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" PURIFICATION DU CHARBON "
La présente invention est relative à des procédés de purification du charbon et plus particulièrement au net- toyage du charbon en particules de petites dimensions ayant un diamètre de 8 mm ou moins, par exemple de déchets ou menu d'anthracite, de}; fines bitumineuses et de matières analogues, l'un des buts de l'invention étant d'obtenir un procédé effi- cace et économique de purification à sec de ces charbons pour leur utilisation en métallurgie et pour de nombreuses autres applications, telles que le chauffage ou les installa-. tions de forde motrice.
L'invention est encore relative à un procédé effi- cace de classement et de nettoyage de ces charbons sans avoir à se servir de tamis coûteux et à effectuer de remplacements de toiles de tamis.
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Elle est encore relative à un procédé pratique de nettoyage ae ces matières par séparations électrostatiques sé- lectives.
Elle vise, en outre : unprocéoé de classement et nettoyage de ces charoons par séparation électrostatique sé- leczive convenant, en particulier, pour enlever de façon efficace les minéraux donnant des cendres tels que les schis- tes, les os, le sable, la pyrite, le quartz, la calcite, le fusain, etc ; un procédé de nettoyage à sec du cnaroon en grosseurs de particules descendant jusqu'à 75 microns, de façon à enlever au déout et recombiuer ensuite les parties pulvérulentes du charbon, relativement fines, mais explosives, qui constituent le poiut le plus dangereux de ces opérations; et un appareil, de fabrication et d'entretien économique, pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus.
D'autres avantages et particularités de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue schématique en élévation de la partie supérieure d'un appareil servant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La figure 2 est une vue schématique d'un appareil de séparation électrostatique servant à la mise en oeuvre du procédé pour le nettoyage'd'un type de charbon.
La figure 3 est une vue analogue mais représentant les électrodes avec des polarités inverses appliquées au net- toyage d'un autre type de charbon.
La figure 4 est une vue analogie représentant l'application de l'appareil à la séparation de différents ty- pes de charbon pour montrer leurs caractéristiques électros- tatiques différentes.
La figure 5 est une vue analogue à la figure 3, mais représentant une autre variante.
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La figure 6 est une vue analogue mais représentant l'application plus complète du procédé et.de l'appareil au nettoyage du même type de charbon que dans la figure 3.
La figure 7 est un schéma de circulation repré- sentant le système de traitement d'un mélange de charbon don- né à titre d'exemple.
La présente invention est relative à la purifica- tion à sec de charbon en particules des plus petites dimen- sions mentionnées ci-dessus, -sorte de charbon pour laquelle il n'existe actuellement pas de procédé de nettoyage à sec efficace. Ces charbons peuvent être du tout-venant après enlèvement des plus gros morceaux, ou bien ils peuvent être obtenus par broyage des plus gros morceaux pour effectuer directement le traitement suivant l'invention. L'invention peut également servir à compléter les autres procédés de pu- rification (par lavage, pneumatiques ou autres types connus) en vue de traiter les grosseurs auxquelles ils ne conviennent pas bien.
On a déjà proposé de nettoyer des charbons en particules de fines dimensions de de genre, par séparation électrostatique, par exemple dans les brevets des Etats-Unis N 1.152.442 et 1.153.182, tous deux du 7 Septembre 1915, en tamisant d'abord mécaniquement le charbon pour séparer les particules traversant un tamis de 4 mm d'ouverture de mailles en un certain nombre de portions dans lesquelles les particules sont classées par dimensions, pour obtenir dans chaque groupe des particules de dimensions aussi uni- formes que possible.
Le brevet 1.152.442 ci-dessus montre une portion de ce genre amenée sur une électrode transpor- teuse tournante d'où les particules tombent par gravité dans un champ électrostatique créé entre l'électrode transpor- teuse et une électrode qui en est espacée d'une certaine
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distance, de polarité contraire, au moyen de courant continu ou alternatif, avec le résultat affirmé que les charbons ne seraient pas affectés par le champ électrostatique, alors que les cendres minérales seraient repoussées à l'écart de l'électrode transporteuse de façon à être recueillies sé- parément, en dehors du charbon.
Le brevet N 1.153.182 précité décrit un perfec- tionnement au brevet antérieur dans lequel le mélange de charbon est soumis à un champ électrostatique à l'état humi- de, dans le but indiqué de provoquer des différences hygros- copiques dans les constituants du mélange et d'utiliserces différences et les conductivités qui en résultent pour sé- parer les constituants.
On a trouvé, au contraire, que les fabricants d'installations de criblage mécanique ne veulent pas se char- ger de crioler le charbon à sec, en quantités industrielles, en des dimensions aussi fines que cela a lieu dans les es- sais de laboratoire, et que la séparation de ces mélanges de charbon en portions ayant les dimensions désirées peut se faire de façon plus satisfaisante sans criblage, comme on l'indique en détail ci-dessous.
