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PROCEDE D'OBTENTION DE PRODUITS DE GRANDE VALEUR A PARTIR DE TOUT-VENANT
CONTENANT DU CHARBON OU DU LIGNITE.
La présente invention est relative à un procédé d'élimination des cendres et de l'eau dans un produit tout-venant contenant du charbon ou du li- gnite, et elle constitue un perfectionnement du procédé connu consistant, dans son principe, en ce que l'on mélange intimement, jusqu'à l'obtention de l'hu- mectation sur toute la surface de ses particules, du¯produit tout-venant, ame- né à l'état de grains très fins, avec de l'huile, des goudrons, des substances bitumineuses et des substances analogues, et en ce qu'on disperse ce produit en même temps dans l'eau, à la suite de quoi on sépare cette dispersion par voie mécanique, avec déshydratation simultanée du produit concentré, en ce der- nier produit concentré et en l'eau résiduelle contenant des stériles.
L'efficacité du procédé dépend d'une manière décisive de l'obten- tion d'une humectation aussi complète que possible, c'est-à-dire du recouvre- ment des surfaces des particules de charbon par l'huile et les agents à uti- liser éventuellement. Ce résultat est particulièrement difficile à obtenir, surtout lorsque la teneur en eau du produit dont on¯part est relativement é- levée.
Même lorsque le traitement par l'huile est assuré à l'aide de dis- positifs malaxeurs ou de pompes de malaxage à action intensive, il arrive sou- vent, en particulier en présence d'un produit très fin, comme par exemple lors du traitement de schlamms de charbon à teneur élevée en eau, qu'on n'obtienne pas encore, de cette manière, de résultats pleinement satisfaisants.
Par la présente invention, non seulement on supprime cette dépen- dance du résultat fourni par le procédé par rapport à la teneur en eau du pro- duit dont on part, mais on simplifie encore toute sa mise en oeuvre, étant don- né que le traitement par l'huile et par la dispersion se fait en une seule fois,
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dans un seul et même dispositif, de telle sorte que le trouble soit exposé pendant le traitement à des actions intenses de turbulence et/ou des actions intenses et, de préférence, alternées de la part d'une énergie, pour être en- suite séparé, avec élimination simultanée de l'eau d'avec le produit concentré, en ce dernier et en l'eau résiduelle contenant des stériles.
L'enrobage dans le liquide d'humectation se fait d'une manière particulièrement efficace lors- qu'aux actions de l'énergie auxquelles le produit est exposé lors du passage à travers le dispositif d'enrobage dans un liquide et de dispersion, fait sui- te une détente aussi brusque que possible.
Ce traitement se fait, de préférence, d'une manière continue, par le fait que les actions nécessaires de la pression et de turbulence sont produites lors du passage du produit à travers le dispositif dans lequel a lieu le traitement d'enrobage dans un liquide et de dispersion, et dans le- quel, à cet effet, on refoule sous pression ou bien on aspire d'une manière obligée à travers des orifices de faible section le trouble auquel on a ajour té ou mélangé de l'huile, et le cas échéant, des réactifs.
Ce sont des machines d'homogénéisation exécutées d'une manière appropriée, munies de fentes, ou de buses, de préférence de buses en spirale, et conçues pour l'obtention d'une turbulence intense, ainsi que des mécanis- mes de trituration opérant d'une manière correspondante et des mécanismes ana- logues qui répondent à ces conditions; toutefois, ainsi que les expériences pratiques l'ont montré, ce sont ce qu'on appelle les broyeurs à plateaux de choc qui y répondent de la façon la plus avantageuse.
Ces broyeurs à plateaux de choc, que l'on connaît dans la techni- que sous le nom de broyeurs Pallmann, construits aux Etats-Unis par la socié- té dite "TURBO-MILL Co.", à HOLLYWOOD, se composent d'un plateau de choc mo- bile et d'un plateau de choc fixe entre lesquels il se forme sur la périphé- rie des plateaux une fente circulaire qui va en s'élargissant vers l'extérieur.
