BE541335A - - Google Patents

Description

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   L'invention a trait à un procédé pour la diminution de la con- sistance de mélanges solides-liquides , procédé qui est applicable aux domaines industriels les plus divers dans lesquels 11 s'agit soit de diminuer la consistance d'un tel mélange d'une teneur don- née en matières solides , soit d'augmenter la teneur en matières so- lides d'un mélange solide-liquide ,pour une consistance finale sem- blable ou aussi , le cas échéant , réduite. 



   La possibilité de rendre plus fluide une suspension épaisse ou pâteuse ou d'en augmenter sa teneur en matières solides et par là son poids spécifique sans que là suspension devienne trop épaisse, joue un rôle particulier lors de la préparation par liquide dense de 

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 mélanges de matières ,  s particulièrement   de minéraux ,comme les minerais et le oharbon. 



   En vue de la préparation des suspensions de.matières lourdes, dans lesquelles a lieu le processus de séparation lors de ces pro- cédés de préparation , il est fait usage de suspensions dans de l'eau de matières lourdes moulues finement, en règle générale , de ferro-silicium, de magnétite , de galène , de pyrites , de   quartz ,   de baryte ou d'autres matières analogues, 
Des suspensions de matières lourdes fabriquées avec ces   matiez   res ont toutefois l'inconvénient que leur consistance (viscosité apparente) augmente progressivement à mesure que la teneur en   matiè-   res lourdes   s'accroît ,   c'est-à-dire que le poids spécifique aug-   mente,

   de   telle sorte que le poids spécifique de liquides lourds d'une consistance encore permise pour un déroulement normal du processus de flottation et de décantation , ne peut être accru en pratique au-delà d'environ la moitié du poids spécifique de la ma- tière lourde utilisée, Etant donné que dans la plupart des mélangea   de minéraux ,   qui entrent en considération pour la préparation par liquide dense , les différences de poids spécifique des constituant à séparer ne sont pas très élevées , les constituants les plus lé- gers ne surnagent plus dans la suspension des constituants les plue   '   lourds, Pour cette.raison , il a fallu utiliser jusqu'à présent des matières solides de nature étrangère d'un poids spécifique très élevé. 



   Les difficultés et inconvénients qui en résultent sont   élimi-   nés aux termes de l'invention par le fait qu'il est ajouté aux suspensions de faibles quantités de matières actives en surface de séparation , grâce à l'effet desquelles la consistance de la suspension est diminuée dans une mesure telle qu'il est possible, par exemple dans le cas de la fabrication d'un liquide dense en vue de la préparation , de réaliser une augmentation sensible de la par- tie en volume des matières solides.

   Dans de nombreux cas, on crée par la même occasion la possibilité de fabriquer des suspensions 

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 aveo le poids spécifique de séparation nécessaire , en utilisant des matières lourdes comparativement   légères.   Ainsi on peut   utili-   ser aussi comme liquide lourd des suspensions dont les matières   lour   des sont constituées par un ou plusieurs constituants lourde du mé- lange   même   de minéraux à préparer ,par exemple dans le cas de   la   préparation de mélanges de baryte et de   quarti ,   une suspension de baryte dont la consistance est diminuée par le nouveau procédé dans une mesure telle qu'a lieu la séparation facile par poids spé-   cifique.   



   Un autre avantage de l'invention consiste en ce que , dans la plupart des cas , la stabilité de la suspension aussi est fortement augmentée par rapport   à   une suspension non traitée de la manière cond- forme à l'invention   grâce     à   l'addition des matières actives en sur- face de séparation, Ceci repose sur le fait que la charge électrique semblable des particules de matières solides en suspension dans le liquide est accrue grâce aux matières d'addition actives en   surface   de séparation. 



   Cet effet du nouveau procède peut être influent pour son appli- cation, même s'il n'intervient pas de manière décisive sur la dimi-   nution   de la consistance. 



   Comme matières actives en surface de séparation sont   partiou-     librement   appropriées des combinaisons anioniques de la série des acides gras et des savons de la formule générale CnH2n+1 000 H res- ectivement OnH2n+1000 Na , par exemple l'acide palmitique 015 H31   000 H   et le   palmitate   de sodium C15 H31 000 Na.D'autres additions anioniques actives en surface de séparation sont les sulfates d'al- coyle OnH2n+1 SO4Na les   sulfonates,   d'alcoyle OnH2n+1 SO3Na. des huiles neutres sulfatées   et. ,  outre les produite aliphatiques   purs,!   également les aliphatiques-oycliques, par exemple des sulfonates d'alkylaryle. 