On a en outre découvert selon l'invention que l'on ne peut pas remédier au défaut du procédé décrit dans le premier des brevets précités en traitant le mélange de char- bon à l'état humide comme cela est proposé dans le deuxième brevet, étant donné que les impuretés ou les cendres miné- rales à enlever sont de différents typès variant beaucoup et de façon imprévisible en ce qui concerne leurs propriétés hygroscopiques, de sorte qu'il est difficile, sinon impossi- ble, de réglér à l'état humide. Le réglage de l'état hygros- copique des charbons est également si compliqué et si coû- teux qu'il contre-balance les économies qu'il est possible
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de réaliser en les nettoyant.
On a en outre découvert selon f'invention, contrai- rement à ce qu'il est dit dans les brevets en question, que le charbon n'est pas sans être affecté par un champ électro- statique comme il y est dit, mais qu'il peut être affecté de façon avantageuse suivant les polarités relatives et la tension des électrodes opposés ;
en outre, que les impuretés ou cendres minérales peuvent être attirées aussi bien que repoussées, de façon sélective et avantageuse, par l'électrode transporteuse, également suivant les polarités relatives et la tension des électrodes et que, par réglage sélectif de cette polarité et de cette tension, on peut séparer le charbon et ses impuretés avec une augmentation nette d'effi- cacité. Alors que l'on a constaté que les indications des bre- vets antérieurs sont erronées dans leur conception et prohi- bitives, en ce qui concerne le prix de la construction et de l'exploitation, pour le nettoyage, en grande quantités d'une matière à bas pria:
telle que le charbon, on a constaté, d'autre part, que la présente invention est très pratiquable et donne de bons résultats pour une production industrielle économique.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, il est bon que la surface du charbon soit raisonnablement sèche pendant quinze minutes environ pendant le traitement, en vue de supprimer les effets de l'humidité hygroscopique de la sur- face sur le charbon et sur les minéraux à cendres, étant donné que cette humidité modifie le comportement électros- tatique tant du charbon que des minéraux à cendres et ce, suivant des façons qui sont difficiles à prévoir ou à régler, de sorte que cette humidité a un effet nuisible sur le net- toyage à sec par séparation électrostatique. En conséquence, pour obtenir un réglage précis de la séparation électrosta- tique sélective dans toutes les conditions d'atmosphère et de température, on a constaté qu'il est bon de sécher la
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surface du charbon dans des limites raisonnaoles.
Ceci se fait, de préférence, en faisant passer de l'air chaud, un gaz inerte chaud ou des mélanges de ceux-ci dans le courant de charbon afin de sécher temporairement-; la surface des parti- cules. Cette opération est utilisée, en outre, de façon avantageuse pour enlever les particules plus fines ou poussié- reuses telles que celles de dimensions inférieures à 150 mi- crons, que L'on appellera la dimension - 150 microns, afin de supprimer ainsi les dangers d'explosion pendant la suite du traitement du nettoyage électrostatique des portions com- posées de particules plus grosses.
Toutefois, cette portion poussiéreuse n'est pas nécessairement perdue, car on a trouvé qu'en appliquant l'invention on peut obtenir des concentrés de charbon propre si pauvres en cendres que l'on peut recombi- ner la poussière de - 150 microns qui a été retirée avec le charbon propre concentré et que l'on a finalement une teneur en cendre inférieure à 5%, ce qui est meilleur que ce qui a été obtenu par n'importe quel autre procédé de nettoyage à sec d'un charbon à particules de grosseurs variant, par exem- ple, de 7 mm à 0.
Après avoir ainsi enlevé la poussière et séché la surface des particules, on sépare, de préférence, le charbon à nettoyer, suivant la dimension des particules, en deux por- tions ou classes ou plus, de manière à faciliter la séparation électrostatique, et on a constaté que cette séparation peut se faire de façon simple et pratique, de manière à supprimer les difficultés et les dépenses d'installation et d'entretien d'un appareil utilisant des tamis de séparation. On comprendra mieux l'invention en se référant aux dessins représentant l'appareil qui a été réalisé pour mettre en oeuvre le procédé.
En se reportant à la figure 1, pour décrire plus en détail le séchage superficiel'et les opérations de classe- ment, il est prévu, de préférence, selon l'invention, une
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enveloppe 10 comportant à sa partie supérieure une trémie 11 servant à recevoir la matière à nettoyer laquelle sort par une ouverture du fond de la trémie et est répartie en une couche mince sur une électrode ou tambour tournant 12, la sor- tie étant réglée par un registre d'alimentation réglable 13 de toute construction bien connue ou appropriée.
Le tambour 12 a de préférence un diamètre de 75mm ou plus et une surface molettée, dannelée, ondulée ou autrement rendue rugueuse et il tourne à une vitesse périphérique de, par exemple, 30 à 140 mètres par minute, suivant la nature des matières à traiter, de façon que les particules tombent par gravité en un courant, sous l'action d'une force centrifuge proportionnel- le à la masse des particules et tendant à les repousser un peu en avant du point d'où elles quittent le tambour.