Une roue de projection qui tourne entre les deux plateaux de choc en sens con- traire du mouvement du plateau de choc mobile refoule la matière introduite entre les plateaux, d'une part contre les nervures de choc dont les plateaux sont munis, et, d'autre part, à travers la fente, semblable à une tuyère, com- prise entre les plateaux. Lors du passage à travers l'espace compris entre les plateaux de choc et qui va en se rétrécissant jusqu'à la largeur d'une fente, il se produit l'action nécessaire d'une énergie sur le produit, à la- quelle fait suite à la sortie la brusque détente. L'action de la roue de pro- jection produit, en outre, dans le trouble des forces supplémentaires de tur- bulence ou de poussée et de cisaillement.
Le traitement dans le broyeur à plateaux de choc peut également être effectué avec introduction simultanée d'air dans le trouble, ce qui a pour effet de donner naissance à une masse ayant une consistance analogue à celle d'une crème qui, ainsi que les expériences l'ont montré, se laisse sé- parer d'une manière particulièrement avantageuse.
Un autre avantage de l'utilisation d'un broyeur à plateaux de choc dans le cadre de l'ensemble du procédé consiste en ce que, au moyen de ce broy- eur, et lorsqu'on règle l'ouverture de la fente de façon qu'elle soit d'une finesse correspondante, il peut également se produire un broyage souhaité des particules de gros diamètre de stériles qui peuvent alors être facilement sé- parées dans la phase suivante du procédé.
Le résultat fourni par le traitement dans le broyeur à plateaux de choc est entièrement indépendant de la consistance ou de la teneur en eau du produit. Ce broyeur peut traiter un produit d'une consistance quelconque, allant depuis celle d'un produit pouvant être saupoudré jusqu'à celle d'un produit très fluide, et dans chaque cas il a pour effet de rendre les surfaces de charbon hydrophobes avec dispersion simultanée des matières solides qui re- présentent les constituants formant la cendre.
Lorsque le produit à traiter contient des quantités assez impor- tantes de particules relativement grosses, le'mode d'action de l'ensemble du procédé peut être altéré par le fait que, dans le produit, se trouvent des particules relativement grosses de stériles qui, par exemple lors de la sépa-
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ration dans des centrifugeuses de tamisage, ne passent pas à travers les ta- mis ou dans l'eau résiduelle contenant les stériles, ou qui restant, lors de la séparation mécanique de la dispersion en un produit concentré et en l'eau résiduelle, dans le produit concentré.
Pour éviter ce risque ou les inconvénients qui 'en résultent et qui ont de l'effet surtout lorsqu'il s'agit de préparer à partir de schlamms de valeur inférieure un charbon à faible teneur en cendres pour la fabrica- tion de briquettes, pour l'hydrogénation, pour la distillation lente à'basse température ou pour la fabrication de coke, charbon que l'on ne mélange pas à des concentrés à faible teneur en cendres provenant de la préparation nor- male par voie humide, on intercale, selon une autre caractéristique de la; présente invention, entre le traitement par l'huile et la dispersion d'une part, et la séparation et élimination de l'eau d'autre part, une préparation intermédiaire au moyen de laquelle on sépare les impuretés les plus grossié- res.
Cette préparation peut être effectuée au moyen des machines de préparation usuelles à cet effet, comme les cyclones, les appareils à courants, les "hydrodators", les cellules pneumatiques, les cellules à mécanisme agita- teur, les récipients aérés, les machines de sédimentation à mouvements oscil- latoires, et également, d'autre part, dans des troubles à liquide lourd ou a- nalogues.
On peut séparer parfaitement, par exemple dans les centrifugeuses de tamisage utilisées de préférence, d'avec les stériles les plus fins et qui s'en vont avec l'eau résiduelle, à la suite du traitement précédent, les pro- duits concentrés de la préparation intermédiaire, débarrassée des stériles les plus grossiers, mais contenant encore les stériles très finement dispersés.