   Entrent aussi en considération pour l'objet de l'invention les combinaisons cationiques de la série des amines aliphatiques et de leurs sels, de préférence, J'amine aliphatique OnH2n+1 NH2 et ses 

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 sels OnH2n+1 NH3 C1 (chlorure); OnH2n+1 NH3 000-CH3 (acétate), par exemple la stéaryle-amine c18H37 NH2; l'acétate de stéaryle-amine 
O18 H37 NH3 ooc -CH3 et l'hydrochlorure de stéaryle-amine O18H37NH3 ou l'amine aliphatique de   coco ,   l'amine de stéarine et leurs sels. 



   (L'indice n dans les formules en question représente le nombre des atomes de 0 dans la molécule. Il s'agit de teneurs en 0 d'environ 
O6 -C18,   c'est-à-dire   donc n= 6 à n   18).   



   Dans tous les cas , les quantités dans lesquelles sont addition- nées ces matières sont faibles. Les quantités les plus favorables dans chaque cas se déterminent facilement de manière empirique.      



   Une diminution , permise par l'invention ,de la consistance de la suspension de matières lourdes provoque non seulement une amélioras tion de la netteté de séparation , mais aussi une augmentation du ren- dément , surtout lors de la préparation de grains allant jusqu'à en- viron 1 mm , parce que dans la suspension   fluide ,   même les plus fins des constituants lourds de la matière traitée tombent rapidement au fond. 



   'Un autre avantage particulier du nouveau prooédé , consiste en ce que la récupération de la matière solide hors des suspensions est facilitée. Considérant la suspension diluée se présentant lors de l'arrosage sur-les tamis de refroidissement , on voit que la matière      solide y contenue se dépose très rapidement , étant donné que ses particules marquent une tendance à la floculation à l'état dilué de la suspension ,par suite.de l'addition des matières actives en sur- faoe de séparation.' 
Parmi les nombreuses autres possibilités d'application de l'idée de base de l'invention , on mentionnera d'abord la possibili- té qui est créée dans les procédés connus de cimentation , particu- librement dans le fonçage , d'augmenter la teneur en matières solides du lait de ciment injecté ou enfoncé dans le terrain à cimenter,

  pos-   sibilité   qui jusqu'à présent était limitée par l'attention qu'il était nécessaire d'accorder aux possibilités de pompage et d'injec- tion du lait de ciment. Désormais ,   grâce   à l'addition des agents 

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 actifs en surface de séparation mentionnas   oi-avant ,   ce facteur peut être augmenté fortement , améliorant de oe fait la mise en oeu- vre de ce procédé , sans pour cela nuire ni au pompage ni à l'in-   jection   du lait de cimenta 
Un autre ohamp d'applioation du nouveau procédé réside dans la fabrication du ciment , lorsque celle-ci   a lieu   sous mouture par voie humide des matières   d   départ.

   Par suite de l'addition des agents actifs en surface de séparaton, il est possible , tout en maintenant le pompage nécessaire de la bouillie fabriquée lors de la mouture , de tenir de prime abord à un chiffre beaucoup plus faible sa teneur en eau , c'est-à-dire déjà lors de la mouture , et par là même de diminuer aussi la consommation de calories dans le four rotatif lors du traitement thermique ultérieur de la matière moulue. 



   Il est avantageux de remarquer ici l'effet stabilisant simul-      tané des matières d'addition conformes à   l'intention   au cours du pro- cessus de mouture , parce qu'on arrive de ce fait à ce que les par-   ticules   plus fines restent dans la suspension tandis que les parti- cules plus grossières descendent et sont ainsi exposées continuel- lement à l'effet de mouture. 



   On obtient   aussi   de   sérieux 'avantages   lors de l'application -du nouveau procédé' en vue de régler la consistance de matières cé- ramiques à mouler. L'invention permet particulièrement de fabriquer des barbotines céramiques à couler avec teneur en matières solides beaucoup plus élevée sans en influencer la coulée , et permet en outre de diminuer la teneur en eau de corps moulés fabriqués à par- tir de masses plastiques , tout en maintenant la plasticité requise par le moulage - et de ce fait de diminuer la consommation de calo- ries pour le séchage.. 



   Enfin.on mentionnera encore l'application de   l'idée   de principe de l'invention à l'augmentation   de la   teneur en matières solides de la pulpe destinée à l'injection des boues dans le cas de sondages profonds , pour laquelle on vise également ,comme dans le cas de la préparation par liquide dense, à obtenir un poids spécifique aussi élevé que possible tout en maintenant la possibilité de pompage. 

