiste danb la prévision de moyens Remettant de facilement contrôler la quantité ou pourcentage d'eau de traitement qui sort par le haut avec le charbon propre.
Le fait de prévoir l'alimentation en pulpe simultanément par un certain nombre de pointa d'entrée comparé l'utilisation d'un unique tube d'alimentation, employé jusqu'à présenta permet d'utiliser efficacement une importante
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surface de la chambre de séparation, de aorte que la capacité ou le débit de la machine est notablement augmenté.
D'autres caractéristiques nouvelles de construc- tion et de fonctionnement, non adoptées jusqu'à présent dans les machines de flottation sous le vide, peuvent être incor- porées dans une machine suivant l'invention* et dont on décrira maintenant une forme préférée de réalisation.
Dans les dessins annexés,, qui représentent schématiquement une machine suivant l'invention :
La figure 1 est une vue d'ensemble de l'installation complète
La figure 2 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle, de la chambre de séparation.
Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe passant respectivement par les lignes IIIIII et IV-IV de la figure 2.
Dans la forme de réalisation représentée montrant une installation principalement destinée au nettoyage du charbon, on utilise une chambre de séparation 1 de forme bi-conique, et dans laquelle la. pulpe est introduite, à un niveau donné, ou à deux ou plusieurs niveaux différents, par l'intermédiaire d'une série de tubes d'alimentation 2, se terminant en une tête d'arrosage ou un distributeur 3. ces têtes se trouvant également au même niveau, ou par exemple à deux niveaux différents. Toutes les têtes d'arrosa- ge 3 qui se trouvent au même niveau sont disposées en un cercle concentrique à l'axe vertical de la chambre de séparation conique, de manière à distribuer la pulpe qui arrive sur une surface plus grande qu'il serait possible de le faire à l'aide d'un unique tube d'alimentation central.
Chaque jeu ou série de têtes de distribution 3 (un jeu comprenant toutes les têtes se trouvant au même niveau) peut, comme on le voit, aspirer
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de la pulpe depuis un récipient d'alimentation séparé 4. Ces récipients d'alimentation 4, dont un seul est représenté, sont placés à un niveau plus élevé que celui adopté jusqu'à présent, de manière à éliminer autant que possible des coudes dans les tubes, constituant une source fréquente d'obstruction, avant que ces tubes pénètrent dans la chambre de séparation, et l'on réduit en même temps, de la sorte, la longueur de tubes néces- saire. De plus, en choisissant un emplacement plus élevé pour les récipients d'alimentation 4, on peut obtenir une marge plus grande des valeurs de vide, ce qui permet de faire usage de vides plus bas.
On peut indiquer qu'une telle marge comprendra probablement des variations de pression entre 25 et 75 centimètres de mercure.
Le contrôle automatique du taux d'alimentation de la pulpe jusqu'à la chambre de séparation 1 est obtenu en prévoyant des robinets 5 dais les tubes d'alimentation 2, ces robinets étant actionnés par des flotteurs 6 placés dans les récipients d'alimentation 4 correspondants.
L'utilisation d'un certain nombre de récipients d'alimentation 4, eux-mêmes alimentés par une installation de mélange appropriée 7, pennet de traiter dans la chambre de séparation 1 différentes grosseurs ou différents types de produits. On prévoit également des moyens pour l'introduction d'air, par succion ou sous pression, jusqu'à la zone où le charbon grossier peut être introduit dans la machine et de préférence dans la partie supérieure du cône supérieur.
La matière résiduelle ou gangue sort à l'extrémité inférieure d'un tube 8 qui part de la base de la chambre de séparation 1, en passant par un boitier 9 contenant un agitateur à palettes 10 qui régularise la sortie, et supprime ou tout au moins réduit le risque d'obstruction par des matières solides, ainsi que par une vanne coulissante 11, ou autre
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dispositif propre à arrêter la sortie.