Lorsque les particules sont mises en rotation et quittent le tambour transporteur, les particules plus grosses, de plus grande masse, tendent à venir se placer à l'extérieur du courant pendant que les particules plus fines ont tendance à se stra- tifier et à descendre dans la direction de rotation du tambour de façon à être ainsi séparées des particules plus grosses, qui sont repoussées. Le degré de stratification est réglé par les forces centrifuges appliquées par le tambour, et le courant qui tombe est séparé suivant une ligne de stratifi- cation désirée par une tôle diviseuse 14 qui est montée de façon à pouvoir être réglée horizontalement et verticalement par tous dispositifs appropriés (non représentés), comme cela est bien connu dans la partie.
Au moyen de cet appareil, on a constaté qu'il est possible de classer du charbon depuis 25mm jusqu'à 150 micrpns avec pratiquement la même efficacité que celle que l'on ob- tient au moyen de tamis. Au cours de ce classement, il n'y a pratiquement pas plus d'accroissement de la teneur en cendres qu'il ne s'en produirait dans la séparation au moyen de tamis et l'opération de classement s'effectue économiquement. En
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conséquence, ce procédé de classement est sensiblement aussi efficace que celui qui est effectué au moyen des toiles tamieeusas et il supprime le problème d'obtention de tamis appropriés ainsi que les frais élevés d'entretien et de rem- placement qu'entraine l'utilisation de ces tamis.
Les chiffres ci-dessous résultent d'opérations types de classement d'anthracite et de cnarbon bitumineux ayant des dimensions de particules d'environ 400 microns, en utili- sant le procédé mécanique de classement sans avoir recours à un cnamp électrostatique. On constate une petite différence dans la teneur en cendres entre les gros et petits morceaux d'anthracite du fait qu'il y a un plus grand pourcentage de sable de rivière dans les plus gros morceaux. Avec le char- oon bitumineux, la teneur en cendre des gros et petits mor- ceaux est approximativement la même par suite d'une distri- bution naturelle plus uniforme des minéraux à cendres dans le charbon. Toutefois, avec ce système de classement, on ne constate pratiquement pas ae concentration des minéraux a cendres dans aucun de ces deux charbons.
Classement mécanique- Charge initiale d'anthracite 100% en poids, à 35,20 % de cendres.
EMI8.1
<tb>
Grande <SEP> dimension <SEP> Petite <SEP> dimension
<tb> Dimension <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> -1675+1000 <SEP> microns <SEP> 12,10 <SEP> ( <SEP> + <SEP> 385 <SEP> microns <SEP> 0,10 <SEP> (+385 <SEP> microns
<tb> -1000+ <SEP> 775 <SEP> " <SEP> 6,70 <SEP> ( <SEP> %8% <SEP> en <SEP> poids <SEP> 0,20 <SEP> ( <SEP> 12% <SEP> en <SEP> poids
<tb> - <SEP> 775+ <SEP> 385 <SEP> " <SEP> 33,50 <SEP> ( <SEP> 4,80 <SEP> (
<tb>
<tb> - <SEP> 385+ <SEP> 180 <SEP> microns <SEP> 4,10 <SEP> ( <SEP> - <SEP> 385 <SEP> microns <SEP> 30,30 <SEP> (-385 <SEP> microns
<tb>
EMI8.2
- 180 tu 0,60 ts,2j en poids '/,60 ( 88% en poids
EMI8.3
<tb> 57.00 <SEP> 43,00
<tb>
<tb> à <SEP> 37,01 <SEP> % <SEP> de <SEP> cendres <SEP> à <SEP> 32,
79% <SEP> de <SEP> cendres
<tb>
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Classement mécanique - Charbon bitumineux chargé en tête,
100% en poids à 11,21% de cendres
EMI9.1
<tb> Grande <SEP> dimension' <SEP> Petite <SEP> dimension
<tb> Dimension <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> -1675+1000 <SEP> microns <SEP> 34,30 <SEP> (+385 <SEP> microns <SEP> 0,00(+385 <SEP> microns <SEP>
<tb>
EMI9.2
- 775+ 385 " 35:60 ( 955 en I 3p( 11 ea poids - 385+ 180 n 3,30 (-;85 microns 12,20(-385 microns
EMI9.3
<tb> - <SEP> 180 <SEP> " <SEP> 0,30 <SEP> ( <SEP> 4,5 <SEP> % <SEP> en <SEP> polds <SEP> 4,90( <SEP> 88,3% <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> 80,60 <SEP> 19,40
<tb>
à 11,1?% de cendres à 11,37% de cendres.
La partie fine 17 et la partie grosse 18, séparées de la façon indiquée ci-dessus, passent chacune entre deux élec- trodes situées à distance l'une de l'autre, 19 et 20, et arri- vent à l'électrode transporteuse 19 pour sortir dans le champ électrostatique créé entre elle et l'électrode 20, de polari- té opposée, de manière à effectuer une séparation éleczrosta- tique du charbon et des minéraux à cendres, selon les princi- pes que l'on va maintenant décrire.
L'invention est basée sur la découverte importante men- tionnée ci-dessus que les cendres contenues dans ces charbons sont en général susceptibles d'être attirées ou repoussées lorsqu'elles passent entre ces électrodes et au voisinage immédiat de l'une d'elles, lorsque les électrodes sont main- tenues à une différence relativement élevée de tension uni- directionnelle, soit 4.000 à 10.000 volts, suivant la distance comprise entre les électrodes, la nature des charbons netto- yés, etc..