La séparation préalable des constituants stériles les plus gros- siers a de l'importance, non seulement du point de vue de la pureté des pro- duits obtenus finalement, mais aussi du point de vue de la capacité de produc- tion des machines de séparation, et du point de vue de la durée de vis des toi- les de tamisage qui, autrement, sont soumises à une très forte contrainte par les constituants stériles les plus grossiers.
Comme, du fait de la séparation des constituants stériles relati- vement grossiers, effectués grâce à l'intercalation, conformément à l'inven- tion, de la préparation intermédiaire, il n'est plus nécessaire de tenir comp- te de l'existence éventuelle de tels constituants dans le produit dont on part, les installations utilisées pour le traitement préalable, constituées de pré- férence par des broyeurs à plateaux de choc, peuvent éventuellement être ré- glées pour des dimensions plus grandes en conséquence.
L'élimination de l'eau et la séparation des stériles les plus fins dans la dernière phase à l'aide de centrifugeuses ou de filtres sont également possibles de façon parfaite, même quand le traitement de préparation intermé- diaire se fait, comme cela est préférable, par flottation, et cela à cause de l'enrobage de toutes les particules de charbon avec de l'huile, qui se produit d'une manière obligée au cours du traitement préalable, alors qu'un tel mode d'élimination de l'eau est très difficilement applicable, par exemple dans le cas des concentrés normaux de flottation, ainsi que les expériences l'ont mon- tré.
Ce nouveau procédé offre des avantages particuliers pour la pré- paration de concentrés destinés à être transformés ensuite en briquettes quand on utilise ensuite, pour l'enrobage par un liquide, des hydrocarbures du genre habituellement utilisé comme liant pour la fabrication des briquettes, comme le goudron, le brai ou les produits analogues, et on opère éventuellement dans la phase préalable, à des températures qu'on a élevées d'une manière qui cor- respond à la température de fusion de ces substances bitumineuses, éventuel- lement par introduction de vapeur pendant l'enrobage avec le liquide.
De cette façon, on revêt les particules de charbon d'une manière parfaite avec les substances qui constituent le liant lors de la fabrication
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consécutive de briquettes, de telle sorte que les produits concentrés obtenus par le nouveau procédé peuvent être transformés en briquettes, et cela même à l'état froid et éventuellement sans séchage, parce que l'eau qui y est conte- nue ne mouille pas les particules de charbon enrobées d'huile.
Les produits concentrés peuvent être transformés en briquettes comme tels, tout comme être ajoutés à titre de liant à un charbon pour briquet- tes d'une grosseur de grains éventuellement plus grande, ce qui rend éventuel- lement entièrement superflue une autre addition de liants. En raison de la gran- de finesse des grains du produit dont on part, la quantité de liant nécessaire pour l'enrobage des particules est relativement faible.
Les produits concentrés obtenus par le nouveau procédé conviennent d'une manière particulièrement avantageuse aussi pour la distillation lente à basse température, la cokéfaction ou l'hydrogénation consécutive.
Le procédé qui consiste à rendre hydrophobes les surfaces des con- stituants à obtenir, dans le cas présent les particules de charbon, ce procédé ayant été décrit dans son application à un produit initial contenant du char- bon, peut être appliqué avec avantage également au traitement d'une autre ma- tière à préparer, par exemple à des minerais bruts à soumettre à un traitement de préparation.
On a observé que, par l'action d'une énergie en présence d'hui- les et de réactifs de la manière qui a été exposée et avec utilisation des dispositifs décrits, on peut également recouvrir de la même manière d'une pel- licule d'huile et disperser dans l'eau des particules de minerai, par exemple, et l'on peut au moyen d'un traitement consécutif de séparation de l'eau qui contient en dispersion les particules, obtenir ces particules sous la forme d'un produit concentré.
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PROCESS FOR OBTAINING HIGH VALUE PRODUCTS FROM ANY COMPETITOR
CONTAINING COAL OR LIGNITE.
