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"SEPARATION DE MELANGES MINERAUX PAR FLOTTAGE ET PRECI-
PITATION."
La présente invention a pour objet un procédé pour la séparation de mélanges minéraux en fractions sur le principe du flottage et de la précipitation.
Il est déjà connu de séparer du charbon riche en cendres et d'autres minéraux sur ce principe suivant lequel on soumet le mélange minéral à un procédé de précipitation dans un liquide, dit bouillie de suspension, dont la densité se trouve ordinairement entre la densité des constituants les plus légers et la densité des constituants les plus lourds du mélange minéral.
Comme liquide de séparation ou bouillie de suspension on ne se sert pas ordinairement de liquides purs, mais
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on obtient une densité convenablement élevée en produisant une suspension aqueuse de substances finement broyées. A titre d'exemple, on peut employer des suspensions de calcaire, d'argile, de magnétite ou de galène ou d'un mélange de deux ou davantage de ces substances, éventuellement en commun avec d'autres substances appropriées.
La quantité de matière qui, suivant le procédé indiqué, peut être traitée par unité de temps ou par unité de volume de bouillie de suspension, aussi bien que la pureté des différentes fractions séparées, ont jusqu'ici laissé beaucoup à désirer.
Conformément à la présente invention, on remédie à ces inconvénients en soumettant, pendant la séparation, le mélange minéral et la bouillie de suspension à l'action d'un champ de forces centrifuges, au lieu de se servir uniquement, comme pratiqué jusqu'ici, du champ de la pesanteur, dont l'intensité reste constante. Par contre, on est maître de la puissance des forces centrifuges et on peut en faire dépasser l'effet d'un multiple de l'effet de la pesanteur, de façon à obtenir le résultat voulu au point de vue augmentation du rendement et de la pureté.
En d'autres termes, l'invention consiste à amener le mélange minéral conjointement avec la bouillie de suspension à un séparateur centrifuge où se fait la séparation.
Suivant l'invention, on applique, de préférence, un séparateur centrifuge à marche continue.
La plupart des types de séparateurs centrifuges peuvent servir à ce but, mais conformément à l'invention il est particulièrement avantageux de se servir du type, connu en soi, dont la chambre de séparation est limitée par une enveloppe tournante, contre la paroi intérieure de laquelle une hélice ou un transporteur analogue tourne autour du même axe que l'enveloppe, mais à un nombre de tours qui diffère de celui de l'enveloppe. L'hélice fait avancer les constituants lourds le long de ladite paroi intérieure, pour les faire sortir par l'une des extrémités de l'enveloppe, tandis que les constituants légers quittent le séparateur par l'autre extrémité.
Suivant l'invention, la bouillie de suspension, avant d'arriver dans le séparateur centrifuge où se fait la séparation du mélange minéral sur le principe du flottage et de la précipitation, peut être soumise elle-même à une sépa-
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ration préalable dans un séparateur centrifuge, en vue de la débarrasser des grains trop gros. Bien que la bouillie de suspension, en effet, possède en moyenne la densité voulue, elle peut bien contenir des constituants d'une grosseur telle que, pendant la séparation, ils seraient séparés en commun avec les constituants lourds 'du mélangé minéral. Il est donc avantageux de les enlever auparavant.
Il convient de dire qu'il n'est pas toujours avantageux que la densité de la bouillie de suspension se trouve entre la densité des particules les plus légères et celle des particules les plus lourdes du mélange minéral. Dans la pratique on a constaté qu'on peut souvent avec avantage, employer une bouillie de suspension dont la densité est égale à ou éventuellement un peu inférieure à la densité des particules minérales les plus légères.
Suivant l'invention, il convient de réaliser la séparation préliminaire de la bouillie de suspension d'une .façon telle qu'après la séparation préliminaire la bouillie de suspension accuse une teneur en eau inférieure à celle convenable à la séparation subséquente sur le principe du flottage et de la précipitation. Le but en ressort de ce qui va suivre.