On a constaté que lorsque l'électrode voisine, par exemple, une électrode transporteuse tournante, est maintenue à une polarité positive, les minéraux à cendres ont une ten- dance sensible à être attirées, tandis qu'avec une polarité opposée elles ont tendance à être repoussées, (étant "néga- tives - réversibles" conformément aux principes décrits dans le brevet des Etats Unis N 2.197.864 d 23 Avril 1940).
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On a découvert de même, comme caractéristiques nouvelles de charoons, que les antnracites tendent à être repoussés dans ces conditions, quelle que soit la polarité de l'élec- trode transporteuse, tandis que les charbons bitumineux ten- dent à être attirés par une électrode transporteuse de pola- rité négative, mais ). être repoussés par une électrode de po-
EMI10.1
larité positive de façon à être "positifs- -rv.:¯ 1 s" uil.uU iE::8 principes récrits dans le '''it 1>riTrci, Lu présente invention utilise ces c..J.rCl.cl:;érisl1'-lL183 ncuvcllesictjt dàcouvec- des injrédienbs des charbons Jour uonuer une sépacu-îon et un nettoyage efficaces du cnarbon comme on va maintenant le décrire.
Sur la figure 2, on a représenté un procédé et un
EMI10.2
appareil servant à nettoyer oe l'antracite9 le mélange à nettoyer étant amené à partir d'une trémie 21 sur une électro- de transporteuse tournante 22 qui le décharge à travers un champ électrostatique créé entre elle et une électrode 23 si- tuée à une certaine distance. L'éledtrode 22 est mise à la terre en 24 et on maintient une différence sensible de tension unidirectionnelle entre les électrodes, par exemple à l'aide d'un système redresseur connu ou approprié, représenté de façon générale en 25.
L'électrode 2- peut avoir un diamètre de 75 mm ou plus et l'électrode 23 un diamètre de 6 à 75 mm ou plus, avec une distance entre les surfaces des électrodes variant environ de 12 mm à 60 mm, suivant les différents facteurs de l'application particuliere.
On a constaté que lorsque l'électrode 22 est maintenue à une polarité positive par rapport à l'électrode 23 et à une différence sensible, par rapport à celle-ci, de tension unidirectionnelle de, par exemple, 7.000 volts ou plus, les minéraux à cendres qui se trouvent dans le courant tombant de l'électrode transpor- teuse sont, dans une mesure sensible, attirés en arrière du
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diviseur habituel 26, taddis que les particules d'anthracite tendent à être repousjées de l'autre côté ou du côté avant du diviseur de façon à obtenir, grâce à cette répulsion du charbon et à cette attraction des cendres, une purification importante du charbon.
En ce qui concerne le nettoyage de charbons bitu- mineux, on a découvert, selon l'invention, que ces charbons sont, de façon générale, de nature "positive - réversible", c'est-à-dire qu'ils tendent à être repoussés par une élec- trode transporteuse de polarité positive et attirés par une électrode transporteuse de polarité négative. La figure 3 représente un type d'appareil analogue à la figure 2, mais les polarités des électrodes sont l'inverse de celle de la figure 2, d'où il résulte que les parties plus fines du charbon bitumineux tendent à être attirées en arrière du diviseur 26. tandis que les particules grosses, de plus grande masse, et les minéraux à cendres, sont, pour la plus grande partie, repoussées en avant du diviseur.
Les fines bitumineuses attirées, ainsi séparées, représentent un produit; à teneur relativement élevée en charbon pur en particules de petites dimensions, en donnant ainsi un produit partiel de valeur comme on le verra plus loin.
La découverte, selon l'invention, de ces caractéristi- ques différentes entre l'anthracite et le charbon bitumi- neux a été confirmée par l'utilisation de ces caractéristiques comme moyen permettant de les séparer l'un de l'autre. Alors que les densités de l'anthracite et du charbon bitumineux sont pratiquement les mêmes, soit environ 1,5 et 1,3, respec- tivement, de sorte qu'ils ne peuvent être séparés par gravité, on a fait un mélange de ces charbons ayant une dimension de particules inférieure à 1675 microns et on a effectué une séparation pratiquement complète des deux charbons en les faisant passer entre trois paires successives d'électrodes.
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Cette façon de procéder est représentée sur la figure 4 où le mélange venant d'une trémie 27 arrive sur une élec- trode transporteuse tournante 28 de polarité négative, de façon à tomber dans un champ créé par une électrode 29 située à distance, de polarité opposée. Avec une différence de tension sensiblement unidirectionnelle entre les élec- trodes et avec une polarité négative de l'électrode trans- porteuse 28, le charbon bitumineux est attiré et l'anthracite repoussé, conformément aux principes indiqués plus ha ut.
