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tlPROCEDE D SEPARATION D?' l'::ATIER:38 SOLIDES".
La présente invention est relative à un procédé de séparation de matières solides de différentes densités et de différentes di- mensions de grain, en fractions.,
En pratique, il est souvent nécessaire de séparer des mélan- ges de matières solides ayant des qualités différentes. Dans l'in- dustrie minière, par exemple, il faut généralement séparer les parties utiles du produit extrait. Dans ce but, on profite des avantages résultant de la différence de densité des produits. On connaît différents procédés permettant d'effectuer cette séparation suivant la densité. On utilise dens une grande mesure des lavoirs à charbon et à minerai, utilisant le procédé par flottage et préci- pitation.
Dans ces lavoirs, on utilise des fluides ayant une den- sité réelle ou apparente intermédiaire entre celles des partiesA à
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séparer, les parties n plus faible densité que le fluide flottant tandis que cellesà ,plus Sortie densité tombent dans le fluide.
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La difficulté de ce procédé est que la force résultPnte, qui aiit sur les particules et qui, dsrs le récipient c¯e pépara- 311 cs s o ii 1 (eEs5.t.L je J.o '18L'tj cule tion, 1F trejectoire '1 'unA )artic1l1e //'l'" ±1<fcre que peu d4 cflle du fluide de séparation, r8 très faible. Cette force est également très faible pour de très petites particules 'Le densité plus élevée (oui doivent toabf-r) cnr le r'>Üstance au niouvement augmente en fonction du rapport entre 3 s surface et le volune de le particule.
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On a essayé do rernâier aux difficultés d'une séparation statique en introduisant des courants, ceci, à son tour, donne lieu la difficulté rue l'on n'obtient plus une séparation pure selon ledensité car 1,ce séparation est également influencée par la dimension des particules.Ces procédés obligent à une clas- sification préliminaire en ce qui concerne les dimensions des grains, ce qui est d'autant plus difficile et compliqué que sont
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plus petites les dimensions des matières ,.sépar r.
On sait qu'un séparateur cyclone exerce une action de sépa- ration sur une suspension qui y est traitée.. On utilise ces ap- pareils pour séparer d'une suspension les particules solides qui sont en suspension dans un gaz ou un fluide respectivement ::fin d'épaissir (concentrer) cette suspension. Dans un séparateur
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cyclone, 1 trajet qui est i-uîv4- par If" particule est déterminé non seulement par la densité mais encore par les dimensions des particules.
Si, par exemple, on épaississait une suspension de loess dans l'eau à l'aide d'un cyclone, la fraction qui est entraînée
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vers le sommet contient les particules les pl,,i,, srsndss tandis que la fraction quittant le séparateur à l'extrémité opposée ne contient que des particules plus petites car la densité d toutes
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les particules est la même.
Si, '"u contraire, on nettoie un gaz conter-nnt des cendres volantes consistant en particuler: de des-
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sités différentes et de grosseurs de grain différentes, à l'ai- de d'un séparateur cyclone, on trouve dans la poussière recueil- lie au sommet, avec des particules de plus grandes densités, de plus grandes particules de plus faible densité, tandis que le gaz nettoyé, quittant le cyclone à l'extrémité opposée, contient, avec les particules très légères, des particules très petites de plus forte densité. Ce n'est que dans le cas où toutes les particules en suspension dans le gaz ont la même grosseur de grain qu'il se produit, dans le séparateur cyclone, une sépara- tion selon la densité.
Le fonctionnement caractéristique d'un séparateur cyclone peut être représenté par une courbe telle que représentée sur la figure 1, tandisqu'un dispositif séparant exactement suivant la densité peut être représenté par la figu- re 2. Un dispositif séparant exactement suivant la dimension du grain, tel qu'un tamis, est représenté sur la figure 3.
Jusqu'ici, on ne pouvait pas utiliser le séparateur cyclo- ne pour séparer un mélange de matières solides de différentes densités et de dimensions différentes.
