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L'invention se rapporte à un procédé et un dispositif pour la séparation de minéraux par flottation et sédimentation, au moyen 'd'un liquide dense (pulpe) , constitué par une suspension d'eau et une matière dense finement moulue, comme par exemple de la magnétite.
Dans un procédé connu pour la séparation de minéraux par flottation. et sédimentation, les produits lavés sont d'abord dirigés chacun sur un tamis (ternis de séparation) sous lequel se trouve un entonnoir. Ce dernier collecte la pulpe entraînée par -les produits, qui est remise en circulation et retourne dans le réservoir de séparation. Chaque produit arrive alors sur un autre tamis (tamis de rinçage).. Sur ce'dernier on enlève par
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rig@@ge à l'eau, la matière dense qui adhère au produit. La @@@@ re dense est enfin épaissie, par exemple dans un clarifactieur, et renvoyée dans le circuit de la pulpe.
La présente invention vise à améliorer ce procédé connu. A cet effet on Utilise comme tamis de rincage, un tamis ..oscillant dont la surface de tamisage travaille partiellement dans l'eau tandis que sa partie sortant de l'eau¯et par où le produit est évacué,,est pourvue de dispositifs d'arrosage. De cette manière on parvient à rincer des produits lavés, pratiquement toute la matière dense, et à la récupérer.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention le produit brut est.également dirige sur un tamis oscillant, dont 'la surface de tamisage travaille partiellement dans l'eau, tandis ,que sa partie sortant de l'eau et par laquelle le produit brut est évacuée est pourvue de dispositifs d'arrosage. Les fins consti- .tuants; du produit brut,¯ par exemple ceux d'un calibre inférieur à 0,8 mm et qui ne peuvent que difficilement ou pas être. séparés par flottation et sédimentation, sont presque complètement rincés des gros grains, traversent le tamis et sont évacués. L'enlèvement le ces constituants permet d'obtenir des produits lavés d'une très grande pureté.
Les dessins annexés montrent à titre d'exemple diffé- rentes formes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un tamis de nettoyage; la fig. 2 est en partie une coupe suivant la ligne A-B de la fig. 1 et en.partie une vue dé face dans le sens de la flèche C de la fig, 1; la fig. 3 est à plus grande échelle une coupe transversale d'une poutrelle transversale intermédiaire; la fig. 4 est une vue dans le sens de la flèche D de la fig. 3 ; la fig. 5 est un schéma de l'installation
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la fige 6 montre une forme de réalisation dans laquelle le tamis de séparation est fixé à l'entonnoir du tamis de rinçage et la fip,. 7 est une vue dans le sens de la flèche E de la fig. 6.
Le tamis de rinçage suivant la fig. 1 possède un enton- noir 8. Ce dernier est rempli d'eau et entoure d'un encadrement de renforcement soudé 5. Par l'intermédiaire des ressorts héli- coïdaux 6 montés du côte inférieur de l'encadrement et susceptibles d'absorber des oscillations, l'entonnoir 8 repose sur la fondation
7. Au lieu de ressorts hélicoïdaux on peut aussi utiliser des ressorts en caoutchouc. L'entonnoir se termine en bas en une tubulure cylindrique 10 à laquelle une conduite 36 pourvue d'un tiroir 37 avantageusement à membràne est raccordée par un élément élastique 35. A la paroi gauche 26 de l'entonnoir on prévoit avantageusement un trop-plein 16 à barrage 20 verticalement régla- be. ,Le trop-plein se termine au-dessus d'un entonnoir fixe 38.
A 'ce dernier se raccorde une conduite 39 qui débouche dans la ' conduite 36. A une certaine distance de la paroi 26 est montée une cloison séparatrice 14 Qui s'étend vers le bas jusqu'à une certaine distance du fond de l'entonnoir. Avec la paroi 26 et les parois latérales de l'entonnoir 8 la cloison séparatrice forme une chambre '27 qui communique librement par le bas avec la chambre de l'entonnoir 8 proprement dite.
Dans cet entonnoir est monté un tamis à panier de. tamisage 1 et surface de tamisage. Cette dernière est avantageuse- ' ment exécutée sous forme de surface de tamisage à fentes. Sa partie
17 est relativement fort inclinée et se raccorde à la partie 18 qui remonte en pente douce vers l'évacuation 4. A l'extrémité supérieure.de la partie 18 sont montés des dispositifs d'arrosage.