Dans .le nettoyage de certains charbons, lorsqu'il est bon de nettoyer séparément par voie électrostatique les fines et les particules de plus grandes dimensions, on a constaté qu'il est bon d'effectuer d'abord la séparation du charbon en parties classées par dimension, par le procédé mécanique décrit ci-dessus. Toutefois, pour beaucoup d'autres charbons, on a constaté qu'il est bon, non seulement declas- ser les charbons, mais encore de nettoyer simultanément les particules plus fines (d'environ - 385 microns) qui peuvent.. être ainsi retirées avantageusement du système de nettoyage étant donné les dangers d'explosion qu'elles présentent dans un nettoyage à sec.
Ce classement et ce nettoyage simultanés du char- bon peuvent se faire en profitant des caractéristiques de re- versibilité ci-dessus décrites du charbon et des minéraux à cendres et on voit sur la figure 5 un appareil convenant dans ce but, comportant une trémie d'alimentation 30 d'où le charbon sort par une ouverture à 'registre de réglage 31, d'un type connu quelconque, et se dépose en couche mince sur la périphérie d'une électrode transporteuse tournante 32, d'on il est déchargé sous l'action'de la force centrifuge et de la gravité dans un champ électrostatique compris entre l'é- lectrode 2 et une électrode 33 chargée, située à distance, de polarité opposée.
L'électrode 32 est à polarité négative
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et l'électrode positive'53 est maintenue à une différence de tension, par rapport à cellee-ci, d'environ 3.000 volts, par un redresseur connu quelconque 34 servant à donner une tension unidirectionnelle. En 35, se trouve une deuxième électrode dont le centre est dans le même plan horizontal que le centre de l'électrode 32, et l'électrode 35 a une polarité positive et une différence de potentiel par rapport à l'électrode 32 d'environ 7.000 volts, maintenue par un redresseur distinct 36 de tension unidirectionnelle d'un type connu quelconque.
L'électrode 33 est placée de préférence de façon que la ligne réunissant les centresdes électrodes 32, 33, fasse un angle d'environ 30 avec le plan horizontal. L'électrode 32 peut a- voir un diamètre de 75 mm ou plus et une vitesse périphérique de 30 à 140 mètres par minute suivant la nature des matières.
Les électrodes 33 et 35 peuvent avoir des diamètres d'environ 18 mm et leur surface être placée, par exemple, à 35 mm des surfaces des électrodes transporteuses, suivant les tensions appliquées et la nature et la dimension des matières traitées.
L'électrode 33 est utilisée pour charger au préalable les matières, tandis que l'électrode 35 sert à les classer et les séparer sélectivement de sorte que, dans le nettoyage des charbons bitumineux, les minéraux à cendres de petites dimensions sont repoussés, avec les particules plus grosses et plus lourdes de charbon, au delà du diviseur réglable nabituel 37, tandis que les particules plus fines de charbon pauvre en cendres sont attirées en arrière du diviseur, comme cela est représenté en séparant ainsi 20 à 40% de charbon comme produit propre à faible teneur en minéraux donnant des cendres en supprimant en même temps le danger d'explosion dans le nettoyage ultérieur des ingrédients repoussés.
Des essais représentatifs faits sur des échantillons de charbon bitumineux par le procédé ci-dessus et avec l'appareil représenté sur la figure 5, ont donné les chiffres ci-dessous,
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qui montrent que de 22,4 à 37% en poids du charoon à nettoyer sont enlevés sous orme de fines avec une teneur en cendres allant de 1,9 à 5%, suivant le type particulier de charbon.
On notera également qu'une proportion atteignant 82,9 à 90,6% des cendres est; contenue dans les particules de plus grandes dimensions nécessitant une nouvelle séparation électrostatique.
Ces particules de plus grandes dimensions ne contiennent pra- tiquement pas des particules de charbon plus petites qui don- nent lieu au danger a'explosion. On a classé ces échantillons de différents cnarbons et on les a séparés suivant une di- mension de particules d'environ 390 microns, avec une charge négative sur l'électrode transporteuse.
