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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Procédé et appareil pour séparer des matières meubles.
L'invention concerne des perfectionnements à un procédé et à un appareil pour séparer par voie humide selon le poids spécifique et la grosseur de grain des particules solides d'une masse de matières meubles, notamment des matières à teneur en minerai, par exemple des minerais alluviens, minerais éluviens ou minerais broyés de formation primaire, l'appareil étant du type des séparateurs connus sous le nom. de "tables à secousses" dans lesquels la matière meuble humide est animée d'un mouvement d'agitation au-dessus d'un lit ou fond imperméable.
Dans une variante d'appareil bien connue, la matière est débitée et traitée sur une table imperméable, habituellement
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cennelée, c'est-à-dire, '.munie de rainures ou rifles à laquelle
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on imprime un mouvement oscillant et différentiel, et elle est lavée par une mince nappe d'eau circulant perpendiculairement au sens du mouvement. La majeure partie de la matière traitée - les stériles -est déchargée à 1-'une des extrémités longitudinales de la table, le concentré est entraîné vers le bord trans- versal, la matière étant classée par le mouvement de la table suivant son axe longitudinal et étant saisie en même temps par la mince nappe d'eau descendante, par suite de la différence de poids spécifique et de grosseur des grains.
La séparation dans les systèmes de couloirs ou chenaux dits rhéolaveurs, autolaveurs, etc., est à certains points de vue analogue au procédé précité, mais s'en distingue cependant essentiellement dans les applications pratiques par le fait que la masse est traitée dans un courant d'eau à circulation rapide sans produire de mouvement d'agitation. Il se forme au fond du couloir ou chenal un lit épais de matière relativement solide dans lequel il ne se produit aucune séparation ultérieure efficace, de sorte qu'on ne peut guère produire pratiquement avec un rendement satisfaisant une séparation nette de matières non classées ou non triées.
Le fonctionnement des gigs ou bacs à piston est basé sur un mouvement alternatif de la matière granulaire supportée sur un crible ou tamis, ce mouvement étant produit à des intervalles réguliers par des impulsions imprimées de bas en haut à un courant d'eau. Dans certains cas les stériles et le concentré de poids spécifique élevé peuvent être déchargés les uns et les autres principalement dans une direction horizontale, mais généralement la majeure partie de la matière est déchargée principalement dans une direction horizontale et le concentré est évacué dans une direction verticale à travers le tamis. Toutefois, le concentré avance toujours jusqu'au point de décharge sous l'action d'un courant d'eau effectuant
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des pulsations à travers le tamis ou la tôle perforée.
Le gig est utile pour traiter des matières en gros grains, mais il convient moins bien pour des matières en grains très fins car la capacité est alors notablement diminuée et les courants d'eau dirigés de bas en haut peuvent facilement introduire de très fines particules de poids spécifique élevé dans la matière de plus faible poids spécifique amenée à se décharger.
La table à secousses fournit de très grands avantages dans la. séparation de matières fines, savoir une séparation efficace et une récupération des fines plus facile que dans un gig.' Toutefois elle présente aussi des inconvénients. La capacité par unité de surface (par mètre carré) est trèsfaible.
Un classement préliminaire dans un classeur hydraulique ou spitzkasten est recommandable pour obtenir de bons résultats.
Il est difficile de traiter sur une table à secousses des matières relativement grosses. En raison du mouvement d'agi- tation,différentiel dans certains cas, les couches supérieures de la matière doivent tre déchargées dans la-direction de l'avancement de la matière au-dessus de la table sur laquelle se produit la séparation, afin que le concentré puisse être retenu. La séparation se produit dans un sens latéral par rapport au trajet de l'avancement, partie par suite du mouvement différentiel de 'la table et partie en raison de l'action de L'eau de lavage dirigée transversalement. Toutefois, le concentré doit parcourir la longueur entière de la table afin qu'il puisse être retiré.