The present invention relates to a process for removing ash and water from an all-round product containing charcoal or li- gnite, and it constitutes an improvement of the known process consisting, in principle, in that one intimately mixes, until obtaining wetness on the whole surface of its particles, of the all-round product, brought to the state of very fine grains, with oil , tars, bituminous substances and similar substances, and in that this product is dispersed at the same time in water, following which this dispersion is separated by mechanical means, with simultaneous dehydration of the concentrated product, in the latter product concentrated and in residual water containing waste rock.
The efficiency of the process depends decisively on achieving as complete wetting as possible, that is, on covering the surfaces of the carbon particles with oil and agents. to be used if necessary. This result is particularly difficult to obtain, especially when the water content of the product of which one¯part is relatively high.
Even when the oil treatment is carried out with the aid of mixing devices or heavy-duty mixing pumps, it often happens, especially in the presence of a very fine product, such as for example during mixing. treatment of carbon slurries with a high water content, which do not yet obtain fully satisfactory results in this way.
By the present invention, not only is this dependence of the result provided by the process on the water content of the product from which one starts, but its entire implementation is further simplified, given that the treatment by oil and by dispersion is carried out in one go,
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in one and the same device, so that the disorder is exposed during treatment to intense actions of turbulence and / or intense and, preferably, alternating actions from an energy, to be subsequently separated , with simultaneous removal of water from the concentrated product, the latter and the residual water containing steriles.
The coating in the wetting liquid takes place in a particularly efficient manner when the actions of the energy to which the product is exposed on passing through the device for coating in a liquid and dispersing, do follow a relaxation as abrupt as possible.
This treatment is carried out, preferably, in a continuous manner, in that the necessary actions of pressure and turbulence are produced during the passage of the product through the device in which the coating treatment takes place in a liquid. and dispersion, and in which, for this purpose, the cloud is delivered under pressure or forcedly sucked through orifices of small cross-section the cloud to which the oil has been opened or mixed, and the where appropriate, reagents.
These are suitably executed homogenization machines, provided with slots, or nozzles, preferably spiral nozzles, and designed to obtain intense turbulence, as well as trituration mechanisms operating. in a corresponding way and analogous mechanisms which meet these conditions; however, as practical experiences have shown, it is the so-called shock plate crushers which respond most advantageously.
These impact plate mills, known in the art as Pallmann mills, built in the United States by the so-called "TURBO-MILL Co." in HOLLYWOOD, consist of a movable shock plate and a fixed shock plate between which a circular slot is formed on the periphery of the plates which widens outwards.
A projection wheel which turns between the two shock plates in the opposite direction to the movement of the mobile shock plate pushes the material introduced between the plates, on the one hand against the shock ribs with which the plates are fitted, and, d on the other hand, through the slit, similar to a nozzle, comprised between the plates. When passing through the space between the shock plates and which narrows to the width of a slot, there is the necessary action of energy on the product, which does after the exit the sudden relaxation. In addition, the action of the projection wheel produces additional turbulence or thrust and shear forces in the disorder.
The treatment in the shock plate mill can also be carried out with the simultaneous introduction of air into the cloud, which has the effect of giving rise to a mass having a consistency similar to that of a cream which, as well as the experiments have shown, can be separated in a particularly advantageous manner.
Another advantage of using an impact plate mill as part of the whole process is that, by means of this mill, and when the slot opening is adjusted so regardless of whether it is of a corresponding fineness, there may also be a desired grinding of the large diameter particles of waste rock which can then be easily separated in the next phase of the process.
The result of the treatment in the shock plate mill is entirely independent of the consistency or water content of the product. This grinder can process a product of any consistency, ranging from that of a powderable product to that of a very fluid product, and in each case it has the effect of making the carbon surfaces hydrophobic with dispersion. simultaneous solids which represent the constituents forming the ash.