Dans chaque échantil- lon, le poids de la charge initiale de charbon dépoussiéré est pris comme étant de 100% avec la teneur initiale en cendres telle que notée :
Echantillon N 1- 9,3% de cendres
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<tb> Produit <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> % <SEP> de <SEP> cendres <SEP> Unités <SEP> de <SEP> % <SEP> de <SEP> cen-
<tb>
<tb> cendres <SEP> dres <SEP> totales
<tb>
<tb> Fines <SEP> classées <SEP> 37,0 <SEP> 4,30 <SEP> 1,591 <SEP> 17,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Produit <SEP> gros <SEP> classé <SEP> 63,0 <SEP> 12,20 <SEP> 7,686 <SEP> 82,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> 100,0 <SEP> 9,27 <SEP> 9,277 <SEP> 100,0
<tb>
Echantillon N 2 - 4,9% de cendres
EMI14.2
<tb> Fines <SEP> classées <SEP> 24,2 <SEP> 1,90 <SEP> 0,459 <SEP> 9,4
<tb>
<tb> Produit <SEP> gros <SEP> classé <SEP> 75,8 <SEP> 5,86 <SEP> 4,
441 <SEP> 90.6
<tb> Total <SEP> 100,0 <SEP> 4,90 <SEP> 4,900 <SEP> 100,0
<tb>
Echantillon N 3 - 11,0% de cendres
EMI14.3
<tb> Fines <SEP> classées <SEP> 34,3 <SEP> 5,00 <SEP> 1,715 <SEP> 15,7
<tb>
EMI14.4
Produit gros classé 65,7 14.03 Jg± 84.3
EMI14.5
<tb> Total <SEP> 100,0 <SEP> 11,03 <SEP> 10,932 <SEP> 100,0
<tb>
Echantillon N 4 - 9 % de cendres
EMI14.6
<tb> Fines <SEP> classées <SEP> 31,2 <SEP> 4,04 <SEP> 1,260 <SEP> 14,1
<tb>
<tb> Proauit <SEP> gros <SEP> classé <SEP> 68,8 <SEP> 11,17 <SEP> 7,684 <SEP> 85,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> 100,C <SEP> 8,94 <SEP> 8,944 <SEP> 100,0
<tb>
EMI14.7
La l'igu-re 6 représente sôhéraatiquement une des combinai- son.j 0:
1 le... 1 G,) c (-' -*LIS DCI'M,-' , -l-, 1j ' t .LJ1Z.1-
<Desc/Clms Page number 15>
cation'de l'invention au traitement, en quantités industriel- les, d'un type de charbon bitumineux dont, le poids est pris comme étant de 100% à une teneur en cendres de 1C,3%.
On voit que, prmi .la série de systèmes d'électro- des tels que décrits ci-dessus et représentés sur la figure 5, .es deux premières électrodes transporteuses -tournantes 38 et 39, sont chargées négativement tandis que les deux élec- trodes opposées à cnacune d'elles sont chargées positivement.
Le charbon chargé en tête ou primitif de - 2.810 + 150 microns et contenant 10,3% de cendres, arfive par une trémie 40a sur l'électrode transporteuse 38 tandis que le produit séparé qui est attiré à l'arrière du diviseur ne contient que 3,54% de cendres et 93,68% de ce produit est de dimension inférieure à 775 microns.
Un essai de tamisage de ce produit a donné en dimensions et en poids les résultats suivants :
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<tb> + <SEP> 2.810 <SEP> microns <SEP> 0,00 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> + <SEP> I.675 <SEP> microns <SEP> 0,00 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> + <SEP> 775 <SEP> microns <SEP> 6,32 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> + <SEP> 387 <SEP> microns <SEP> 54,03 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> + <SEP> 194 <SEP> microns <SEP> 36,14 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> + <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 2,63 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> - <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 0,88 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Les particules de grandes dimensions qui sont repoussées en avant du diviseur et contiennent la plus grande partie des minéraux à cendres sont alors soumises à un traitement sur la deuxième électrode tournante ,
ou s'effectue une nouvelle séparation et un nouveau classement, en attirant un deuxième produit qui ne contient que 3,5% de cendres et dont 65, 51% en poids ont des dimensions inférieures à 775 microns. Un essai de tamisage de ce produit a donné en dimensions et en poids les résultats suivants:
EMI15.2
<tb> + <SEP> 2. <SEP> 810 <SEP> microns <SEP> 0,00% <SEP> en <SEP> poids
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<tb> + <SEP> 1.675 <SEP> microns <SEP> 1,36 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb> + <SEP> 775 <SEP> microns <SEP> 33,13 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> + <SEP> 387 <SEP> microns <SEP> 55,68 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 194 <SEP> microns <SEP> 13,10 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 1,11 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 0,62 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
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Dans ces deux traitements sur des électrodes, 23 % en poids du produit amené est retiré sous forme de cnaroon propre de petite dimension, ne contenant que 6,
52 % de cendres. Les particules plus grosses, repoussées par l'électrode 39,conte- nant la plus grande partie des cendres, sont alors soumises à un traitement sur une troisième électrode 40 ayant une charge de polarité inverse ou positive qui tend à attirer les cendres en arrière du diviseur, comme le montre le fait que le produit contient 40,46 % de cendres . Le classement simul- tané est constaté par le fait que 77,74 % en poids de ce produi-c sont de dimension inférieure à 775 microns.