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   Les exemples qui suivent donnent des résultats de la séparation par liquide dense , résultats qui ont été obtenus lors de l'appli- cation du nouveau procédé et qui sont mis en regard de ceux obtenus avec la méthode de travail connue jusqu' à présent, Exemple 1 : 
Lors de la préparation normale d'un charbon maigre de la Ruhr de granulométrie 1-5 mm dans une suspension de baryte de poids   spéci...   fique 1,9   (#   baryte = 3,88 ,granulométrie 100   %   sous 0,06 mm),le pouroentage de flottant fut de   60,5% ,   refus (rapporté à 100%)=8,74 et le pourcentage de dépôt de   39,5   %.

   refus (rapporté à 100%) = 31,13% 
Du fait de l'addition à la suspension de faibles quantités d'acétate d'amine de coco , ce qui en diminua la consistance, les 'matières séparées comportèrent un pourcentage de flottant de 65 %; refus (rapporté à 100%) 0% pour un pourcentage de dépôt de 35   %;   refus (rapporté à 100%) = 6,99%. 



  Exemple 2 :   . La   préparation du même charbon de la Ruhr ,toutefois de la granulométrie inférieure de 1-0,5 mm , dans la même suspension de ba- ryte , non encore additionnée en premier lieu des matières diminuant la consistance , donna un pourcentage en flottant'de 58,20% refus (rapporté à 100%)= 17,55 et un pourcentage en dépôt de   41,80     % ;   refus à   100%)   =   57,10   % 
Après addition à la suspension de baryte de faibles quantités d'acétate d'amine de coco ,on obtint un pourcentage en flottant de   63,50%;

     refus (rapporté à   100%)=     0 %   et un pourcentage en   dépôt   de 36,50 % refus (rapporté à 100% )= 4,27   %.        

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    Exemple 3:    
Cet exemple montre la possibilité de la fabrication de boues utilisables pour- la séparation par flottant et   dépôt: ,   de poids spé- 
 EMI7.1 
 cifique élevé avec :p1'Cpo:rtiolJJ de matières''lourdes dépassant 50% en volume , dans le cas de l'exemple d'exécution pour la préparation de minerais. 



     On   ajouta   une   faible quantité d'acétate d'amine de ooco à une boue fabriquée en utilisant un alliage eutectique de plomb et de zinc de poids spécifique 8,11 La teneur en matière lourde de cette pulpe   put   être portée à 56% en volume sans pour Gela nuire à son utilisa+ tion pour la séparation , ce qui donna un poids spécifique de la   pu%   pe de 5,02, 
Dans cette boue , on prépara une magnétite de Kiruna , avec le but de séparer celle-ci en un constituant pauvre en phosphore et un autre riche en phosphore. 



   D'abord cette magnétite flotta entièrement dans la boue avec poids spécifique de 5,02. Après unefaible diminution du poids   spéci-   fique. seul le constituant riche en phosphore du minerai flotta. 



   Le résultat fut le suivant : 
 EMI7.2 
 
<tb> Rendements <SEP> en
<tb> Poids <SEP> % <SEP> %Fe <SEP> %P <SEP> Fe <SEP> P
<tb> 
 
 EMI7.3 
 -############################ ########### Admis ' 100,0 4. 42,8 0,033 IOO,O 100,0 Dépdt 6ioo 59,7 0$010 85,0 18,0 Flottant 39,0 16,4 0,070 5,0 83,0 Exemple 4: 
Le présent exemple illustre l'augmentation de la stabilité de la suspension que-l'on atteint grâce au procédé oonforme à   l'inven-   tion.

   D'une pulpe de baryte non traitée . d'un poids spécifique de   #=   1,5   ,la   matière solide se déposa comme suit après 60 minutes d'immobilité dans un cylindre : 
 EMI7.4 
 Hauteur de la colonne de matière Bolide = Q,, Hauteur de la colonne totale' 1 

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Après une addition de matières actives en surface de séparation   à   la même suspension de baryte ,on ne put observer après 60 minu- tes aucune diminution du dépôt de la matière solide,. 



   Exemple 5 : 
Cet exemple prouve l'influence favorable du nouveau procédé sur la clarification respectivement sur l'épaississement de la pul- pe fluide contenant la matière lourde et se présentant lors de l'ar- rosage sur les-tamis de refroidissement., 
Une suspension de baryte utilisée en vue de la séparation.par flottant et dépôt , non encore additionnée de matières diminuant la consistance , fut diluée par l'eau d'arrosage sur le tamis de refroidissement dans une mesure telle qu'elle avait en moyenne une teneur en matière solide de 70 gr/litre. 



