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PROCEDE POUR LA GRANULATION DES MATIERES FINES.
La présente invention est relative.à un procédé pour la granula- tion des matières fines.
Dans beaucoup dindustries, le besoin existe de transformer une matière fine ou pulvérulente en grains plus ou moins réguliers, par exemple en petits tronçons de cylindre, de façon à donner de la porosité à la matiè- re et, dautre part, de supprimer les entraînements et les pertes lors des réactions et manipulations ou, simplement, par le vent lors des manutentions.
On s'est efforcé d'y parvenir par exemple en transformation la matière fine en pâte, par addition d'eau ou d'un autre liquide additionnés ou non d'un liant soluble, et en forçant cette pâte à travers des filières multiples, par exemple à travers une tôle perforée, s,oit au moyen d'un@mala- xeur qui propulse la pâte et la presse contre la tôle-perforée, soit au moyen de meules qui l'écrasent et la foulent à travers les trous dune aire perfo- rée. Ce système entraîne une grande consommation de force motrice et une ra- pide et coûteuse usure des organes mécaniques utilisés et, en particulier, des tôles perforées jouant filières multiples.
Le présent procédé permet de granuler des matières fines au moyen d'un appareillage simple consommant très peu de force motrice et subissant une usure quasi nulle. La consommation de force motrice peut être moins d'un demi KwH par tonne de matière granulée.
L'invention consiste à alimenter la matière fine, convenablement humectée et si nécessaire additionnée de liant sur un support perforé et à animer ce dernier, qui sera de préférence horizontal, de vibrations de haute fréquence, de telle manière que la matière se tasse en une pâte plastique dense et passe à travers les trous du support sous forme de petits cylindres substantiellement cylindriqueso La fréquence des vibrations imprimées au -\
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support dépendra de la teneur en humidité de la matière, de la nature de cel- le-ci,du diamètre des perforations du support, etc.
Il a été constaté par exemple que pour une blende de flottation d'une teneur moyenne en humidité et pour un diamètre d'environ 8 mm des per- forations du support, le meilleur résultat est obtenu au moyen de 2000 à 8000 environ de vibrations par minute, de préférence 6000 par minute.
De préférence, les vibrations auront une direction parallèle à la surface du support et elles agirant de préférence radialement, c'est-à-di- re successivement suivant tous les rayons partant du vibreur, mais peuvent aussi agir suivant une- ou plusieurs directions privilégiées imprimées de la périphérie du support
Il a été aussi constaté qu'on peut diminuer encore la, consomma- tion de force motrice et augmenter l'amplitude des vibrations, en disposant judicieusement autour du support perforé des ressorts ou autres dispositifs élastiques agissant en résonnance avec le vibreur, les ressorts ou analogues emmagasinant à chaque élongation dans leur sens, la force d'inertie du tamis et de la matière qui le charge; et la restituant pratiquement sans perte à l'élongation qui suit immédiatement en sens inverse.
Les petits cylindres qui passent à travers les perforations du support ont un diamètre plus petit que le diamètre des perforations. Ils peuvent se rompre en cylindres plus petits par leur propre poids ou bien on peut les rompre, par des moyens spéciaux mentionnés ci-après. Ils sont re- cueillis sur un dispositif adéquat, par exemple sur le ruban d'un transpor- teur.
Le mouvement vibratoire peut être communiqué au tamis par n'im- porte quel moyen par exemple par des vibreurs électroniques, électromagnéti- ques, pneumatiques ou mécaniques. Un moyen simple et bien connu en soi est l'arbre balourdé tournant au nombre de tours voulu.
Les dessins ci-joints montrent à titre exemplatif et non limi- tatif un certain nombre de réalisations pratiques du principe de l'invention.
Les figs. 1 et 2 montrent respectivement en élévation et en plan (le long de la ligne X-Y de la fig. 1) un tamis 1 à rebord retourné vers le haut 11 et suspendu librement aux quatre coins par quatre câbles souples 2.
Ce tamis horizontal 1 pourrait être suspendu d'une autre manière, par exemple au moyen de ressorts. Le tamis 1 supporte une charge de matière 12. Deux butées 3 avec dispositifs élastiques 4 sont prévues de chaque côté de la plaque 1. Les éléments 4 peuvent être par exemple du caoutchouc très résis- tant comme celui utilisé dans la suspension des carrosseries et des moteurs d'auto et connu dans l'industrie sous le nom de "silent-block". Lorsque le tamis vibre, les blocs élastiques vibrent synchroniquement.
Un axe vertical 5 passant par un évidement 36 est fixé par quatre paliers 6 et est balourdé par deux balourds 7 symétriques par rapport au plan horizontal passant par le centre de gravité du tamis et de sa charge, de façon à susciter des impulsions vibratoires dans ledit plan -et parallèlement audit plan lorsque l'axe est entraîné à grande vitesse par la poulie 8, la courroie 9 et le moteur 10, à axe vertical. L'axe 5 tournera par exemple à 6000 tours/minute. L'amplitude des vibrations sera de 0,01 à 0,50 mm.
Les figs. 3 et 4 montrent une autre réalisation du même prin- cipe. Le tamis rond 1 à rebord 11 et chargé de matière 12 est suspendu li- brement à quatre câbles 2 souples et non élastiques. L'axe vertical 5 balour- dé en 7 et tournant à grande vitesse est contenu dans une gaine 13. L'axe est actionné par le moteur fixe 10 placé sur le support fixe 14 et par la transmission souple par câble 15. La gaine 13 est fixée rigidement grâce à des blocs 16, soudés par exemple dans le tube 17 lui-même soudé solidement et au tamis 1 qu'il entraîne dans son mouvement vibratoire qui s'exerce succes- sivement selon chacun des rayons lorsque l'axe balourde 5 tourne dans la gaine 13.
