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PROCEDE DE PREPARATION PAR FLOTTATION AVEC.MOUSSE.
La présente invention est relative à un procédé de préparation par flottation,à l'aide d'une mousse, d'un produit quelconque, contenant des constituants qui présentent une aptitude différente au mouillage, notam- ment des minerais complexes, des schlamms de charbon et d'autres produits contenant du charbon.
Elle a pour but d'améliorer et de simplifier les procédés con- nus de flottation, en particulier dans le sens d'une réduction des quantités nécessaires d'agents de flottation, et de réduction des dimensions de l'appa- reillage.
Dans les procédés connus de flottation dans une mousse, on in- troduit dans les cellules de flottation les minéraux ou produits analogues, qu'il s'agit de séparer, sous la forme d'une suspension dans de l'eau, qui contient en général entre 100 et 300 g. de matières solides par litre, c'est- à-dire sous la forme de ce qu'on appelle le trouble de flottation, et on a- joute dans ces cellules des quantités déterminées d'agents variés de flotta- tion, à savoir des agents qui ont un effet d'agglomération, de production de mousse et de réglage ou régulation.
Par la forte agitation à l'aide de mécanismes agitateurs ou d'air, on brasse le trouble dans toute sa masse et en même temps on répartit de l'air dans toute cette masse, c'est-à-dire qu'on introduit par agitation ou soufflage des bulles d'air très fines.
La séparation est basée sur le fait que les réactifs de flotta- tion s'engagent avec les constituants divers de la matière, par exemple les minerais ou minéraux, dans des combinaisons par lesquelles le comportement dès-surfaces des particules à l'égard de l'eau et de l'air est influencé de façon différente, de telle sorte qu'il est possible de soulever et d'èxtraire
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à la surface du trouble dans la mousse certains constituants, ensemble, sé- parément ou les uns après les autres. On opère, en l'espèce, avec des quan- tités d'agents de flottation qui, par rapport à la quantité de trouble, sont relativement faibles, par exemple avec une addition qui, souvent, n'est que de 200 à 300 g. d'agents de flottation pour 5 à 10 m3 de trouble.
Ceci a pour conséquence que l'effet des agents de flottation est très limité, parce qu'ils ne rencontrent, dans ces grandes masses de trouble, qu'avec plus ou moins de hasard, les minerais, minéraux ou produits analogues qu'il s'agit de rassembler. Leur effet est également affaibli par d'autres causes qui sont dues aux propriétés du trouble.
La possibilité, réalisable en soi, de remédier à ces inconvé- nients par un dosage plus abondant des agents de flottation entraine une augmentation de consommation de ces agents qui, le plus souvent, cesse d'e- tre économique. Un autre inconvénient des procédés connus consiste,en ce que, pour obtenir le résultat de séparation voulu, ils demandent un très 'grand nombre de cellules de flottation pour brasser sans cesse de part en part le trouble successivement, ce qui conduit à des installations coûteuses, de di- mensions relativement grandes.
La présente invention conduit à un procédé de flottation avec mousse qui permet, avec une consommation relativement faible en agent de flottation et, en outre, aussi un nombre plus réduit de cellules de flotta- tion, le cas échéant avec suppression complète de ces dernières, d'obtenir un résultat équivalent, et même, dans certaines circonstances, un résultat supérieur. Ce procédé est basé sur le fait que l'on réunit les matières premières à soumettre à la flottation aux réactifs de flottation de telle sorte qu'on obtienne une action impérative des réactifs sur les matières premières dont on part.
Ce procédé consiste en ce que, après qu'on a ajouté les réactifs de flottation aux masses à soumettre à la flottation, on sou- met le mélange du produit et des réactifs de flottation à un traitement de contrainte au cours duquel ils sont exposés à des différences de pression par rapport à la pression extérieure, et en ce que l'on sépare ensuite, suivant le principe de flottation avec mousse, en la soumettant à l'action de l'air, la masse traitée de cette manière ou le trouble préparé à partir de cette masse.