La fig, 1 montre encore que la surface de tamisage est partielle- ment immergée dans l'eau. En réglant.la hauteur du barrage 20, . on peut modifier le niveau de l'eau et donc la profondeur d'immersion de la surface de tamisage. Cette, surface repose sur
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des fers cornières 41 fixés aux parois latérales du panier de tamisa- ge, et sur des poutrelles terminales transversales 55 et des pou- trelles intermédiaires 42 qui relient entre elles les parois latérales. Sur les bords longitudinaux de la surface de tamisage sont fixées des lattes 43 et 44. A une certaine distance de celles- -ci sont montés des fers cornières 45 et entre ceux-ci et les lattes on enfonce des coins 46.
La. surface de tamisage est ainsi solide- ment fixée dans le panier de' tamisage relié à l'entonnoir par des bielles 3. Celles-ci peuvent être élastiques ou articulées.
Elles sont montées de façon qu'en position médiane, elles soient perpendiculaires au sens de l'oscillation du panir, décrit plus loin.. ,
Sur les deux parois latérales de l'entonnoir on monte ,des paliers 24, de préférence- du côté inférieur de l'encadrement de renforcement. Dans ces paliers est monté un vilebrequin 13 sur ;le bout extérieur duauel sont fixés une poulie 23 à gorges trapé- zoidales 'et en regard, un volant 21. La dimension de ce dernier est calculée de façon que le poids de la poulie soit compensé. La partie coudée de l'arbre est attaquée par les deux bielles 12. La partie 22 de l'arbre est avantageusement coudée du côté opposé à la partie coudée précitée, et cela dans une mesure telle qu'on réalise un équilibre des'masses, y compris la partie des bielles en rotation.
Ceci est montré d'une façon exagérée sur la fig. 2.
Comme les rayons des coudes du vilebrequin n'ont que quelques .millimètres, on peut.aussi utiliser un arbre à excentriques au 'lieu du vilebreauin. Cet arbre est entouré d'un conduit ou tube transversal 25 qui.suivant la fig. 1 présente une section trans- .versale annulaire, mais peut néanmoins avoir n'importe quelle autre forme. Ce.tube est soudé aux parois latérales percées en consé- quence. L'arbre peut ainsi être dirigé très simplement dans la chambre de l'entonnoir. L'arbre vilebrequin forme avec les bielles 12 qui par les articulations 19 attaquent les bielles transversales
28 du panier, deux commandes par vilebrequin.. L'arbre vilebrequin
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est commandé par un moteur électrique 9, par l'intermédiaire de la poulie à gorges 23 et des courroies trapézoïdales 51.
Le moteur est fixé au côté inférieur de l'encadrement de renforcement, et son poids peut aussi être compensée en exécutant le volant en conséquence. On peut aussi monter le moteur à un autre endroit désiré de l'entonnoir, du fait que pendant le travail la distance entre le moteur et l'arbre vilebrequin ne change pas. Par contre, '} 1 l'inclinaison des bielles 12 n'est de préférence pas quelconque, comme on le montrera plus loin. En considérant la fig. 1, si ST est le centre de gravité de l'entonnoir, y compris les éléments y fixés et.l'eau, et d'autre part SS le centre de gravité du panier . de tamisage et de ses éléments, il est préférable de monter les ! bielles,de façon qu'en position médiane leur ligne médiane soit située dans un plan déterminé.
Ce plan est perpendicalaire à celui du déssin et passe par les centres de gravité nommés. Dans ce même'plan, doit alors se situer la ligne médiane géométrique de l'arbre vilebrequin. Dans cette forme de réalisation avantageuse les sens des oscillations des deux masses oscillant en sens inverses, c'est-à-dire le panier de tamisage comme masse en travail.et l'entonnoir avec l'eau comme contre-masse, coïncidente et il ne se produit pas de.forces libres ou de moments des masses. te rapport de la masse en, travail .et de la contre-masse est avan- tageusement de 1:5 à 1:10.
Comme les amplitudes des.mouvements d'oscillation se comportent inversement aux masses, le trajet d'oscillation de la contre-masse est très faible pour un tel rap- port. -Par conséquente la fondation n'est que peu sollicitée.