Le plus souvent il est avantageux de soumettre aussi le mélange minéral à certains traitements préparatoires avant la séparation faisant l'objet essentiel de l'invention.
Ainsi, suivant l'invention, on peut soumettre le mélange minéral à une classification selon la grosseur des particules, par exemplé à un ou plusieurs procédés de tamisage ou d'hydro-séparation, éventuellement après un dégrossissage ou broyage. Une telle classification peut avoir pour objet d'enlever, soit les particules les plus grosses, soit les particules les plus fines du mélange minéral, ou l'objet peut être de le débarrasser tant des particules les plus grosses que des particules les plus fines. la. raison pour laquelle on peut désirer séparer les constituants de grosse taille peut être-que leur grosseur est telle que les grains minéraux y contenus ne sont pas suffisamment dégagés, et si l'on peut désirer séparer les constituants les plus fins c'est qu'ils ne se prêtent pas à une séparation sur le principe du flottage.
Suivant l'invention il convient d'enlever les particules les plus fines du mélange minéral par une séparation
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préalable du. mélange minéral dans un séparateur centrifuge particulier.
Il peut aussi être question d'un traitement complémentaire des fractions provenant de la séparation sur le principe du flottage et de la précipitation, et ce traitement complémentaire peut s'effectuer de façons différentes, mais en tout cas il s'agit de séparer de la bouillie de suspension les particules minérales légères ou lourdes ou toutes les deux
Comme les particules minérales sont toujours sensiblement plus grandes que les particules de la bouillie de suspension, il sera souvent avantageux, suivant l'invention, de soumettre la fraction ou les fractions qu'on désire traiter par un traitement complémentaire à une classification selon la grosseur des particules, par exemple à un ou plusieurs procédés de tamisage.
Par une telle classification, les fractions légères seront séparées en leurs constituants, à savoir la bouillie de suspension et les particules légères du mélange minéral, tandis que les fractions lourdes seront séparées en bouillie de suspension et particules lourdes du mélange minéral.
Si la classification s'effectue sous forme d'un tamisage, l'invention prévoit de l'exécuter en deux temps, c'est-à-dire sans emploi d'eau de lavage et avec emploi de celle-ci. En ce qui concerne la fraction légère, la fraction du premier stade sera séparée en bouillie de suspension non diluée et particules minérales légères rendues impures par la bouillie de suspension, tandis que la fraction du second stade sera séparée en bouillie de suspension diluée et particules minérales légères lavées. En ce qui concerne la fraction lourde, la fraction du premier stade sera séparée en .bouillie de suspension non diluée et particules minérales lourdes rendues impures par la bouillie de suspension, tandis que la fraction du second stade sera séparée en bouillie de suspension diluée et particules minérales lourdes lavées.
Au lieu d'exécuter par un procédé de tamisage la classification de la fraction légère ou de la fraction lourde provenant de la séparation sur le principe du flottage, ou de ces fractions toutes les deux, on pourra aussi, conformément à l'invention, établir cete classification par une séparation complémentaire dans un séparateur centrifuge particulier. En ce qui concerne tant la tract'.on légère que la fraction lourde, il faudra'a jouter une quantité d'eau permettant de réduire la densité de la bouillie de suspension à un
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point tel qu'on puisse séparer de la bouillie de suspension diluée les particules du mélange minéral.
En ce qui concerne la fraction légère, on ne pourrait pas réaliser la séparation sans prendre la mesure indiquée, car la différence de densité entre les particules légères du mélange minéral et la bouillie de suspension serait alors trop petite. La dilution de la bouillie de suspension qu'on obtient par l'addition d'eau établit la différence voulue de densité.
