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Il Procédé de purification de médiums lourds
La prsente invention se rapporte à une méthode de purification des médiums lourds.
Les médiums lourds ou le procédé dit de "flottage et immersion" sent parvenus à un grand succès industriel ces dix dernières années* Un des progrès les plus importants réside dans l'emploi de médiums magnétiques, c'est-à-dire des suspensions dans l'eau de matières solides magnétiques finement divisées telles que le ferrosilicium, la magnétite et analogues* L'importance des médiums magnétiques repose sur le fait qu'ils peuvent être complètement purifiés des produits contaminant non-magnétiques qui se forment tou- jours en raison de l'abrasion et d'autres facteurs et ten-
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dent à polluer le médium jusqu'au moment où la viscosité devient si élevée qu'il ne peut être utilisé pratiquement.
Il en résulte que toutes les op6r-ations continues nécessi- tent une purification du médius qui ont été effectuées par flottage ou autres moyens dans le cas des médiums ma- gnétiques. L'opération est effectuée dans des séparateurs magnétiques de type classique, et suivie de démagnétisation.
La possibilité de nettoyer complètement un médium au moyen de séparateurs magnétiques a fait des médiums magnétiques ceux qui sont préférés dans les installations modernes. ruelle que soit l'efficacité de la purification magnéti- que, celle-ci exige l'emploi de séparateurs magnétiques qui augmentent le coût de l'installation et le prix des opéra- tions d'une manière substantielle.
L'importance énorme d'une purification complète a fait considérer cette dépense supplé- mentaire peu importance par rapport à l'intérét d'une puri- fication efficace . Néanmoins le prix est à considérer et il estsouhaitable déliminer les inconvénients inhérents à l'emploi de la purification magnétique, même s'ils sont très faibles en .comparaison, des avantages que comporte une purification compliète, La présente invention se rapporte à ce perfectionnement.
Conformément à l'invention, les purificateurs magnétiques sont complètement éliminés sans que leur fonction soit éli- minée. Dans le type ordinaire d'installation, le médium à purifier est d'abord épaissi dans un "classeur" classique à sédimentation libre ou épaississeur. cette opération a pour but d'éliminer une grande partie desboues. Elle n'éli- mine pas toutefois les particules de minerai adhérentes qui sont de dimensions intermédiaires entre les produits nor- maux de "flottage et immersion" et les particules de médium.
Ues particules contaminantes un peu plus grosses passent avec le produit magnétique dans l'effluent lourd et sont traitées dans des séparateurs magnétiques de, modèle classi-
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que, opération suivie d'un épaississement jusqu'au degré de viscosité désiré avant le ré-emploi. Pour améliorer la sédimentation et l'épaississement les particules ent jusqu'ici été soumises à la magnétisation de manière, à provoquer la floculation magnétique avant introduction dans le classeur.
Dans la présente invention les purificateurs magnéti- ques sont éliminés et le médium à purifier, généralement celui qui est contenu dans les eaux de lavage provenant des tamis d'égouttage, est soumis à deux opérations,l'une de criblage, tamisage par exemple, ou,particulièrement dans le cas des produits de flottage, da classement à l'état dispersé ou démagnétisé ,,. la seconde d'é paississe- ment ou de classification à l'état magnétiquement dlooulé.
En d'autres termes les purificateurs sont remplacés par des opérations de tamisage ou de classement effectuées au moyen de médium démagnétisé.. L'ordre du classement hydrau- lique et du tamisage ou Classification n'est pas particu- lièrement important. Il est ainsi possible de suivre exac- tement le même procédé que dans le passé avec emploi de Classeur ou d'épaississeur dans lesquels sont traitées les matières magnétiquement floculées. L'effluent lourd est alors démagnétisé , soumis au tamisage ou classifi- cation, remagnétisé et de nouveau épaissi.