Dans une forme, de réalisation avantageuse, chaque poutrelle transversale intermédiair 42 est constituée par un fer cornière, dont l'aile extérieure présente des ouvertures 47 et porte à son. bord inférieur un fer plat 49. De plus elle est reliée l'autre ailepar plusieurs nervures 50. Tous les fers plats ont une inclinaison telle que leurs axes 52 forment avec le sens Médian-de l'oscillation du panier de tamisage., un angle aigu 8
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d'environ 4 à la . Le sens médian d'oscillation coïncide avec le.plan qui passe par les axes des bielles transversales 28 et de l'arbre à vilebrequin 13 et a une inclinaison d'environ 2Q à 45 par rapport à l'horizontale.
Au lieu de la forme d'exécution,montrée sur les figures . on peut aussi étayer l'encadrement de renforcement 5 sur la fondation 7 ou le sol, au moyen de bielles et de plus, prévoir un ou plusieurs ressorts dits de.mise à la terre, inclinés de' façon à être perpendiculaires au sens des bielles précitées. On peut aussi ne pas relier les bielles qui'supportent le panier de tamisage, à l'extrémité inférieure à.l'entonnoir 8, mais les relier au moyen d'éléments intermédiaires convenables faisant saillie du profil transversal de l'entonnoir, à l'extréinité supérieure ,au panier, de tamisage et à l'extrémité inférieure, de façon articu- lée, à la fondation.
Dans la forme'de réalisation décrite à titre d'exemple
11 est dit que l'arbre de commande-qui actionne le panier de tamisage est relié à 1-'entonnoir. 'Le dispositif peut également être exécuté de façon relier l'arbre de commande au panier de tamisa.. ge tandis que ses coudes le seraient à l'entonnoir par des bielles.
Toutefois là'forme de réalisation décrite a l'avantage qu'au-dessus du panier de tamisage, seuls les bielles transversales 28 et les dispositifs d'arrosage sont.montés'. de,sorte que du haut le tamis -est, sinon librement'accessible.
'En fonctionnement,. la matière brute à séparer, par exemple du charbon brut, d'un calibre de 0 à 10 mm (charbons fins) est amenée à la partie. 17 de la surf ace-de tamisage. Comme à cet endroit il s'agit d'enlever les boues du charbon brut, c'est-à-dire tamiser les constituants d'un calibre inférieur à environ 0,8 mm, la surface .de tamisage présente une ouverture de fentes correspon- dante. Le charbon brut arrive sur la. partie 17 dans l'eau puis sur la partie 18. Là, sous l'effet des oscillations, il est dirige vers la droite à l'évacuation 4. Dans ce cas. les fers plats 49
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empêchent une montée de l'eau au-dessus des poutrelles intermexdiai- res 42, pendant le mouvèment descendant du panier de tamisage.
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Sans ces fers plats et pendant le mouvement descendant du .panier de tamisage, l'eau serait déviée vers les bords extérieurs des pou- trelles intermédiaires, traverserait, en partie, la surface de tamisage et formerait au-dessus de chaque poutrelle intermédiaire une sorte de paroi élevée perpendiculaire au sens du transport.
De telles parois de barrage seraient préjudiciables au transport dès charbons sur la surface de tamisage. Lors du mouvement descen- dant du panier de tamisage, les fers-plats ont pour effet d'engen- drer une accélération de l'eau dans le sens .de la flèche 56, entré la surface de tamisage et chaque fer plat. La fente agit à la ,manièred'un .ajutage et il est connu que lors du passage par un tel ajutage la pression du liquide diminue tandis que la vitesse augmente. Le courant qui se forme pendant le mouvement descendant ;passe par l'ouverture 47 et la surface de tamisage, en formant un petit angle. En prévoyant des fers plats, il n'y a donc pas de danger de formation d'une zone de pression devant les poutrelles transversales ni de déviation de l'eau perpendiculairement au sens du transport.
Pendant le trajet sur la partie 18 du tamis, le fin charbon est.fortement brassé avec l'eau. Il est ainsi -efficacement détaché du gros. et les constituants d'un calibre d'environ 0,8mm , passent par le tamis. Le charbon restant sur le tamis et quittant l'eau arrive sous les dispositifs d'arrosage 2. A cet endroit, les fines particules qui adhéreraient encore au charbon sont rincées et avec l'eau d'arrosage passent par-le tamis. Le fin charbon ainsi-nettoyé passe par l'évacuation 4-et tombe dans un réservoir séparateur où il est séparé en charbon pur et en terres.
