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Procédé et appareil pour la séparation électrostatique de systèmes. poussiéreux doubles ou multiples.
L'invention a pour objet un procédé pour la séparation électrostatique de systèmes poussiéreux doubles ou multiples, par exemple de mélanges de grains extra-fins de moins de 0,06mm, provenant des minerais, du charbon ou du lignite ou d'autres ma- tières ayant une composition de natures différentes, procédé selon lequel on introduit ou on insuffle le mélange de deux ou plusieurs matières dans un champ de condensateur électrostatique au moyen d'un dispositif genre ajutage, en l'entraînant par exem- ple à l'aide d'air comprimé ou d'un gaz comprimé quelconque- En parcourant et en quittant la tuyère ou dispositif analogue, les constituants du mélange se chargent d'électricités différentes à la suite de l'effet dit "d'arrachement" et, séparés dans la mesure
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de leur dissemblance matérielle,
se déposent sur les électrodes de polarités contraires du champ de condensateur. Par ce procédé on réussit à séparer sans peine même des mélanges de grains extra- fins dont la séparation électrostatique n'était point possible jusqu'à présent ou n'était réalisable jusqu'ici que dans une mesu- re limitée. Cette possibilité avantageuse présente un intérêt tout particulier par exemple pour la séparation des minerais de métaux non-ferreux, qui généralement sont étroitement conglomérés et ont une notable tendance à l'attrition.
Or, dans l'exécution de ce procédé connu, on a. constaté que la position des électrodes du champ de condensateur par rapport au courant de poussières et d'air entrant dans le champ électro- statique présente de l'importance au point de vue du rendement.En introduisant le mélange de poussières et d'air parallèlement aux électrodes, c'est-à-dire transversalement aux lignes de force du champ, on a observé que pour certains mélanges la netteté de la séparation diminue plus ou moins considérablement au fur et à. :
ne- sure que le mélange s'éloigne du point d'entrée, c'est-à-dire pro- gresse d'une extrémité de l'électrode à l'autre, et qu'on atteint relativement vite, dans le champ, une zone où les matières dépo- sées sur les électrodes de polarités contraires sont sensiblement identiques au point de vue de leur quantité et de leur nature ou ne diffèrent point ou ne diffèrent qu'à peine de la matière de dé- part- Cela étant, suivant l'invention, on introduit le mélange de poussières et d'air transversalement à l'étendue des électrodes, c'est-à-dire parallèlement aux lignes de force.
Dans cescondi- tions on ne constate pas d'effet perturbateur, apparemment parce que lors de l'introduction du m'lange de poussières et d'air, opé- rée transversalement aux @lectrodes, il se fait que, à la diffé- rence de l'introduction du mélange de poussières et d'air, opérée parallèlement aux 'lectrodes, les charges individuelles des par- ticules du mélange, chargées d'électricités différentes au sortir de l'ajutage, ne se compensent point prématurément.
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Les dessins annexés représentent plusieurs exemples mon- trant comment on peut exécuter l'invention dans des cas particu- liers.
La fig. l.montre schématiquement le principe de l'inven- tion.
Le champ de condensateur est,constitué en l'occurrence par les deux surfaces ou plaques 1, 2, dont 1 est connectée à la haute tension et 2 est mise à la terre. Transversalement ou perpendiculai- rement à l'électrode 2, sensiblement en son milieu, débouche l'aju- tage 3, ou une fente analogue à un ajutage, d'une canalisation tu- bulaire 4, par laquelle on insuffle dans le champ de condensateur formé entre les électrodes 1 et 2 le mélange de poussières de pré- férence préchauffé, ou séché et désagrégé.
Les constituants se char- geant d'électricités différentes au sortir de l'ajutage 3 se dé- posent séparément sur les électrodes 1 et 2 sans notables transi- tions, suivant des zones circulaires, ou correspondant à la section transversale de l'entrée d'air, qui sont asymétriques par rapport à l'axe du jet insufflé.