Il est égale- une ment possible de soumettre le médium à purifier à/oon- dition démagnétisée et dispersée dans laquelle il est débarrassé par lavage des produits d'immersion et de. flot- tage et tamiséou classifié, puis de soumettre l'effluent lourd sortant du tanis ou les solides du médium sortant de l'extrémité de l'appareil de classification à la flo- culation magnétique, opération suivie de traitement dans un classeur ou épaississeur hydraulique.
Ce dernier procédé ci-dessus décrit permet, dans des circonstances favorables, l'élimination d'un épaississeur
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c'est-à-dire que dana des conditions appropriées, la clas- sification hydraulique peut à la fois éliminer les fines légères telles que les boues et les fine.s de flottage, et épaissir les solides du médium purifiés jusqu'au point où ils peuvent être ré-employés.
D'autre part il n'y a pas de type de classeur pour l'élimination des boues ou fines légères idéal pour produire des solides de médium aussi fortement épaissis qu'il est nécessaire en vue du ré-emploi dans de nonbreuses opérations en médium lourd, tandis que le procédé un peu plus long décrit en premier permet l'emploi dans les deux phases de classeurs qui ne sont pas des dispositifsmoyens, chacun d'eux étant conçu de manière à fonctionner dans les meilleures conditions pour donner le résultat désiré.
Le procédé le plus simple dans lequel on utilise seulement une seule classification ou épaississement est par conséquent plus adapté aux médiums relativement fluides, par exemple les médiums de magnétite pour le flottage du charbon, et moins aouhaitable pour la purification des médiums très épais qui sont nécessaires pour l'enrichissement de certains minerais ayant un pro- duit de flottage relativement lourd,
Le médium peut être débarrassé à la fais des pro- duits d'immersion et de flottage, ou débarrassé séparément des deux types de produits, le médium purifié étant ren- voyé à un épaississeur commun ou dans ,
un puisard de retour du médium. Ce second procédé a l'avantage de maintenir séparés les produits de flottage et d'immersion et par conséquent de permettre la récupération à pattir de ta- mis ou classificateurs séparés des fines ou tout autre produit de valeur. Ceci ajoute à l'efficacité du procédé et dans certains cas cette récupération supplémentaire peut être d'une valeur considérable . Ceci est articu- lièrement important dans les emplois modernes du procédé par médium lourd dans lesquels on traite des minerais de
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dimensions relativement faibles, et 'est dans cette variante que la présente invention manifeste les avanta- ges les plus grands.
On décrira en détails la présente invention relati- vement à l'enrichissement du charbon avec emploi de: mé- dium de magnétite. Le fonctionnement avec les autres mi- nerais est analogue et s'opère de la même manière, en employant bien entendu un médium de densité appropriée au minerai particulier traité .
Dans les dessins, la fig. 1 représente un schéma de l'invention utilisant deux phases de: classification hydraulique, et la fig. est un schéma analogue avec une seule phase de classification.
Dans la fig. 1, 1 représente un appareil de séparation du type conique classique pour médiums lourds, lequel four- nit deux produits, un produit immergé qu'on élimine par l'extracteur à air libre prenant à la base, et un pro- duit flottant surnageant dans le Cône et s'éliminant par le trop -plein 3, Le produit flotté. passe sur un tamis classique d'égouttage 4 au travers duquel l'excès de mé- dium s'écoule dans le puisard 7 et est renvoyé au Cône par la pompe 9 ,non représentée sur la figure . Le pro- duit flotté ainsi débarrassé, de la majeure partie du mé- dium passe sur les tamis laveurs habituels 5 ou il est lavé par pulvérisation d'eau provenant du tuyau 6.
Ces tamis laveurs peuvent avantageusement être à mailles beaucoup plus larges que dans la pratique normale pour
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le traitaueut des matières de faibles dimensions .Geei permet une économie en ce qui Concerne la Conservation des tamis, et est particulièrement désirable dans le cas de l'enrichissement de charbon de grandes dimensions. Le charbon le. plus gros reste à la partie supérieure des tamis laveurs et est récupéra somme produit primaire au point marqua A.