Dans le- mode de construction montré dans la fige 3, on n'a pas
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montré de dispositif élastique autour du tamis. On pourrait toutefois pré- voir ces dispositifs élastiques.
Fig. 5 montre, en élévation, une troisième réalisation de l'in- vention. Un tamis rectangulaire ou carré 1 à rebord 11, charge de matière 12 est suspendu à 4 câbles souples non-élastiques 2. Il est fixé en 18 au le- vier coudé 19 qui oscille autour de l'axe fixe 20 et porte à 1?extrémité de son deuxième bras une poulie balourdée 21 entraînée par courroie 22 par le moteur 10.
La poulie balourdée 21 imprime au levier coudé 19 des oscillations courtes et rapides que ce dernier transmet, en les amplifiant éventuellement, au tamis suspendu 1, quil attaque de préférence dans le plan horizontal pas- sant par le centre de gravité du tamis et de sa chargeo On peut, comme aux figs. 1 et 2 disposer une série de butées fixes 3 avec interposition de dis- positifs élastiques de résonnance 4, dont une seule est figurée à la fige 5.
On peut augmenter le rendement en donnant aux perforations de la plaque une forme tronconique, le plus grand diamètre se trouvant au-dessus. Cela faci- lite l'entrée de la matière'dans les perforations.
Il est également possible d'augmenter le rendement en augmentant l'épaisseur des matières sur le tamis. De préférence, la charge a une pro- fondeur de 25 à 50 cm. En choisissant la plus grande profondeur, on augmente la pression de la charge sur les perforations du tamis et de plus, la matière séjourne plus longtemps sur le tamis. De préférence, la matière séjournera sur le tamis de 2 1/2 à 3 minutes ou davantage. Lorsqu'elle est soumise aux vibrations pendant plus longtemps, la matière devient plus homogène, plus den- se et plus plastique.
Il est également possible de traiter d'abord la matière dans un appareil vibratoire à fond plein, avant de la charger dans le tamis vi- bratoire.
On peut établir une pression d'air ou de vapeur au-dessus du tamis, ou une dépression en-dessous du tamis pour augmenter le rendement.
On donne ci-après, à titre d'exemple, une application particu- lièrement intéressante qui peut en être faite à la granulation des blendes ou minerais de zinc sulfurés.
Actuellement, les blendes sont quasi universellement fournies aux usines à un degré de finesse extrême, du fait de leur broyage à la mine pour la concentration au moyen du procédé de flottation. Cette finesse est très gênante aussi bien au point de vue des opérations de manutention que des opérations de grillage sur soles, sur grilles ou par tout autre moyen, ainsi que pour les opérations de réduction. On a donc imaginé depuis long- temps des moyens de'granulation. La présente invention convient particuliè- rement bien pour réaliser éoonomiquement cette opération. Les figs. 6 et 7 représentent schématiquement cette opération. La fig. 6 est une vue schéma- tique en plan et la fig. 7 une vue, partielle seulement, en élévation.
Dans les dessins, 23 désigne une trémie contenant la blonde cruq. 24 est une trémie contenant des poussières sulfatées. 25 est un transporteur, 26 un mélangeur rotatif à sec, 27 un mélangeur humide dit pa- touillet, comportant deux arbres munis de palettes qui mélangent et tritu- rent la matière avec l'eau fournie en quantité dosée par le réservoir 28 et le robinet 29. Dans cette application, le liant est le sulfate de zinc et les oxysulfates de zinc qui cristallisent à la température ambiante en fi- xant une quantité considérable d'eau. On constituera par exemple un mélange bien homogène avec 100 Kg de blende crue et 10 à 15 Kg de poussières sulfa- tées de chambres à poussières ou de Cottrell provenant du grillage de la blende et titrant 8 à 12% de S combiné sous forme de sulfate.
Ce mélange rendu bien homogène dans les mélangeurs 26 sera ensuite additionné d'eau dans le patouillet 27 de façon que le mélange contienne au total 7 à 12% d'eau, selon la nature de la blende à traiter.
Cette matière est déversée sur le tamis vibrant 1 décrit en se
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reportant aux figs. 1 et 2. La matière vibrée passe par les trous du tamis - et se dépose en forme de vermicelle fragmentésur le séchoir continu 30. Ce séchoir est constitué par un tamis continu qui passe entre une boite 31 ali- mentée en gaz chauds par un foyer 32 et un conduit 33.
Les fumées chaudes traversent la couche poreuse de petits cylin- dres de blende en les séchant et les durcissant et s'échappent avec la vapeur d'eau par les hottes 34. Les grains séchés tombent dans la trémie 35. Si l'utilisation à en faire 1-'exige, on peut les passer à un concasseur-granula- teur et les calibrer selon besoin. Le peu de fin produit par cette opération est renvoyé en-tête du dispositif et mélangé avec la blende crue et les pous- sières sulfatées.
Si l'on manquait de poussières de blende sulfatées, on les rem- placerait par de la blende grillée, de préférence fine, et on ajouterait un peu d9acide sulfurique à l'eau du réservoir 28, de façon à former le sulfate par réaction directe de l'acide sulfurique et de l'oxyde de zinc. Si, d'au- tre part, le "vermicelle" s'écoulant du tamis 1 était trop plastique et par suite trop long, on placerait sous ce tamis un dispositif de fragmentation constitué par exemple de fils très- tendus sur un cadre animé d'un mouvement oscillant rapide, ou un fil rotatif, ou une- palette rotative, ou une tôle vi- brante, ou tout dispositif analogue.