Les boues ayant passé par le tamis se rassemblent en moyenne partie dans la' pointe de l'entonnoir 8 et en sont continuer lement évacuées par l'ouverture du tiroir 37 dans la conduite 36.
Le tiroir est alors ouvert dans une mesure telle que seule une
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partie de 1'eau, celle amenée dans l'entonnoir par lesdispesitifs d'arrosage 2, s'écoule en même temps que les boues par la pointe, tandis aue le restant-est évacué par le trop-plein 16. On veille 3insi à ce que l'entonnoir soit toujours rempli d'eau jusqu'au bord supérieur du barrage 20. L'eau aui passe par ce barrage s'é- .. coule autour du bord inférieur de la cloison 14 dans la chambre 27.
A cet endroit, elle se calme ce qui assure un écoulement régulier ' par le barrage. Dans l'entonnoir il se produit un certain classe- ment de la boue et ¯l'eau entraîne vers'le trop-plein les plus peti- tes particules, par:exemple celles d'un calibre inférieur à 0,2mm.
A la suite de l'endroit, de sortie du réservoir de sépara- tion, pour les produits lavés) c'est-à-dire les charbons purs .et les terres, on prévoit pour chaque produit un tamis (tamis de ,séparation) sous lequel est monté un entonnoir. Les tamis de séparation peuvent, par¯exemple, être exécutés sous forme de tamis à résonance ou de centrifugeuses. Ils servent à tamiser la pulpe entraînée. La pulpe est collectée dans l'entonnoir et retourne en circuit dans le réservoir de séparation.
A chaque tamis de séparation est raccordé un second tamis exécuté comme celui des figs. 1 à 4, mais dont l'ouverture de fentes n'est toutefois que de 0,4 mm. Sur le deuxième tamis, la matière dense adhérant au produit lavé, est rincée et passe par la surface de tamisage. Ce processus se déroule dans le même sens que celui déjà. décrit pour l'enlèvement des boues.du charbon brut, et on comprendra aisément que grâce au double traitement, c'est-à- - dire le brassage avec l'eau et l'arrosage consécutif, les matières denses sont pratiquement lavées.du produit traité.
Dans le schéma, représenté sur la fig. 5, a, b, c dési- gnent des tamis de rinçage correspondant à l'exemple d'exécution des figs. l à 4. Le charbon brut est amené au tamis a. alimenté d'eau fraîche par la conduite u. Sur.ce tamis sont enlevées les . boues du charbon¯brut, Ces boues sont évacuées du système par la. conduite t. Les fins charbons exempts'de boues sont alors dirigés dans le réservoir de séparation d. De celui-ci le charbon
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flottant est évacué sur le tamis d'égouttage e. La pulpe, qui passe ici par le tamis., retourne par la conduite f dans le réservoir de séparation. Le charbon lui-même arrive du tamis e sur le tamis de rinçage b où la matière dense adhérante est enlevée par arrosage.
Enfin le charbon est évacué du système. L'eau venant du tamis b - .et entraînant des matières denses est dirigée par les conduites et h dans un clarificateur i.
Les terres qui descendent dans le réservoir de séparation d'sont évacuées sur un tamis de séparation k où elles sont séparées de la pulpe entraînée. Cette dernière s'écoule par la* conduite m dans la conduite f d'où ensemble avec la pulpe de e elle retournes dans le réservoir de séparation d. Les terres retenues sur le tamis k passent consécutivement 'sur le tamis de rinçage c.
Sur . ce dernier, la, matière dense adhérant encore aux terres est enlevée par arrosage. Tandis que* les terres quittant le tamis de rinçage c sont évacuées du système,* 1'eau sortant du tamis b et contenant la matière dense enlevée par arrosage, passe par la. conduite n dans la conduite h d'où, ensemble avec l'eau de b, ellee arrive dans le clarificateur i.
Dans le'clarificateur,, la matière dense est séparée et s'accumule en une pulpe épaissie. Celle-ci est dirigée par la conduite o dans le réservoir de séparation 4. Du olarifica teur on dérive par la conduite 2 une petite partie de l'eau clarifiée.