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Le médium lavé sortant du tamis 5 qui contient une petite quantité de fines de charbon pouvant traverser le tamis, se rassemble dans le puisard 8 et est conduit, en passait à travers un bobinage magnétiseur 10 dans un classeur 11 à sédimentation ou les particules très fines de charbon, par exemple de 150 mailles, sont éliminées par flottage au sommet du classeur de la maniè- re classique, comme indiqué sur le dessin.
L'effluent lourd du classeur 11, qui ast formé de flo- culat de matière magnétique et de particules fines de char- bon de dimensions ua peu plus grandes, par exemple supé- rieures à 100 mailles, passe alors à travers une ha bina de démagnétisation 12 et de là sur un tamis 13 qui peut être du type classique à vibration. Les dimensions des mailles du tamis sont telles que le médium le traversera tandis que les fines de charbon dépasseront la fin du tamis.
Le produit immergé est traité de manière semblable et passe d'abord sur le tamis d'égouttage 14, de qui le médium égoutté est recueilli dans le puisard 17 et est renvoyé par la pompe 19 par le tuyau central 32 à la partie inférieure du cône. Le produit immergé, égoutté passe alors sur les tamis laveurs 15 où ils sont lavés pa.r pulvérisa- tion d'eau (16), le médium éliminé par lavage en même temps que les fines lourdes étant rassemblés dans le puisard 18, puis envoyés en passaat à travers le bobinage de me gnéti- sation 20 dans le classeur 21. Les boues surnagent comme dans le cas du produit flotté.
L'effluent lourd pas- se à travers la bobine de démagnétisation 22 de. la même manière que le produit flotté, puis sur un tamis à vibra- tion 23 au travers de qui les particules démagnétisées des solides du médium passent pour se rassembler dans le pui- sard 24, les fines d'immersion, dépassant l'extrémité du tamis et, dans le cas du charbon, reprsentant la partie
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rejetée . Le médium purifié provenant des puisards 24 et 25 est envoyé par la ponpe 26 à travers un bobinage magné.- tisant 26 dans un épaississeur 28 du type à vis d'un modèle classique . Le médium épaissi à la densité désirée est alors démagnétisé' de la manière habituelle par le bo- binage démagnétisant 29 et ré-employé.
Sur le schéma, il est renvoyéau puisard 7.
Le fonctionnement du classeur 11 dépendra de la nature des fines de charbon présentes. Par exemple avec du charbon traversant le tamis de100 mailles ou moins,le classeur fonctionnera avec un produit d'alimentation à la dilution de 5,67/1 et donnera un produit lourd de. dilu- tion 0,67/1. Le produit léger s'écoulant de l'épaississeur ou du Classificateur se monte à 5000 kg. par 1000 kg.de solides libres, la vitesse réalle de 1',effluent léger étant de 9,60 m. par heure pour 0,05 unité de surface.
A la vitesse de 9 m par heure il s'écoulera du charbon de densité de 1,5 et de dimension inférieure à 150 mailles,et dans le cas d'un produit d'alimentation à l'épaississeur contenant 24,6 % de charbon et 75,4 % de magnétite l'efflu- ent léger des fines de charbon se montera seulement à 7,3 % tandis que 92,7 % du charbon passera avec l'effluent lourd.
Rapportée à la magnétite l'opération est extrêmement effi- cace la perte de magnétite dans l'effluent léger étant de l'ordre de 0,05 % de la magnétite totale fournie.
Le classificateur 21 n'exige pas un réglage aussi précis la partie immergée représentant le rebut. Il est seulement nécessaire d'éliminer les boues qui autrement pollueraient le médium. Quand on traite deminerais dont la partie immergée constitue un produit de valeur,s'est au contraire le classificateur 21 dont le fonctionnement devra être précis, tandis que le classificateur 11 n'aura qu'à assurer une élimination satisfaisante des boues.