Un essai de tamisage de ce produit a donné, en poids et en dimensions, les résultats suivants :
EMI16.1
<tb> + <SEP> 2.810 <SEP> microns <SEP> 0,00 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 1.675 <SEP> microns <SEP> 2,44 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 775 <SEP> microns <SEP> 19,82 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 387 <SEP> microns <SEP> 52,74 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 194 <SEP> microns <SEP> 21,34 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 2,44 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 1,22 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
Les particules de grandes dimensions repoussées par l'élec- trode 40 viennent alors sur une deuxième électrode transpor- teuse 41,
chargée positivement, par laquelle un quatrième produit est attiré, contenant 24,5 % de cendres et dont 43,15% en poids sont de dimension inférieure à 775 microns du fait de la continuation du classement. Un essai de tamisage de ce produit a donné, en dimensions et en poids, les résultats suivants :
EMI16.2
<tb> + <SEP> 2.810 <SEP> microns <SEP> 0,00 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 1.675 <SEP> microns <SEP> 9,24 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 775 <SEP> microns <SEP> 47,25 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 387 <SEP> microns <SEP> 37,14 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 194 <SEP> microns <SEP> 5 <SEP> 72 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> + <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 0,44 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 0,21 <SEP> en <SEP> poids
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Le produit plus gros repoussé par l'électrode 41 et s'élevant à 63,1 en poids, contient 8,2% de cendres et 90,
6% en poids de ce produit gros ont une dimension supérieure à 775 microns. En combinant les premier et deuxième produits attirés
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sur les électrodes 38 et 39 respectivement avec le produit gros repoussé à l'électrode 41, on obtient un produit final @ représentant 86,1 % du charbon total nettoyé et ne contenant que 6,94 % de cendres., En combinant les troisième et quatriè- me produite attirés aux. électrodes 40 et 41; respectivement, on obtient un résidu s'élevant à 13,9% en poids du total et contenant 31,7% *de cendres.
En conséquence, ce traitement à quatre électrodes a donné 86,1 % du charbon primitif à 6,94% de cendres, au lieu de la teneur primitive en cendres de 10,3%.
D'autres essais analogues sur différents charbons ont'donné , un charbon nettoyé contenant de 4,5 à 5 % de cendres et atteignant 85 à 94% du poids-primitif.
Cependant avec certains charbons, on a constaté qu'il est bon de nettoyer d'abord électrostatiquement le charbon brut, ce qui donne le tonnage maximum de charbon nettoyé à la teneur en cendres désirée, de broyer alors de nouveau, les résidus bruts et de les nettoyer de nouveau afin de récupérer le maximum de charbon propre pour le minimum de capital et frais d'exploitation.
La figure 7 représente un schéma, de circulation type et des appareils pour le nettoyage selon l'invention de charbon bitumineux -9,5 mm à 10,75% de,cendres, ce traite- ment étant complété par un nettoyage pneumatique. On sèche d'abord le charbon en 51 jusqu'à une teneur en humidité d'en- viron 3% afin d'envoyer à l'installation de nettoyage pneuma- -ique dû charbon d'humidité uniforme.
Après ce séchage, on retire du poussier en 52, le charbon est classé mécaniquement en 53 comme cela est représenté sur, la figure 1 en donnant deux dimensions, l'une +2.800 microns en 54 qui est nettoyée pneumatiquement en 55 et l'autre -2.800 microns,en 56, qui est nettoyée électrastatiquement en même temps que ,le poussier sort en;±. Les produits de -à.800 microns sent
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de nouveau séchés superficiellement en 58 (le poussier va en 60) et soumis à une première séparation électrostatique en 59 (comme expliqué au sujet des figures 3 et 5) dans laquelle la plus grande partie des schistes et autres déchets sont repoussés dans le circuit du schiste en 61 et le charbon concentré est amené au circuit du charbon en 62.
Ces deux produits sont de nouveau classés et nettoyés électrostatique- ment en 63 et 64 respectivement comme expliqué au sujet des figures 3 et 5) , de sorte que les produits fins ont une teneur en charbon beaucoup plus élevée et une teneur en cendres beaucoup faible que les produits plus gros. Dans le circuit du charbon, les produits fins sortent en 65 sous forme de charbon propre (13,4%) contenant 1,3% de cendres, tandis que les produits gros sortant en 66 sont soumis à une nouvelle séparation électrostatique en 67 (comme expliqué au sujet des figures 3 et 5) en donnant en 68 un premier concentré contenant 1,5% de canares (8,1 tonnes) et les rési- dus de cette opération vont en 69 au traitement de nettoyage pneu matique 55.
Dans le circuit des schistes, le produit est d'a- bord classé électrostatiquement en 63, comme expliqué ci-des- sus au sujet des figures 3 et 5) ce qui donne en 70 un produit fin à beaucoup plus faible teneur en cendres que le produit gros qui est envoyé en 71 à l'opération de net- toyage pneumatique en 55.
Le produit fin est ensuite soumis en 72 à une nouvelle séparation électrostatique du genre décrit au sujet de la figure 6, dans laquelle le produit amené initialement est d'abord soumis à l'action d'une élec- trode transporteuse mise à la terre, chargée négativement et donnant un charbon propre et un résidu brut lequel est ensuite soumis à l'action d'électrodes transporteuses, à
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charge positive, par lesquelles le charbon propre est re- poussé et le résidu attiré, ce qui donne du charbon propre en 73, des produits moyens en 74 et des déchets, le charbon propre contenant 5,5% de cendres (7,8%). Les produits moyens contenant 26,8% de cendres (5,6%) sont ramenés en tête du circuit des schistes en 61 pour y être nettoyés de nouveau et les résidus sont rejetés en 76.