En ce qui concerne la fraction lourde, elle quitte le séparateur centrifuge à l'état très épais, à peu près comme un gâteau de pâte qu'on ne peut pas soumettre d'emblée à un traitement ultérieur dans un séparateur centrifuge. Cependant, si l'on dilue le gâteau de pâte avec de l'eau, on pourra réaliser le processus,
Conformément à l'invention, on peut utiliser la bouillie de suspension non diluée qu'on obtient par-les susdites méthodes de séparation, ou une partie de cette bouillie, en la renvoyant pour la mélanger avec la bouillie de suspension brute qui est amenée au séparateur centrifuge où se fait la séparation proprement dite sur le principe du flottage..
Suivant l'invention la bouillie de suspension diluée ou une partie de celle-ci peut également être renvoyée de pareille façon. Elle peut alors servir, soit à produire la bouillie de suspension brute, soit à y être mélangée, éventuellement après une déshydratation partielle. Cette manière de produire la bouillie de suspension brute est notamment applicable lorsqu'on se trouve en présence d'une grande quantité de bouillie de suspension diluée. Une admixtion, c'est-à-dire, une dilution de la bouillie de suspension brute peut , par exemple, entrer en ligne de compte si, comme mentionné plus haut dans la description, la bouillie de suspension brute a été préparée pendant la séparation préliminaire de façon à accuser une teneur en eau inférieure à celle convenant à la séparation subséquente sur le principe du flottage.
Par l'admixtion de la bouillie de suspension diluée, on pourra faire en sorte que la bouillie de suspension brute épaisse qui a été soumise à une séparation préliminaire accuse ainsi la densité voulue.
Parmi d'autres traitements complémentaires des fractions provenant de la séparation sur le principe du flottage,
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on peut citer l'emploi d'un hydro-séparateur avec addition d'eau, d'un séparateur magnétique (si la bouillie de saspension est une suspension aqueuse de magnétite) ou de la flotation, dans les deux derniers cas éventuellement avec addition d'eau. Bien entendu, rien n'empêche l'application de deux ou plusieurs de ces moyens de séparation en combinaison.
Dans ce qui précède, on a plutôt envisagé que la séparation faisant l'objet essentiel de l'invention s'effectue dans un seul séparateur centrifuge. De l'introduction où l'on parle d'une séparation de mélange minéraux en fractions sur le principe du flottage et de la précipitation, il ressort cependant qu'il est dans le cadre de l'invention que la séparation mentionnée puisse donner plus de deux fractions.
Suivant l'invention, ceci s'obtient en exécutant la séparation dans une série de séparateurs centrifuges successifs, chacun à sa densité de la bouillie de suspension, densité qu'on fait varier par degrés par additions successives d'eau.
On comprendra qu'il se présente beaucoup de possibilités de combinaison pour la réalisation du procédé suivant l'invention. Dans ce qui va suivre, une seule de ces possibilités, sera décrite, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé.
Dans le dessin, la flèche désignée par 1 représente le mélange minéral à traiter. Il arrive d'abord à un tamis A par lequel on sépare les particules "les plus grosses désignées par 2. la. partie restante du mélange minéral passe à travers le tamis et est désignée par . Elle passe à un autre tamis B dont le but est d'enlever les particules les plus fines du mélange minéral. Ces particules tombent à travers le tamis et le quittent en un courant marqué 4.
Le mélange minéral qui a maintenant été débarrassé tant des particules les plus grosses que des particules les plus fines est désigné par et ce mélange passe à un récipient mélangeur C.
La bouillie de suspension brute suit la flèche 6 et arrive à un séparateur centrifuge D où elle est débarrassée des grains trop gros et qui sont enlevés en haut du séparateur centriiuge comme indiqué par la flèche 7.
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Comme mentionné plus haut, on peut faire en sorte que la bouillie de suspension R quittant le séDara- teur centrifuge D accuse une teneur en eau inférieure à celle qui convient à la séparation proprement dite sur le principe du flottage et de la précipitation.