Si l'on change la pola.rité des électrodes 1, 2, c'est-à- dire si l'on connecte l'électrode 2 à la haute tension et met l'électrode-1 à la terre, le sens de cheminement des particules du mélange, dissemblables matériellement, se renverse dans la plupart des cas. Avantageusement, on choisit la polarité des électrodes de manière que le constituant du mélange, qui est le moins bon con- ducteur, c'est-à-dire le plus isolant et le plus adhérént, se dé- pose sur l'électrode opposée à l'ajutage 3 et que le constituant meilleur conducteur se dépose sur l'électrode pourvue de l'embouchu- re de l'ajutage, dans l'ombre du courant de poussières et d'air.
Parfois il suffit aussi qu'un seul constituant se dépose du mélan- ge sur l'une ou l'autre électrode. Dans ce cas le composant ou les autres composants, qui n'ont pas tendance à adhérer, peuvent être autrement récupérés de l'air quittant le champ électrostatique.
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La fig. 2 représente une forme de construction basée sur le principe constructif de la fig. 1 et destinée à la pratique.
Dans une enveloppe 5 mise à la terre sont logées les électrodes 7 en forme de plaque, connectées à la haute tension et isolées pour cette cause de l'enveloppe 5 et.6, qui peuvent avoir plusieurs mè- tres de longueur et de hauteur. Entre ces plaques 7 est disposée l'électrode opposée qui est un corps creux 8, également en forme de plaque, dans lequel on insuffle par la conduite d'agence 9 le mélange de deux ou plusieurs matières à séparer. L'électrode tu- bulaire 8 comporte en regard des électrodes 9 des fentes éjectri- ces 10 analogues à des tuyères et, en direction de ces fentes, des déflecteurs intérieurs 11.
Sur son bord longitudinal inférieur l'é- lectrode à haute tension 8 est entourée par un dispositif 12 pour l'interception et l'évacuation séparées desconstituants déposés sur elle. L'air s'échappe de l'enveloppe 5 en 13, tandis que le constituant poussiéreux précipité sur les électrodes 7 s'accumule dans la chambre 14.
Comme le montre le dessin, lorsqu'on travaille avec l'ap- pareil de la fig. 2, le mélange de poussières à séparer est insuf- flé, selon le schéma de la fig. 1, à travers les fentes 10, trans- versalement à l'étendue des électrodes, dans le champ de condensa- teur compris entre les électrodes 8 et 7, et reçoit ainsi par sui- te de l'effet d'arrachement les charges électriques différentes.
Un des constituants poussiéreux se dépose sur les électrodes 7 et l'autre constituent poussiéreux sur l'électrode 8, et ils sont recueil.Lis et évacués séparément respectivement en 10 et 14. D'au- tres constituants dissemblables éventuels, qui n'adhèrent pas aux électrodes, partent avec l'air sortant en 13 pour en être séparés le cas échéant mécaniquement ou électriquement.
Les électrodes du champ de condensateur peuvent être net- toyées de leurs incrustations automatiquement ou à la main par secouage ou raclage, ce qui n'est pas représenté plus en détail sur le dessin.
En réglant la température ou l'humidité du mélange de pous- sières à séparer ou de l'air porteur, en introduisant des gaz, va-
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peurs ou natières en dispersion, servant à influer sur les surfaces, ou en employant exclusivement de tels gaz, vapeurs ou matières com- me porteurs pour le mélange de poussières, on peut développer davan- tage le procédé conforme à l'invention et l'adapter dans une large mesure à tous les cas pouvant se présenter.
Au lieu de plaques planes, on peut aussi employer comme électrodes du champ de condensateur agissant sur le mélange de poussières des corps de révolution coaxiaux, ainsi que le montre schématiquement la. fig. 3..
Sur la fig. 3, un plateau ou disque 17 sur lequel a.rrive le mélange de poussières chargé en 18, tourne dans une électrode cylindrique intérieure 15 en regard d'une fente annulaire 16= La chambre de chargement 18 peut être entourée d'une chambre de chauf- fe 19. L'électrode 15 est entourée coaxialement par une électrode cylindrique opposée 20 qui est connectée à la. haute tension et qui pour cette cause repose sur des isolateurs 21.
La matière projetée par le disque 17 tournant à grande vitesse, dont les constituants, en s'arrachant de la périphérie du disque, prennent une charge individuelle spécifique dans la mesure de leur dissemblance matérielle, se rend transversalement à l'éten- due verticale des électrodes, dans le champ de condensateur où la séparation des différents constituants s'opère de la manière exli- quée ci-dessus. Les constituants déposés peuvent être évacués sépa- rément de la chambre du champ électrostatique de diverses manières.