On utilise,de préférence, à cet effet, des cellules de flottation pneumatique. ll est particulièrement avantageux d'exposer les mélanges à sé- parer, qui se présentent sous la forme de grains très fins, au traitement de contrainte dans un état où ils sont à même de couler, c'est-à-dire sous la forme de troubles plus ou moins épais et de les exposer sous cette forme soit à des différences de pression statique dans des récipients, de préfé- rence en même temps qu'on leur imprime un mouvement de secousse ou d'agita- tion, ou bien, d'une manière encore plus avantageuse, en les refoulant sous pression à travers des orifices de faible section, par exemple des fentes, des buses ou des ouvertures analogues.
Dans le cas de masses contenant moins d'eau, et se présentant, par exemple, sous la forme de masses qui se brisent en morceaux ou qui sont à l'état pâteux, le traitement de contrainte peut également consister en un pétrissage intime dans des mécanismes de pétrissa- ge, des pompes mélangeuses, des pompes de trituration ou des machines anale- gues. Dans ce cas, il faut ajouter au mélange, ultérieurement dans des mé= canismes agitateurs ou dans les cellules mêmes de flottation, la quantité d'eau nécessaire.
La pression qui se produit dans ce traitement, et qui peut aussi être éventuellement une dépression, provoqué avec certitude une liaison en- - tre les minéraux ou produits analogues qu'il s'agit de réunir et les agents de flottation, ou une séparation de la gaine d'eau d'avec les surfaces.
Au lieu d'accomplir le traitement de contrainte de la manière décrite, on peut aussi y procéder en projetant le mélange qui se présente sous la forme d'un trouble contre des plaques de choc. Cette opération peut également être combinée avec le refoulement sous pression à travers des
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orifices de faible section pour servir de phase suivante améliorant encore l'effet du premier traitement.
Il peut être avantageux de réchauffer les agents de flottation ou le trouble ou encore les uns et les autres avant le traitement de con- trainte.
Il suffit simplement de traiter encore par l'air, de la ma-' nière habituelle, le produit qui a subi le traitement ci-dessus décrit pour permettre sa séparation, d'une part en produit concentré montant avec la mousse, et, d'autre part, en stériles ou déchets. ,
En général, on procède au traitement de contrainte avant l'in- troduction du produit dans les cellules de flottation. Hais il est également possible de le combiner directement avec cette dernière par introduction du trouble sous pression à travers des orifices de faible section dans les cellules. Ceci peut également s'effectuer, par exemple, suivant une direc- tion axiale par l'agitateur, et en-dessous de ce dernier on peut prévoir, par exemple, un dispositif qui fonctionne suivant le principe d'un broyeur désintégrateur.
Un mode d'exécution particulier du procédé selon l'invention consiste à mélanger, dès le traitement de contrainte ; mélange, composé du produit à soumettre à la flottation et des réactifs de flottation, en dehors des réactifs, des matières ayant la consistance de l'air ou gazeuses ou encore des substances gazeuses qui agissent par elles-mêmes comme des réactifs et mises en oeuvre à l'état très finement divisé.
Dans ce cas, on produit, dès le traitement de contrainte, une mousse contenant le produit concentré, de sorte qu'il devient possible de supprimer éventuellement d'une manière générale un traitement ultérieur ayant pour but la séparation, et de conduire simplement le troubla, soumis au traitement de contrainte de cette manière avec brassage simultané par de l'air, dans des récipients servant à le recueillir et à la surface des- quels on retire directement-les produits concentrés, à l'aide de disposi- tifs appropriés d'écumage, comme par exemple des dispositifs râclant la mousse, des mécanismes à godets pour la mousse, des bandes transporteuses extractrices ou des dispositifsanalogues.