When the product to be treated contains fairly large quantities of relatively large particles, the mode of action of the whole process may be impaired by the fact that in the product there are relatively large particles of waste rock which. , for example during the separation
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ration in sieving centrifuges, do not pass through the sieves or the residual water containing the waste rock, or which remains, during the mechanical separation of the dispersion into a concentrated product and the residual water, in the concentrated product.
In order to avoid this risk or the drawbacks which result from it and which have an effect especially when it is a question of preparing from slam of lower value low ash content coal for the manufacture of briquettes, for hydrogenation, for slow distillation at low temperature or for the manufacture of coke, coal which is not mixed with low ash concentrates from the normal wet preparation, is interposed, according to another feature of the; The present invention, between the treatment with oil and dispersion on the one hand, and the separation and removal of water on the other hand, is an intermediate preparation by means of which the coarser impurities are separated.
This preparation can be carried out by means of the usual preparation machines for this purpose, such as cyclones, current devices, "hydrodators", pneumatic cells, cells with an agitating mechanism, ventilated containers, sedimentation machines. with oscillatory movements, and also, on the other hand, in troubles with heavy liquid or analogues.
It is possible to separate perfectly, for example in the sieving centrifuges which are preferably used, from the finest waste rock which leaves with the residual water, following the previous treatment, the concentrated products of the process. intermediate preparation, freed of the coarsest waste rock, but still containing very finely dispersed waste rock.
The prior separation of the coarser sterile constituents is important, not only from the point of view of the purity of the products finally obtained, but also from the point of view of the production capacity of the separation machines. , and from the point of view of the screw life of the sieve sheets which otherwise are subjected to very high stress by the coarser sterile components.
As, due to the separation of the relatively coarse sterile constituents, effected by the intercalation, according to the invention, of the intermediate preparation, it is no longer necessary to take into account the existence if such constituents are used in the product from which one starts, the installations used for the preliminary treatment, preferably consisting of impact plate crushers, can optionally be adjusted for larger dimensions accordingly.
The removal of water and the separation of the finest waste rock in the last phase using centrifuges or filters is also perfectly possible, even when the intermediate preparation treatment is carried out, as is. preferable, by flotation, and this because of the coating of all the coal particles with oil, which necessarily occurs during the pretreatment, whereas such a method of removing the carbon water is very difficult to apply, for example in the case of normal flotation concentrates, as experiments have shown.
This new process offers particular advantages for the preparation of concentrates intended to be subsequently transformed into briquettes when hydrocarbons of the type usually used as a binder for the manufacture of briquettes, such as oil, are then used for the coating with a liquid. tar, pitch or similar products, and the operation is carried out optionally in the preliminary phase, at temperatures which have been raised in a manner which corresponds to the melting point of these bituminous substances, optionally by the introduction of vapor during coating with the liquid.
In this way, the carbon particles are coated in a perfect way with the substances which constitute the binder during manufacture.
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consecutive briquettes, so that the concentrated products obtained by the new process can be transformed into briquettes, even in the cold state and possibly without drying, because the water contained therein does not wet the coal particles coated with oil.
The concentrates can be made into briquettes as such, just as they can be added as a binder to a charcoal for briquettes of possibly larger grain size, thereby possibly making further addition of binder entirely unnecessary. Owing to the great fineness of the grains of the product from which one starts, the amount of binder required for coating the particles is relatively small.
The concentrated products obtained by the new process are particularly advantageous also suitable for slow distillation at low temperature, coking or subsequent hydrogenation.
The process which consists in making the surfaces of the constituents to be obtained hydrophobic, in the present case the carbon particles, this process having been described in its application to an initial product containing carbon, can be applied with advantage also to treatment of another material to be prepared, for example of crude ores to be subjected to preparation treatment.
It has been observed that by the action of energy in the presence of oils and reagents in the manner which has been set forth and with the use of the devices described, it is also possible to cover in the same manner with a film. oil licule and dispersing in water particles of ore, for example, and it is possible by means of a subsequent treatment of separation of the water which contains dispersed particles, to obtain these particles as 'a concentrated product.