Bien entendu le fonctionnement du classificateur devra âtre Il-
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réglé en fonction de la densité des fines et des dimen- sions. La densité àt l'ordre da grandeur des dimensions étant fixés, le classificateur fonctionnera sans qu'il soit besoin d'un contrôle très précis.
Dals la fig, 2 les parties identiques sont affec - tées des mêmes indications numériques que dans la fig.1.
Le fonctionnement du Cône, des tamis d'égouttage et des ta- mis laveurs est exactement le même que dans la variante décrite ci-dessus relativanent à la fig. 1. Toutefois le médium sortant des tamis d'égouttage n'est pas flocu- lé magnétiquement mais est soumis à un classement par dimension ou gravité. Le traitement des parties immergées est effectué par le tamis 23 qui joue le même rôle que le tamis portant le même numéro dans la fig. 1. Le médium provenant des tamis de lavage aff-ectés aux produitsde flottage est soumis à un traitement au moyen de la table de concentration classique 30.
Cette table esthormale- ment plus adaptée au traitement des produits de flottage que des produits d'immersion, bien qu'elle puisse être utilisée pour le médium provenant du produit d'immersion au lieu du tamis.
L'affluent lourd provenant du tamis 23 et le Concen- tré provenant de la table 30 sont tous deux soumise la floculation magnétique dans les magnétiseurs 10 et 20 et sont ensuite épaissis dans les classificateurs 11 et 21, le médium purifié étant pompé par la pompe 26 à travers la oobine de démagnétisation 29 dans le puisard de retour du médium 2.
La variante de la fig. 2 élimine les bobines de déma- gnétisation 12 et 22 et le bloc magnétisant 27 en même temps que l'épaississeur 28. L'installation est de ce fait plus économique, et avec des médiums relativement fluides tels que ceux utilisés dans la purification du char bon,les classeurs 11 et 21 conviennent parfaitement à la produc-
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tion du degré voulu diépaississement. Ils ne sont pas aussi bien adaptés à la production de médiums à très for- tes teneur en solides tels que ceux exigés pour l'e nri- hissement de minerais ayant des constituants de flottage lourds. Toutefois, même avec ces minerais, le circuit de la fig. 2 peut être utilisé avec deux épaississeurs en série comme dans la fig. 1 .
En d'autres termes la variante montrée dans la fig. 2 peut être utilisée sans éliminer l'épaississeur 28. Naturellement ses avantages sont plus grands dans la purification du charbon et opé- rations analogues dans lesquelles les classeurs 11 et 21 peuvent accomplir la totalité de l'épaississement.
Bien que dans les deux variantes tables et tamis soient généralement interchangeables,la table présente quelques avantages dans la variante de la fig. 2. Uns ta- ble non seulement sépare des solides de médium très denses des particules plus légères et ,plus grosses, mais elle constitue encore un excellent facteur d'élimination des boues. Par conséquent le concentré provenant de la table- sera sensiblement exempt de boues, ce qui n'est pas le cas pour l'effluent lourd d'un tamis* Les boues étant absentes, le classeur 11 fonctionnera presque uniquement comme épais- sisseur et l'effluent léger sera pratiquement de l'eau claire, Cet effluent léger peut par conséquent être uti- lisé comme une partie de l'eau utilisée dans le lavage par pulvérisation sur les tamis, ou même dans le fonction- nement de la table.
Cette possibilité supplémentaire de ré-utilisation de l'eau provenant de l'épaisseur est d'une valeur économique considérable dans les installa- tions de traitement de minerais où l'eau est difficile- ment disponible.
Un avantage de la présente invention est da ne pas exiger d'équipement coûteux ou spécial . C'est ainsi que les classeurs , les tamis, les tables, etc. sont les mo- dèles standards du commence, les autres parties,qui sont
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principalement les bobines de magnétisation et de démagné- tisation, constituant les appareils les meilleurs mar- ché dans toute installation;. le procédé est souple et permet l'utilisation maximum de l'équipement existant.