Toutefois, la présente invention permet de modifier le fonctionnement caractéristique d'un séparateur cyclone de telle sorte qu'il devient possible de séparer d'un mélange de matiè- res solides de densités différentes et de grosseurs de grain différentes, une fraction ne consistant qu'en particules respec- tivement en-dessous et en-dessus dtune certaine densité (la den- sité de séparation).
Selon l'invention, on traite le mélange à séparer dans un séparateur cyclone avec une matière de densité supérieure à celle de séparation, si fine que la fraction quit- tant le cyclone au sommet ne contient pratiquement pas de par- ticulcs de densité plus faible que celle de séparation,
S'il y a dans la suspension suffisamment de particules très fines de densité supérieure à celle de séparation, la concentration de cette suspension au sommet du séparateur cy- clone apparaît si élevée que les particul'es de densité inférieu-
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re à celle de séparation, quelles que soient leurs dimensions, ne peuvent quitter le séparateur au sommet.
De cotte fanon, on obtient ce résultat que la fraction entraînée au sommet ne contient pratiquement que des particules de densité supérieure à celle de séparation, Le fonctionnement caractéristique du séparateur cyclone peut maintenant être représenté comme indi- que sur la figure
La fraction contenant le séparateur à l'opposé du sommet contient alors, en outre des particules de densité inférieure àla densité de séparation, une faible partie des perticules de densité supérieure celles de séparation.
Toutefois, ce ne sont que les très petites particul@s. Suivant l'invention et le procédé décrit ci-dessus, il est possible d'obtenir, à l'aide du séparateur cyclone en outre des fractions de densité supérieure à celle de séparation, ces fractions de densité inférieure . celle de séparation. Ceci peut se faire en enle- vant les tros fines particules de la fraction qui quitte le cyclone à l'opposé du sommet. Ceci peut se faire simplement, par exemple en tamisant. Ce procédé est d'importance particuliè- re pour le lavage ce fines de charbon.
La figure 5 représente le procédé ci-dessus décrit. La courbe ABC représente le fonctionnement caractéristique normal du séparateur cyclone. Avec le procédé selon l'invention, on obtient un fonctionnement caractéristique suivant DBC. La sur- face I représente, la fraction qui est entraînée au sommet du séparateur et ne contient que des particules de densité supé- rieur# à celle de séparation. La fraction quittant le sépara- teur à l'Extrémité opposée est représentée par les courbes DBCFA.
En enlevant les très petites particules, par exemple par tamisage, il reste une fraction qui ne contient que des particules inférieures à la densité de séparation, représen- tées par la surface II (ADBE). De la fraction contenant les très petites particules et représentée par la surface III
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(EBCF), on peut récupérer les parties utiles, par exemple dans la préparation du charbon, si on le désire, par un procédé connu tel que la flottation à mousse.
L'exemple suivant illustre l'invention :
On traite des fines de charbon brutes de 0 à 15mm, aux- quelles on a ajouté du loess en proportion de 1 partie de loess pour 2 de charbon, avec de l'eau, dans un séparateur cyclone de diamètre intérieur maximum de 200 mm et hauteur maximum de 470 mm.
La fraction plus légère quittant le séparateur à l'oppo- sé du sommet est tamisée à 5 mm et donne l'analyse suivante : Densité jusque 1, 3 1,3 à 1,35 1,35 il 1,4 1,4 à 1,45 % 52,3 20,4 9,1 7,23
1,45 à 1,5 1,5 à 1.,55 1,55 à 1,6 au-dessus de 1,6
5,97 4,92 0 0
Le produit quittant le cyclone au sommet a l'analyse sui- vante : Densité jusqu'à 1,3 1,3 à 1,35 1,55 à 1,4 1,4 à 1,45 % 0 0 0 0
1,45 à 1,5 1,5 à 1,55 1,55 à 1,6 1,6 0,595 3,04 5,5 90,7
En traçant la courbe Tromp, on trouve que la densité de séparation est 1,54. Avec ce petit séparateur cyclone, on obtient une capacité de 7,5 tonnes/h de charbon lavé.
En outre du loess, on peut utiliser d'autres agents lourds tels que du sable fin, de la magnétite, des barytes et matières analogues ou des mélan- ges de ces agents lourds.