Le risque surgit alors que des constituants de poids spécifique élevé soient lavés du lit relativement mince. Pour y obvier il ne s'avère pas toujours suffisant de profiler la surface de la table en la conformant par exemple avec,des cannelures, rainures ou rifles. Par conséquent, il y a des pertes de concentré, notamment de-matière extrêmement fine sur la partie cannelée de la table et de ma-
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tières relativement grosses sur la partie non cannelée.
L'invention écarte ces inconvénients en combinant dans une certaine mesure une table à secousses à un gig. Cela étant, la présente invention consiste en un procédé pour séparer par voie humide des particules solides d'une masse de matières meubles selon leurs poids spécifique et grosseur de grain en faisant avancer la masse meuble au-dessus d'un lit ou surface imperméable dans une direction sensiblement horizontale ou légèrement inclinée et en la soumettant à un mouvement d'agitation, dans lequel on donne à la masse principale de matière solide sensiblement la même direction générale d'avancement qu'à la décharge des particules plus lourdes ou concentrés et on décharge les particules plus lourdes ou concentrés, descendant au sein de la matière,
en un ou plusieurs points intermédiaires du trajet de la matière meuble au-dessus du lit ou surface imperméable à travers des ouvertures soumises par en-dessous à une contrepression hydraulique, le cas échéant pulsatoire. De préférence la masse de matière (comprenant les particules de plus faible poids spécifique) et le concentré, sont déchargés à des niveaux différents, de sorte que le lit peut être notablement plus épais que dans le cas de tables à secousses du type connu.
Le procédé conforme à l'invention combine ainsi dans une certaine mesure les avantages du gig et de la table à secousses et il a pour but d'écarter autant que possible les inconvénients de ces appareils. Il permet de récupérer avec de trèsfaibles pertes des particules de poids spécifique élevé dont le calibre varie entre une assez notable grosseur et une finesse relativement grande, comme l'or, le platine, la cassitérite et minerais analogues. Cette extraction hautement sélective est combinée à une notable capacité et à une concentration poussée,tandis que la consommation d'eau est très faible. Par le terme "cncentré" ici employé on entend les
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constituants enrichis de poids spécifique élevé, peu importe qu'ils soient précieux, sans valeur ou même nuisibles.
Le dessin annexé représente .avec divers détails une forme constructive de l'appareil conforme à l'invention. Dans le dessin:
Fig.1 est une coupe longitudinale de l'appareil.
- Fig. 2 en est une vue en plan,
Fig. 3 est une coupe d'un dispositif de décharge et d'une colonne correspondante,
Fig. 4 montre une variante de construction du point de décharge et
Figs. 5 et 6 sont respectivement une coupe corres- pondant à la fig.1 et une vue en plan d'un exemple d'exécution constructif légèrement modifié d'un dispositif de décharge.
Sur la fige 1. du dessin annexée le chiffre de réfé- rence 1 désigne un récipient sensiblement en forme d'auge ayant un fond imperméable qui n'est interrompu qu'en un ou plusieurs points de décharge intermédiaires entrecoupant sa longueur. Ce récipient est rectangulaire en plan, comme le montre la fig. 2. La matière à préparer mécaniquement est introduite par une trémie 2 et retirée à l'extrémité de dé- charge 3.
L'auge est suspendue par l'intermédiaire d'une sé- rie de bielles 4 et 5 montées respectivement sur des arbres 6 et 7, et on peut, par conséquent,, la faire osciller alter- nativement,par exempleà l'aide d'un excentrique 8 qui est accouplé à une tige d'excentrique 9 attaquant une articulation 10. Parfois on peut employer un mouvement différentiel ou une action percutante. En raison de la suspension de l'auge sur les bielles 4, 5, le mouvement a aussi une composante verticale qu'on peut régler en choisissant correctement l'in- clinaison et la longueur des bielles 4, 5.
Les bielles peuvent
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être de longueurs différentes afin que le mouvement imprimé
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au récipient puisse ne pas être entièrement parallèle et elles sont de préférence disposées de manière que la composante verticale augmente de l'extrémité d'alimentation à l'extrémité de décharge de l'auge, c'est-à-dire qu'on leur donne une longueur diminuant de l'extrémité d'alimentation à l'extrémité de décharge. Les bielles peuvent être de longueur réglable.