La partie conique supérieure de la. chambre de séparation 1 et, si on le désire, également la partie supérieure du cône inférieur est à double paroi et présente une gouttière annulaire de débordement 12, disposée à l'extrémité supérieure de l'espace annulaire 13 entre les deux parois, cette gouttière 12 s'étendant autour de la surface intérieure de la paroi extérieure, et étant reliée au ballon de vide habituel 14 interposé pour amortir les pulsations dues à la pompe à vide.
Le fait de prévoir l'espace annulaire 13 entre les deux parois de la chambre de séparation 1 permet à l'eau de traitement de s'élever dans celui-ci, pour ce déverser dans la gouttière de débordement 12, grâce à quoi on peut maintenir un niveau d'eau constant. La section importante de déversement prévue réduit les variations d'élévation et de descente du niveau de déversement, jusqu'à une valeur minimum, pour une marge normale de fluctuation de l'alimentation de la machine.
Le charbon propre est évacué par un tube de sortie central 15, qui est surmonté par un entonnoir 16, lequel peut être réglé en hauteur au moyen d'un mécanisme actionné de l'extérieur,, sur l'extrémité supérieure du tube de 'sortie 15, de manière à régler la quantité ou pourcentage d'eau sor- tant avec le charbon propre. L'embouchure de cet entonnoir 16 se trouve pratiquement au niveau du bord de la gouttière 12.
Le fonctionnement de la machine perfectionnée est le suivant :
Le charbon et l'eau sont introduits dans un mélangeur double, par exemple, dans lequel la matière la plus fine est agitée d'un côté, et la matière la plus grassière de l'autre côté du mélangeur. La pulpe sort séparément des deux
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compartimenta du mélangeur, et est conduite au moyen d'un tube ou d'une gouttière jusqu'aux récipients d'alimentation respectifs 4.
Au moment où chaque récipient d'alimentation 4 se remplit, les robinets 5 montés dans les tubes d'alimen- tation 2 et contrôlés par les flotteurs 6 disposés dans les réservoirs commencent à s'ouvrir. en réglant ainsi l'écoule- ment dans les tubes d'alimentation par succion ou tubes distributeurs 2, qui répartissent la pulpe, en la faisant passer dans les têtes d'arrosage ou distributrices 3, dans la moitié supérieure de la chambre de séparation 1. Les particules de ce charbon, auxquelles sont fixées l'eau et les bulles d'air, flottent à la surface de l'eau, dans la chambre, et parviennent jusque dans l'entonnoir récepteur 16 appartenant au tube de sortie de charbon 15, pour ensuite descendre le long de ce tube et arriver à un récipient aollecteur 17 situé à l'extrémité de sortie du tube.
La matière résiduelle ou gangue, dans laquelle peu de bulles d'air sont attachées à ses particules, descend en sortant des têtes de distribution 3, pour arriver dans la chambre inférieure conique, puis passer le long du tube d'évacuation 8 commandé par la vanne 11, pour parvenir dans un autre récipient collecteur 18. La vanne 11 du tube 8 d'évacuation de matière résiduelle est réglée de manière à donner à la matière résiduelle l'épais" seur requise, et l'eau en excès dans la moitié supérieure de la chambre de séparation 1,s'écoule vers le bas jusqu'à ce qu'elle parvienne dans l'ouverture annulaire 19 prévue à la base de l'espace 13, entre les deux parois de la partie supérieure conique de la chambre de séparation 1, après quoi elle s'élève entre ces deux parois jusqu'à ce qu'elle se déverse dans la gouttière périphérique 12.
Depuis la gouttière de débordement 12 l'eau passe dans un tube 20 qui la conduit au ballon d'air 14 relié à la partie supé-
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rieure de la chambre 1 par le,tube 21, après quoi l'eau des" cend par le tube 22 pour arriver jusque dans un troisième récipient collecteur 23.
Si on le désire, des moyens mécaniques,, par exemple des racloirs rotatifs, désignés en 24,, peuvent être prévus pour aider le charbon propre à parvenir jusque dans le tube d'évacuation 15. Ces racloirs peuvent être montés de manière à être réglés en même temps que l'entonnoir 16.