Ce qui est particulièrement avantageux pour l'addition simul- tanée, par mélange d'air au cours du traitement de contrainte, c'est une exécution de ce traitement de la masse, qui, dans ce cas, est, de préféren- ce, relativement plus riche en eau, à l'aide de broyeurs désintégrateurs du .type connu sous le nom de broyeurs Pallmann ou de pompes ou appareils fonctionnant d'une façon correspondante munis de buses de refoulement sous pression. Lors de l'utilisation de dispositifsde ce genre, il se forme im- médiatement une mousse de flottation qui exerce un effet de portance, et les produits concentrés sont soulevés directement dans la mousse dès que le trouble est sorti de la machine.
On a observé que, de cette façon, un charbon, par exemple, qu'il est à peine possible de traiter par flottation suivant les autres procédés pas.se, avec utilisation d'une faible quantité d'agents de flottation, immé- diatement dans le produit concentré de la mousse et que, lors d'une répéti- tion une à deux fois seulement du traitement sur les déchets, on a éliminé des stériles purs.
Eventuellement, il peut suffire d'un traitement unique sous pression dans un broyeur désintégrateur du type précité pour la séparation de la totalité du charbon à récupérer ou du produit analogue sous la forme d'un produit concentré dans la mousse, de telle sorte qu'il est simplement nécessaire de conduire le produit ainsi traité dans un récipient de stabili- sation et d'écrémer le produit concentré dans la mousse qui monte.
Un avantage particulier de cette façon d'opérer consiste, en outre, en ce que, dans le broyeur désintégrateur, il se produit, en même temps que le traitement de contrainte, une attaque du produit qu'il s'agit
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de soumettre au traitement.
Il peut être avantageux de laisser le trouble traité venir heurter la surface d'un liquide. Ceci permet éventuellement de supprimer complètement les cellules de flottation et de n'utiliser ces dernières que pour récolter ultérieurement dans le trouble des constituants résiduels de. valeur.
En dehors de ce qui a été décrit ci-dessus, le procédé selon l'invention présente un autre avantage d'une importance fondamentale qui est basé sur l'accomplissement parfait, obtenu par ce moyen, de l'opération d'hu- mectation.
Il est désormais possible d'utiliser à cet effet, à la place des réactifs de flottation relativement coûteux dont on se sert dans les procédés de flottation, des substances bitumineuses de valeur inférieure dont on dispose en quantités beaucoup plus grandes, comme des hydrocarbures distillant à température élevée et à point de congélation élevé, des huiles lourdes et même du goudron, du brai, des résidus de distillation et des pro- duits analogues qui tous constituent des matières qui normalement ne four- nissent pas de mousse dans la flottation.
Lorsque, suivant une caractéristique particulière du procédé selon l'invention,on opère à des températures élevées en conséquence, on peut également se servir de substances bitumineuses qui ne sont pas liqui- des à la température normale.
Le procédé suivant l'invention permet, même quand on utilise comme agents de flottation les substances de moindre valeur précitées et par simple insufflation d'air dans le trouble, insufflation qui peut suivre le traitement de contrainte, ou qui peut aussi, d'une manière avantageuse, ê- tre effectuée en même temps que ce traitement, obtenir un effet parfait de flottation et une séparation excellente.
Dans le cas où on opère l'insuffla- tion d'air dans la même machine que celle dans laquelle on a effectué le traitement préalable, par exemple un broyeur désintégrateur du type connu sous le nom de broyeur Pallmann, il suffit simplement d'introduire le trou- ble dans des dispositifs appropriés, tels que des machines de flottation, des mécanismes agitateurs ou encore simplement des récipients de stabili- sation et d'enlever par écrémage dans ces derniers le produit concentré. Le cas échéant, on peut encore procéder dans ces dispositifs à un traitement supplémentaire par l'air ou même procéder dans ces dispositifs au traite- ment par l'air d'une manière générale.