   Après 30 secondes , la matière solide ne se déposa pas d'une manière bien remarquable. 



   Après addition d'une matière aotive en   surfaoe   de   séparation ,   on 'constata déjà après 30 secondes une clarification presque   complè-   te de la pulpe fluide par suite de la floculation. 



   Les exemples d'application du nouveau procédé ,repris   ci-   avant , dans les domaines les plus divers , peuvent être multipliée à volonté dans le'sens des développements d'ordre général donnés 
01-avant,, 
REVENDICATIONS. 



   1) Procédé pour la diminution-de la consistance de mélanges solides-liquides , respectivement pour l'augmentation de la teneur en matière solide d'un mélange solide-liquide , pour une consistan- oe finale semblable ou aussi réduite , caractérisé par le fait qu'il est additionné aux mélanges de faibles quantités de matières aotives en surface de séparation.

Claims (1)

1. 2) Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé par le <Desc/Clms Page number 9> fait que la quantité des matières actives en surface de séparation additionnées comporte environ 1-20 kgs/m3 , ceci dépendant de l'in- tensité de l'effet de ces matières.

   3) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est utilisé comme additions des combinaisons anioniques de la. série des acides gras et des savons de la formule générale OnH2n+1 COOH respectivement CnH2n+1 OOONa.

   4) Procédé suivant la revendication 1 ,caractérisé par le fait qu'il est utilisé comme additions des oombinaisons anioniques de la. série des sulfates d'.alooyle ( CnH2n+1 SO4Na), des sulfonates d'a coyle ( OnH2n+1 SO3 Na) et des huiles neutres sulfatées , et aussi outre les produits aliphatiques purs, les aliphatiques-cycliques, par exemple des sulfonates d'alkylaryle, 5) Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé par le fait qu'il est utilisé comme additions des combinaisons cationiques de la série des amines aliphatiques ( CnH2n+1 NH2) et de leurs sels ,com- me par exemple le CnH2n+1 NH3 O1 ( chlorure) et le CnH2n+1 NH3OOC- CH3 .(acétate.).

   6) Application du procédé suivant les revendications 1 à 5 au réglage de la consistance et du poids spécifique de suspensions de matières lourdes pour la préparation par flottant et dépôt de mélanw ges de matières, particulièrement de mélanges de minéraux.

   7) Application du prooédé suivant les revendications 1 à 5 au réglage de la consistance et du poids spéoifique de suspensions de matières lourdes pour la préparation par flottant et dépdt de mé- langes de matières, particulièrement de mélanges de minéraux , dont les matières lourdes consistent en un ou plusieurs constituants lourds du mélange de matières même à préparer.

   8) Application du prooédé suivant les revendications 1 à 5 à la stabilisation des suspensions de matières lourdes utilisées lors de la préparation par flottant et dépôt.

   9) Procédé pour l'augmentation de la vitesse de sédimentation de la matière solide de la pulpe lors de la régénération de sus- <Desc/Clms Page number 10> pensions de matières lourdes suivant les revendications l à 6 , ca- raotérisé par le fait que, après dépassement d'une valeur de seuil par suite d'une dilution ( par exemple par l'eau d'arrosage ) la ma- tière solide de la pulpe , de fine granulométrie , forme de-grands flocons se déposant rapidement, IO) Application de procédé suivant les revendications 1 à 5 , en vue de l'amélioration des possibilités de pompage de mélanges artificiels solides-liquides.

   Il) Application du procédé suivant la revendication 10, en vue des de l'amélioration aux possibilités de pompage de boues naturelles.

   12) Application du procédé suivant les revendications 1 à 5 , en vue de l'augmentation de la teneur en matières solides du lait . de ciment.utilisé lbrs du processus de cimentation , enfoncé ou in- jecté dans le terrain.

   13) Application du procédé suivant les revendications 1 à 5 , en vue de l'augmentation de la teneur en matières solides de la pulpe utilisée pour l'injection des boues dans le cas de sondages profonds , par exemple des sondages de pétrole et de gaz naturel.

   14) Application du procédé suivant les revendications 1 à 5, en vue de maintenir aussi basse que possible la teneur en eau du produit de mouture lors de la mouture par voie humide des matières de départ pour lafabrication du ciment ,. tout en maintenant les possibilités de pompage de la bouillie.

   15) Application du procédé suivant les revendications 1 à 5 , en vue d'augmenter la teneur en matières solides des barbotines céramiques à couler , ainsi que de masses céramiques à mouler.