Eventuellement, les surfaces des électrodes peuvent être pourvues de chambres interceptrices pour l'évacuation sans pertur- bation des précipités. En outre, dans ce cas également, on peut secouer ou racler les électrodes pour détacher et évacuer le dépôt de poussières.
Afin qu'en dehors de l'air enfermé dans le'dispositif de chargement 18 on puisse avoir à sa disposition des quantités sup- plémentaires d'air ou de gaz pour l'aération et la désagrégation du mélange de poussières, une conduite d'amenée d'air ou de gaz distincte à section de passage réglable peut être montée dans la
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chambre de chargement 18. Dans le même but, le disque centrifuge 17 peut a.ussi avoir la construction d'un ventilateur ou être combine à un ventilateur, qui aspire de l'air par exemple par en-dessous à travers une forure de l'arbre du disque. La chambre de chargement 18, ou sa conduite d'amenée au disque centrifuge, peut être régla- ble en hauteur, ainsi que le tuyau à air spécial, présent éventuel- lement.
La. forme d'exécution représentée sur la fig. 4 comprend elle aussi des cylindres formant électrode, disposés dans le champ de condensateur. Dans une enveloppe 22 mise à la terre est suspendu ou posé sur des isolateurs 23 un cylindre 24 connecté à la haute tension et faisant office d'électrode extérieure, en regard duquel est disposée coaxialement une électrode intérieure constituée par un tube 25. Dans ce tube 25, où le mélange de poussières et d'air afflue dans le sens de la flèche, est logée une couronne à aubes 26 qui imprime au mélange d'air et de poussières une giration hélicoïdale en direction d'une fente annulaire 27 du tube, à tra- vers laquelle le mélange est projeté. dans la chambre du champ électrostatique compris entre les électrodes 25 et 24, pour se char- ¯gel' d'électricités différentes a la suite de l'effet d'arrachement.
La couronne à aubes 26 oeut être reliée à un corps aérodynamique 28 pour réaliser des conditions de circulation avantageuses.
Les constituants de natures différentes déposés sur les surfaces des électrodes 24, 25 tombent à travers un disque perforé 30, tournant autour d'un axe central commun et entraîné par exemple par un engrenage 29, dans des rigoles circulaires 31, disposées au fond de l'enveloppe 22, d'où ils sont amenés par des raclettes ou aubes 32, montées sur la face inférieure du disque, dans des sas à roue compartimentée, dans des clapets 3 contrepoics ou da.ns d'au- tres dispositifs d'évacuation.
La forme de construction représentée sur la fig. 4 est mon- tée du côté dépression d'un ventilateur raccordé à l'électrode tubu-- laire 25 et doit de ce fait comporter l'enveloppe extérieure 22.
Quand l'appareil est monté du côté refoulement du ventilateur, l'en- veloppe extérieure peut être omise, bien que sa présence soit encore
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Avantageuse dans ce cas pour empêcher de toucher les Electrodes à haute tension.
Pour répéter l'opération de séparation, des appareils de la fig. 4 peuvent être montés en.série en tout nombre voulu. Ainsi que cela est possible également avec l'appareil de la fig. 2, deux ou plusieurs rangées de fentes 27 peuvent être ménagées dans l'élec- trode centrale en série ou en aval les unes des autres, vues dans le sens de circulation du fluide entrant.
L'invention procure en outre le moyen de monter en paral- lèle pour le fonctionnement plusieurs appareils de la fig. 4, avec raccordement à une amenée de poussières et d'air commune, en les disposant soit en ligne côte-à-côte suivant la direction longitudi- nale, soit en cercle. Un montage en parallèle avec disposition en cercle est représenté sur les figs. 5 et 6. Plusieurs séparateurs
22 sont raccordés en l'occurrence à un tuyau d'alimentation commun
33 auquel on envoie en 34 les poussières et qui comporte un dispa- sitif de réglage 35 pour la variation de la section transversale.
Le tuyau 33 comporte des branchements 36 qui mènent aux électrodes int rieures des différents séparateurs 22. Des branchements tu- bulaires 37 partant des électrodes intérieures mènent à un pro- longement 38 du tuyau 33, qui est raccordé à un ventilateur.
REVENDICATIONS.
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