Le fait qu'il soit possible d'utiliser avec le nouveau procédé des huiles de valeur inférieure et des produits analogues comme agents de flottation,au lieu des huiles spéciales et réactifs d'un prix élevé, et avec enrobage complet des particules, qui doivent être montées jusque dans le produit concentré, avec une pellicule d'huile, a pour conséquence que, désormais, le principe de la flottation est applicable également aux pro- duits relativement grossiers dont les constituants purs ne peuvent être mon tés jusque dans la masse des concentrés à l'aide des agents connus de flottation. On a constaté que les particules de ce genre d'un produit trai- té selon la présente invention montent également et sans diff iculté en flot- tant.
L'extension obtenue de cette façon pour les applications possibles de la préparation à l'aide d'une couche de mousse constitue en elle-même un progrès d'une grande importance.
Les produits de concentration préalable à teneur élevée en eau @ et dont la teneur en cendres est influencée, comme dans tout procédé de flottation, par une proportion de particules de stériles sous une forme très finement divisée et très dispersées qui y est contenue, peuvent être séparées de ces stériles très fins d'une manière très simple avec élimina- tion simultanée de l'eau, par filtration ou centrifugation, opération au cours de laquelle les très fines particules de stériles qui ne sont pas re- couvertes d'une pellicule d'huile passent très volontiers à travers les ou- vertures du tamis et.sont -séparées, tandis que dans le cas, par exemple.- de
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charbon, les particules de charbon les plus fines s'agglomèrent et res- tent, par conséquent,
dans la masse des concentrés sans passer.à travers les toiles des tamis dans les fibres ou centrifugeuses. Un tel mode d'éli- mination de l'eau ne peut être réalisé, ainsi que le montre l'expérience, avec les masses concentrées normales obtenues par flottation; il n'est au contraire, réalisable que par le traitement de contrainte d'un genre nouveau appliqué au produit avec l'agent de flottation.
Dans le cas de son application à la préparation du charbon, le procédé selon la présente invention offre d'autres avantages particuliers, surtout dans le cas de catégories de charbon qui ne sont pas cokéfiables.
On a constaté que la masse de charbon concentré obtenue, dont les particu- les sont revêtues d'une manière parfaite d'hydrocarbures, peut directement être transformée en briquettes, éventuellement sans addition supplémentaire d'un liant et aussi sans séchage. L'eau contenue dans la masse concentrée ne gêne pas en l'espèce, parce qu'elle n'humecte pas les particules proté- gées par le revêtement ou enrobage- d'huile.
On peut de même utiliser la masse concentrée comme support de liant en mélange avec du charbon à briquettes de plus gros calibre.
Les produits concentrés relativement plus pauvres en cendres, contenant de l'huile et obtenus par le procédé selon la présente invention, peuvent être utilisés avec un avantage particulier à la fabrication de varié- tés de coke peu réactif.
Une application possible particulièrement intéressante du pro- cédé selon l'invention est celle de la préparation de charbon de très grande pureté, application dans laquelle on opère de façon à n'ajouter qu'une très faible quantité supplémentaire d'huile et de réactifs. De ce fait, ce ne sont.¯que de faibles quantités des constituants les plus purs qui montent ,dans le bain de flottation, ces constituants subissant ensuite par une flot- tation répétée, éventuellement après un broyage intermédiaire, un enrichis- sement conduisant à des masses concentrées de très grande pureté.
Bien entendu, il est, en outre, possible, naturellement, de pro- céder également à une répétition du traitement qu'on fait subir aux masses concentrées qu'on obtient chaque fois dans la première phase, que ce soit dans des cellules de flottation ou en leur faisant subir en même temps le traitement de contrainte. Ceci doit être envisagé en particulier pour la préparation de masses concentrées pures à partir de schlamms de charbon très impur, parce que, par ce moyen, on provoque rapidement la séparation des ar- giles qui gênent la flottation et que les masses concentrées pauvres en ar- gile ou exemptes d'argile peuvent ensuite être soumises sans difficulté à la continuation de l'épuration par flottation.
BESUNE.
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