En supposant, comme on a trouvé que cela était courant en pratique, qu'environ 50% du produit moyen est récupéré en 77, sous forme de charbon contenant 15,8% (4,7%) on le recombine avec le charbon pro- pre, en même temps qu'avec un produit de récupération analo- gue provenant des produits moyens du traitement pneumatique 55. Celui-ci donne en 78 du charbon propre à 4,0% de cendres (20,1%) allant en 81, des résidus 80 et des produits moyens 79, soumis en 83 à un second nettoyage pneumatique, lequel donne encore du charbon propre 84, allant en 83, des résidus 86 et des produits moyens 85 se réunissant avec les autres en 77. Tous les résidus, 14,6% à 46,35% de cendres, sont rejetés ensemble en 76.
En procédant de cette façon, on enlève électros- tatiquement en 65, 68 et 73 29,3% en poids sous forme de charbon propre contenant 2,4% de'cendres et on retire en 81 et 82, 45,7% de charbon propre des produits gros, par nettoyage pneumatique, produit contenant 4,44% de cendres.
On combine le poussier, retiré en 52, 57 et 60 dans chaque opération, avec le charnon propre, ce qui donne, en 87, 80,7% en poids à 4,5% de teneur en cendres. En supposant en 77 une récupération'de 50% en poids de pro- duits moyens, comme indiqué, contenant 15,8% de cendres, on recueille au total en 88, 85,4% de charbon propre conte- nant 5,1% de cendres.
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Pour certains charbons, on a constaté qu'il est avantageux de nettoyer les produits moyens, obtenus pneu- matiquement, par voie électrostatique et, pour certains autres charbons, on a constaté qu'il est avantageux de net- toyer par voie pneumatique les produits moyens obtenus élec- trostatiquement pour la raison que, alors que les produits moyens obtenus pneumatiquenent peuvent avoir la même densité, il y a souvent une différence considérable dans la suscep- tibilité électrostatique. De même, des produits moyens obtenus électrostatiquement, qui ont environ la même sus- ceptibilité électrostatique, peuvent présenter une diffé- rence considérable de densité entre le charbon et les impu- retés et, par suite, on peut continuer à les nettoyer plus économiquement par voie pneumatique que par voie électros- tatique.
On peut établir ces schémas de circulation ana- logue pour le nettoyage de charbons, par comoinaison du pro- cédé et de l'appareil éledtrostatiques avec des procédés connus comportant l'utilisation de cônes Chance ou Mondez ou organes analogues, de cribles a secousses, de oispositifs dans lesquels certains produits tombent et d'autres flottent, de tables numides et d'appareils de flottation.
On remarquera que le procédé et l'appareil selon l'invention utilisent les principes ci-dessus, à savoir que les cendres du charbon sont en général "négatives-réversi- oles" ou repoussées par une électrode transporteuse négative, que les charbons bitumineux sont en général "positifs-réver- sibles" ou repoussés par une électrode transporteuse chargée positivement et vice versa et que les anthracites en général ne sont pas affectés par les polarités relatives des élec- trodes, en vue de séparer des proportions sensibles de char- bon propre ou des proportions sensibles de cendres, pour obtenir finalement un produit à teneur élevée en charbon propre.
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Dans la mise en pratique de l'invention, on a pu, pour certains charbons utiliser une seule électrode chargée en face de chaque électrode transporteuse, tandis que pour d'autres charbons, on a trouvé qu'il est bon d'utiliser deux électrodes chargées comme on lta dit ci-dessus au sujet des figures 5 et 6 et, en ce cas, il est préférable d'utiliser une source distincte de tension unidirectionnelle pour chaque électrode chargée, comme cela est représenté, de manière à obtenir des potentiels et des polarités différents, avec un réglage par rhéostat. Les électrodes chargées 33 et 35 tournent de préférence sur des supports appropriés et elles sont munies de dispositifs de nettoyage ou d'essuyage 33a et 35a.
Bien que l'on ait indiqué à titre d'exemple diffé- rents détails de fonctionnement qui ont été utilisés avec succès, tels que la vitesse, la dimension, l'écartement et les tensions des électrodes, il est bien entendu que ces valeurs de réglage opératoires peuvent varier suivant que varient les différents facteurs tels que la nature, la conductivité et la dimension des particules de matière et des facteurs analogues.
Ainsi, il peut être nécessaire de modi- fier la vitesse de l'électrode transporteuse ainsi que l'es- pacement et l'élévation relatifs des électrodes pour se con- former à la variation de la dimension des particules des ma- tières à traiter, tandis que des variations dans la conduc- tigité des matières peut obliger à modifier l'intensité du champ électrostatique obtenu, en modifiant soit la distance entre les électrodes, soit la tension appliquée, soit les deux. Toutefois ces réglages peuvent être facilement déter- minés par l'observation et l'analyse des résultats et on peut les modifier et les coordonner pour les adapter à chaque application particulière, comme cela est bien connu dans la partie.
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On voit donc que l'invention procure les résultats désirés et bien qu'elle ait été décrite en donnant les détails de formes de réalisation préférées, il est bien entendu que ceci n'a été donné qu'à titre explicatif et non limitatif et que les personnes du métier peuvent y apporter de nombreu- ses modifications tout en restant dans le cadre de l'inven- tion.