Par suite du mouvement alternatif, la matière se déplace dans l'auge de l'extrémité d'alimentation à l'extrémité de-décharge. La surface du lit de matière est quelque peu irrégulière et elle suit gro sso modo le contour du fond.
La surface suit à peu près le contour de la ligne Il-Il.
La matière est de préférence chargée d'une grande quantité d'eau, mais l'eau ne doit pas être si abondante que le lavage s'opère comme dans un rhéolaveur ou dans un autolaveur.
Le mouvement alternatif du récipient amène les constituants de poids spécifique élevé et de faible grosseur à passer de haut en bas à travers la matière de grosseur plus grande, de sorte que ces constituants se concentrent au fond du récipient. On peut prendre diverses mesures pour aider la séparation, en même temps il faut prendre soin que la matière reste suffisamment meuble ou mobile. A cet effet il est prévu une cloison 12 et différents groupes de broches 13. Cette cloison a une influence directe sur la matière débitée, qu'elle fait dévier en direction du fond du récipient. En même temps elle peut servir à empêcher les projections d'eau.
Les broches 13 sont'inclinées en direction du fond du récipient et dans la direction générale de l'avancement. Elles pourraient naturellement aussi être disposées sur le fond du récipient lui-même ou être remplacées par des cloisons ou des éléments
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analogues. IN
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Le fond du récipient descend dans le sens de l'avan- cement de la matière vers les points de décharge, comme c'est indiqué en 15 et 16. La descente est plus ou moins graduelle et la concentration est particulièrement grande en' ces points.
Les parties 15 et 16 du fond sont de préférence creusées de stries ou cannelures transversales, par exemple en gradins, afin que le concentré formé n'ait aucune tendance à retourner en arrière ou à se mélanger à la matière restante sous l'effet ' du mouvement alternatif. En même temps, les 'gradins aident l'avancement de la matière dans les couches inférieures en direction des points de décharge.
De cette manière, une assez grande quantité de con- centré, contenant aussi des particules très fineset notablement enrichie, peut être séparée du lit relativementµrais à grande capacité de transport, à 3.'extrémité des parties 15 et
16 du fond, et à cet effet il est prévu des points de décharge 20 et 21 qui ont la forme de fentes disposées transversalement à l'appareil. Immédiatement en aval des points de décharge 20,
21 le fond du récipient se relève, soit verticalement, soit suivant un plan incliné. Il est évident que dans certains cas on peut décharger aux divers points de décharge des con- centrés de composition différente et de structure différente.
La forme des points de décharge peut varier en soi.
Généralement, les ouvertures de décharge 20, 21 sont partiel- lement fermées par des obturateurs laissant libre un intervalle ayant éventuellement la. forme d'une fente, qui ne livre passage, en substance, qu'à des particules de la grosseur de grain voulue de la matière qu'on veut extraire. Comme le montre la fig.l, ces obturateurs sont constitués par des tôles ou plaques à arêtes vives 22 et 23 aux côtés desquelles sont laissées des fentes étroites pour le passage des constituants
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de poids spécifique élevé. Ces tôles 22, 23 pourraient être
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combinées avec ou remplacées par des grillages ou des plaques perforées et, si on le désire, pourraient être garnies d'un lit de grenaille ou de minerai ou d'une couche de fond analogue.
La circulation de l'eau quittant l'appareil conjointement avec les constituants de poids spécifique élevé par les points de décharge 20, 21 peut être réglée de toute manière voulue. .ainsi, il peut être avantageux d'opposer à la pression hydrostatique régnant à l'intérieur du récipient une contrepression hydrostatique. On peut atteindre ce but en suspendant le récipient entier dans un bain d'eau.
