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Procédé pour la concentration de minerais et autres minéra.ux par décantation et flottation.
La présente invention est relative a la concentra- tion de minerais et autres minéraux par le procédé de "décantation et flottation", en utilisant des suspensions lourdes pratiquement stables.
Comme on le sait, les matières telles que le charbon et les minerais, consistant en des mélanges de différents minéraux possédant des gravités spécifiques différentes, peuvent être séparées en leurs composants lourds et légers, par immersion dans un bain contenant un agent ou milieu possédant une gravité spécifique plus
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grande que celle du composant le plus léger de la matière à traiter, et plus faible que celle du composant le plus lourd , le résultat étant que le composant le plus lourd se décantera, au sein du milieu, le composant le plus léger flottant à la surface.
Dans le procédé par décantation et flottation, une suspension d'un milieu possédant une gravité spécifique plus grande que celle du composant le plus léger du minerai ou autre minéral en traitement est conduite dans un' ré- cipient de séparation, à l'intérieur duquel le minerai ou autre minéral devant être séparé est introduit. Dans ce récipient de séparation, les constituants légers du minerai ou autre minéral flottent à la partie supérieure de la sus- pension, alors que les constituants plus lourds de ce minerai descendent dans la suspension jusqu'au fond du récipient de séparation, depuis lequel ils sont éloignés par des moyens appropriés, comme par exemple un transporteur ou élévateur à godets.
Les constituants légers uu minerai ou autre minéral sont éloignés de la partie supérieure de la suspension, grâce à des moyens appropriés tels que des racloirs, et la sus- pension entraînée par les constituants éloignés est reconduite jusque aans le récipient de séparation.
Le mi Lieu utilisé pour la mise en pratique du pro- cédé de décantation et flottation peut consister en un liquide homogène de gravité spécifique convenable, ou bien peut être formé par une suspension dans l'eau ou dans un autre liquide d'une subsance assez lourde pour permettre que la suspension atteigne la gravité spécifique nécessaire. Beaucoup de telles substances ont été utilisées ou proposées, pour pro- nuire de telles suspensions présentant la gravité spécifique nécessaire, par exemple les barytes, la galène, l'oxyde de fer, et autres.
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On a trouvé qu'une suspension de la gravité spéci- fique correcte, formée par la dispersion d'une seule subs- tance dans l'eau ou dans un autre liquider pouvait ne pas présenter la stabilité nécessaire, et se séparer selon ses phases composantes, à une vitesse beaucoup trop rapide pour permettre son utilisation pratique.
En vue d'obtenir la stabilité nécessaire, il était d'usage, comme dans la concentration du charbon, pour laquelle une suspension de barytes dans l'eau est employée, d'ajouter à la suspension un agent dispersant ou émulsifiant, ayant pour effet de réduire la vitesse de séparation. Cette addition, toutefois, a en même temps pour effet d'augmenter la viscosité, cette élévation de la viscosité étant désavan- tageuse en ce qui concerne l'efficacité du processus de concentration, en ce sens qu'elle introduit une résistance additionnelle à la libre décantation,sous l'effet de la gra- vité seule, de la portion lourde du minerai ou autre minéral en traitement, au sein du milieu de séparation:
On sait qu'une suspension tendra toujours à se séparer en ses phases composantes, à moins que certaines conditions soient remplies.
Ses conditions sont: a) La gravité spécifique des phases dispersée et continue doit être pratiquement égale. b) Les particules de la phase dispersée doivent s'approcher de la grosseur Brownienne. c) La viscosité de la phase continue doit être assez élevée pour empêcher la séparation de la phase dispersée.
Pour la production de suspensions devant être uti- lisées dans le procédé par décantation et flottation, on n'a pas jugé pratique d'obtenir la stabilité en satisfaisant à
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la condition définie ci-dessus en a. La phase dispersée de telles suspensions consiste en des substances lourdes finement moulues, et la phase continue est un liquide ; ne connaît pas de sels solubles qui, en solution, donneraient une gravité spécifique égale à celle de la phase dispersée.
Certains chlorures ont été essayés, mais ceux-ci ont pour effet de provoquer une floculation par libération d'ions dans les suspensions.
En ce qui concerne la condition b ci-dessus, on a constaté que si l'on produit une suspension dans laquelle toutes les particules de la phase dispersée sont en mouvement Brownien, la viscosité de la suspension deviendra trop élevée pour permettre au milieu résultant d'être utilisé dans le procédé par décantation et flottation.
De la même manière, en ce qui concerne la condition c ci-dessus, il n'est pas pratique d'augmenter la viscosité de la phase liquide continue jusqu'au point nécessaire pour empêcher entièrement la séparation de la phase dispersée.
Dans la préparation de suspensions en vue de l'ap- plication du procédé qui fait l'objet de la présente inven- tion, on a constaté qu'en augmentant la proportion des parti- cules aont la dimension s'approche de la grosseur Brownienne dans la phase dispersée, on obtenait une élévation de la viscosité et de la gravité spécifique de la portion stabilisée de la suspension, réagissant favorablement sur le taux de séparation de la suspension tout entière, et qu'ainsi de telles suspensions étaient plus aisément stabilisées, en se rapprochant des conditions b et ± ci-dessus.