On assure la teneur voulue en eau de la bouillie en suspension en mélangeant celle-ci avec d'autres courants de liquide désignés sur le dessin par 2 et 10 et qui seront mentionnés ci-après. Les courants 5, 8.9 et 10 passent tous au récipient mélangeur C mentionné ci-dessus où;se fait un mélange intime et où la teneur voulue en eau de la bouillie de suspension est obtenue. A ce propos, il faut se rappeler que le mélange minéral 2 contient lui-même une proportion assez petite d'eau. Du récipient mélangeur, on fait passer le mélange au séparateur centrifuge E où se fait la séparation sur le principe du flottage.
La fraction lourde de cette séparation est désignée par 11, tandis que la fraction légère est désignée par 12.
De ce qui a été mentionné plus haut, il ressort qu'on peut soumettre tant la fraction lourde que la fraction légère à des traitements différents. Dans cet exemple on a choisi de soumettre seulement la fraction légère 12 à un traitement ultérieur.
Ie traitement consiste à faire passer ladite fraction à un tamis F dont les mailles laissant passer la bouillie de suspension, mais non pas les particules légères du mélange minéral. Le courant de cette bouillie de suspension non diluée est désigné par 10.
Du tamis F, la fraction légère 12 du mélange minéral qui contient encore de la bouillie de suspension descend sur un autre tamis G qui est arrosé par des jets d'eau venant d'une conduite 13, Par ce processus, on enlève par lavage ce qui reste de la bouillie de suspension qui quitte le tamis en un courant de bouillie de suspension diluée. Tant cette dernière, ou une partie de celle-ci, que la bouillie de suspension non diluée 10,sont renvoyées pour être mélangées avec la bouillie de suspension brute, comme déjà mentionné, de façon à contribuer à lui donner la teneur voulue .en eau.
Une partie de la bouillie de suspension diluée 2 peut éventuellement servir à d'autres buts, comme indiqué par la flèche 14.
La. fraction légère purifiée provenant de la séparation centrifuge est désignée par 15, et en commun avec la
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fraction lourde sus-mentionnée 11, elle constitue le résultat essentiel du procédé.
Au lieu de l'effectuer par un tamisage, on pourrait aussi réaliser la purification de la fraction 12 par une séparation centrifuge, et dans beaucoup de cas, surtout si, avant la séparation proprement dite, le mélange minéral est séparé dans un séparateur centrifuge, c'est seulement cette méthode de séparation, qui exige l'addition d'une grande quantité d'eau, qui donne des résultats satisfaisants de la séparation.
Il ressort de quelques essais exécutés avec du charbon à teneur en cendres relativement élevée (15-20%) que, par un traitement dans un séparateur centrifuge comme indiqué, on obtient une séparation très franche, puisqu'on peut réduire la teneur en cendres à 2-3%. et un bon rendement de substance combustible dans la matière purifiée. Les chiffres de rendement obtenus par les essais correspondent au traitement d'environ 20-25 ts de charbon brut par heure dans un séparateur centrifuge d'un diamètre d'environ 800 mm, tandis que, dans un séparateur d'un diamètre d'environ 1500 mm, on pourra séparer environ 40-50 ts par heure.
A titre de comparaison, on a exécuté avec la même matière quelques essais où la séparation s'est effectuée seulement par l'effet de la pesanteur.. Il s'est avéré par là qu'on a obtenu un produit beaucoup moins pur et un rendement inférieur à celui obtenu par la séparation dans le séparateur centrifuge.
Finalement, on a essayé de purifier le même charbon par un procédé de flotation par lequel on n'a pas réussi à produire un concentré à teneur en cendres inférieure à 5-10%, si le rendement devait être acceptable.
RESUEE
Procédé pour la séparation de mélanges minéaux en fractions sur le princine du flottage et de la précipitation, c'est-à-dire avec emploi d'une bouillie de suspension pour le mélange minéral, procède caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons :
1 - Pendant la séDaration, le mélange minéral et la bouillie de suspension en commun sont soumis à l'action d'un champ de forces centrifuges.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.