Si, en même temps, le bain d'eau est fixe (ce qui n'est toutefois point indispensable) il se produit simultanément un mouvement d'eau pulsatoire aux points de décharge 20, 21 par suite du mouvement du récipient, ce qui est très utile pour désagréger continuellement le lit et dégorger les chambres de décharge et les points de décharge.
En outre, comme le montre la fig.3, les points de décharge peuvent être équipés de colonnes tubulaires. Endessous de la plaque ou tôle 22 peut alors être aménagée par exemple une buselure verticale 25, de forme appropriée, qui est raccordée à un tube de caoutchouc 26 agencé pour suivre le mouvement du récipient 1. D'autre part, le tube 26 est emmanché sur un élément fixe 27 auquel est attachée latéralement une colonne tubulaire 28 orientée vers le haut. Un tuyau 29 pourvu d'un trop-plein 30 et alimenté d'eau en 51 est monté télescopiquement sur la colonne. La hauteur à laquelle on règle le tuyau 29 détermine la hauteur de la colonne d'eau dont la pression agit sur le point de décharge 20.
Les particules de minerai dépassant la tôle 22 peuvent finalement être retirées par le tuyau d'embranchement
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32. Si on le désire, on peut aussi faire en sorte de brancher sur cet appareil. un tpyau d'eau sous pression pour rincer périodiquement ou continuellement les points de décharge.
Une autre forme de construction d'un point de décharge est représentée sur la fige 4. La fente est en l'occurrence recouverte d'une tôle cintrée 40 en amont de laquelle est laissée une fente 41 par où- le concentré d'une grosseur de grain inférieure à un certain calibre peut quitter le récipient 1. Il y est prévu comme précédemment une tôle 22 comportant des fentes dans ses bords longitudinaux. 'Cette tôle coopère avec une plaque perforée 42. Sur la tôle 22 sont disposées une ou plusieurs séries de billes 43 qui sont elles-mêmes animées d'un mouvement continuel par suite du mouvement imprimé au récipient. Les chocs ainsi exercés sur la tôle 40 aident la décharge.
Comme le montre la fig. 5, les tôles 22 peuvent être remplacées par des tôles ondulées 45, des ouvertures étant laissées comme précédemment dans le bord longitudinal des tôles. A cet effet, en l'occurrence, les ouvertures 46, 47 en forme d'encoches ne sont ménagées que dans les,creux des ondulations. Les crêtes des ondulations ne sont pas encochées et s'étendent jusqu'au bords latéraux des raccords de décharge. La forme ondulée des tôles 45 présente l'avantage que ces tôles 45 opèrent une certaine séparation, étant donné que les constituants de poids spécifique élevé se rassemblent dans les creux, de sorte que la décharge ne se produit que depuis ces creux.
Ici encore, des billes peuvent être disposées librement au-dessus ou en-dessous'de la tôle 45 pour exercer une action d'impulsion.
Les points de décharge peuvent être disposés en des endroits différents du fond fermé du récipient l.Ainsi, sur
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a fiv.1, le premier point de décharge pourrait aussi être aména.
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gé en 50. Le nombre de points de décharge dépend des cir- constances : il peut y en avoir un ou plusieurs.
La largeur du récipient n'a aucun effet sur le rendement de la séparation, elle n'affecte que la capacité de l'appareil.
REVENDICATIONS --------------------------- 1.- Procédé pour séparer par voie humide d'une masse de matière meuble, selon le poids spécifique et la grosseur de grain, respectivement, des particules solides d'avec des ma- tières meubles en débitant la masse aqueuse de matière meuble sur un lit ou surface imperméable dans une direction sensible- ment horizontale ou légèrement inclinée et en 1.' animant en même temps d'un mouvement d'agitation, ce procédé étant carac- térisé en ce qu'on décharge les particules plus lourdes ou concentrés, descendant au sein de la matière, en un ou plusieurs points intermédiaires du trajet de la matière meuble au-dessus du lit ou surface imperméable, à travers des ouvertures soumi- ses par en-dessous à une contrepression hydraulique, le cas échéant pulsatoire.