Un procédé de préparation de suspensions à appliquer dans la mise en pratique de la présente invention consiste à préparer par exemple une suspension stable de galène très fi- nement lévigée et d'eau, suspension dans laquelle la proportion
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de particules s'approchant de la grosseur Brownienne était relativement grande, et a ajouté à cette ,suspension de la galène de grosseur de grain plus forte, jusqu'à ce qu'on ait obtenu la gravité spécifique finale requise.
Les exemples suivants montrent l'effet du réglage de la proportion de particules fines et grosses sur la stabilité des suspensions produites; (I) Une suspension aqaeuse a été préparée en partant de galène, toutes les particules de celle-ci étant s' plus fines que 1.500 mailles.
Cette suspension est séparée dans les conditions suivantes: Quantité de liqueur surnageante:
EMI5.1
<tb> Après <SEP> 10 <SEP> minutes <SEP> 1 <SEP> cm3
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> cm3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 30- <SEP> 7 <SEP> cm3
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 40 <SEP> - <SEP> 9 <SEP> cm3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 50- <SEP> 11 <SEP> cm3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 13 <SEP> cm3
<tb>
(II) Une suspension aqueuse a été préparée en partant de galène, ses particules étant graduées de la manière suivante: 47,4% au-dessus de 800 mailles 32,0% entre 800 et 1.500 mailles 20,6% au-dessous de 1. 500 mailles.
Cette suspension s'est séparée de la manière suivante :
EMI5.2
<tb> Quantité <SEP> de <SEP> liqueur <SEP> surnegeante:
<tb>
<tb> Après <SEP> 10 <SEP> minutes <SEP> 15 <SEP> cm3 <SEP> @
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 20- <SEP> 27 <SEP> cm3
<tb>
<tb> - <SEP> 30- <SEP> 33 <SEP> cm3
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 40- <SEP> 34 <SEP> cm3
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 50- <SEP> 34 <SEP> cm3
<tb>
<tb> - <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 34-cm3
<tb>
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En vue de faire mieux comprendre l'invention, on se référera au dessin:- annexé qui représente schématique- ment et à titre d'exemple un schéma de circulation d'une forme de réalisation de l'invention.
La galène qui provient de A passe dans un classi- fieur B, de préférence du type à racloirs, et dans lequel le trop plein est ainsi réglé qu'il comprend :
EMI6.1
<tb> 2,42% <SEP> plue <SEP> petit <SEP> que <SEP> 300 <SEP> mailles
<tb>
<tb> 12,66% <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 300 <SEP> - <SEP> et <SEP> plus <SEP> grand <SEP> que <SEP> 500
<tb>
<tb>
<tb> 39,84% <SEP> - <SEP> - <SEP> 500 <SEP> - <SEP> - <SEP> -- <SEP> 800
<tb>
<tb>
<tb> 14,18 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 800 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> -1.500
<tb>
<tb>
<tb> 30,90 <SEP> - <SEP> - <SEP> -1.500
<tb>
Les particules trop grosses qui proviennent du classifieur B arrivent à un moulin ou broyeur à billes C, où elles sont réduites à la grosseur voulue, après quoi la galène moulue retourne jusque dans le classifieur B.
Le trop plein qui provient du classifieur B est déshydraté,et peut alors être transformé en une suspension E qui possède une gravité spécifique de 2.80,et une viscosité de 1. 2 (par rapport à l'eau à 20 C., soit 1). La suspension résultante s'écoule alors jusque dans le récipient de sépara- tion F, où le processus de décantation et flottation s'effec- tue. En raison de l'attrition et de l'entraînement de fines particules de matières étrangères de gravité spécifique faible, la suspension G devient plus visqueuse. Une portion G' de la suspension en circulation est par conséquent aérivée et soumise en H à un traitement propre à en réduire la viscosité.
Le contrôle ae la viscosité de la suspension peut alors être effectué en éloignant la portion I de la phase dispersée de grosseur plus faible que le point où la décantation rapide s'effectue, mais encore plus forte que
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celle s'approchant de la grosseur Brownienne, c'est à dire généralement intermédiaire entre 800 et 2. 000 mailles; la gravité spécifique peut être maintenue constante par l'addition du poids équivalent de particules de grosseur plus forte de la substance lourde seule qui forme la base de la suspension.
On peut assurer l'éloignement de la portion I par différents moyens bien connue, par exemple par sépara- tion par gravité, dans un classifieur soit du type hydrau- lique soit du type à racloirs, ou au moyen de la flottation par l'écume, si l'élévation de viscosité est dûe à l'en- traînement de fines particules de matières étrangères.
La phase solide H' traitée est reconduite au classifieur B, où elle est mélangée à la galène fraîche A, et le cyèle se répète.