Avec l'eau dérivée on retire continuellement une partie des.parti- cules détachées par frottement du charbon et des terres et contenue dans 1' eau clarifiée. De cette manière, on veilla à ce que la pulpe ne puisse être épaissie par ces particules. L'autre partie de cette eau 'clarifiée, la plus grande, retourne en circuit par les conduites,1 et r vers les dispositifs d'arrosage et les tamis de rinçageb et c. Enfin il existe encore une conduite s pour l'eau fraîche. Celle-ci alimente en eau fraîche les dispositifs d'arrosa-' ge des tamis b et c, ,dans une mesure correspondant à la quantité 'retirée de la conduite p et évacuée hors du. système avec les pre- duits lavés...
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Dans les formes de réalisation précitées, à chaque endroit d'évacuation du réservoir de séparation., pour les produite levés, se trouve un tamis, à savoir un tamis de séparation et un ternis de rincage. Cependant, les figs. 6 et 7 montrent une forma de réalisation dans laquelle ces deux tamis sont avantageusement réunis . Dans, ce cas, le tamis de rinçage est constitué par un tamis 60 proprement dit dont les parois latérales présentent chacune à l'extrémité gauche une partie 61 dirigée vers le haut. Quand au reste, le tamis de rinçage correspond exactement à celui de la forme de réalisation des figs. 1 à 4. Entre les parites 61 une surface oblique de tamisage 62 est montée comme ta.mis de sépara- tion.
Elle est par exemple exécutée sous forme de tamis à fentes avec .uneouverture d'environ 0,4 mm et, à l'aide de coins 63, ; elle. est serrée entre des lattes de bois 64 et-des fers cornières
65 longitudinaux. Le produit lavé, par exemple du charbon;, est amené .;sur le tamis de séparation; en même temps que la pulpe, par la goulotte 71. A l'extrémité inférieure du tamis de séparation est montée une goulotte 72. Grâce à cette dernière, le trop-plein du tamis est dirigé dans le panier de tamisage 1. En dessous de la surface de tamisage 62 est prévu un réservoir 66 en forme d'entonnoir et destiné à collecter la pulpe tamisée.
Il est également fixé'à la partie 61 et exécuté de façon que son fond
67 se trouve à une certaine distance au-dessus du trop-plein 16, A la pointe inférieure du réservoir 66 se raccorde, par un élément flexible 68, une conduite 69 par laquelle la pulpe tamisa retourne 'dans le réservoir de séparation.
Dans la forme de réalisation suivant les figs. 6 et 7, le tamis de tamisage accompagne les mouvements)de l'entonnoir du tamis de rinçage, puisqu'il y est fixe. Ceci offre 1'avantage su'il ne faut pas une commande particulière pour le tamiede séparation. En outre, en plus du réservoir 66, le tamis 'le sera . -:;ion et la pulpe (111.'il$ contiennent font partie de la contre-messe du tamis de riacage. Comme déjà dit, celle-ci est avattageuse est
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5 'à 10 fois plus importante que la masse du panier de tamisage 1.
Le panier de tamisage, le réservoir et la pulpe qu'il contient facilitent donc la réalisation du rapport précité.
11 n'est pas absolument nécessaire, vue le réservoir soit fixé à l'entonnoir 60 et oscille donc avec lui. On peut, ...traire fixer le réservoir sur la fondation.-
Dans l'entonnoir 8 ou 60 du tamiade rinçage, les matières denses tombent rapidement au fond sous l'effet des oscil-
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làtions qu' exécute. 1' entonnoir. On peut. ainsi régler le tiroir 37 de manière que les matières denses se rassemblent*dans la pointe de l'entonnoir, pour former une pulpe dont la densité corresponde
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celle du liquide dense, dans le réservoir de sê-paration,.,'On peut.alors diriger la pulpe de la pointe de l'entonnoir directement dans;le réservoir de séparation, c'est-à-dire sans passer par le clarificateur.
Dans ce cas donc, seule l'eau qui passe par le , barrage de l'entonnoir, est dirigée dans le clarificateur. En procédant de cette manière, on sollicite considérablement moins le clarificateur.
REVENDICATIONS 1,- Procédé de séparation de minéraux par flottation et sédimentation, dans lequel chacun des produits lavés eat dirigé ensemble avec la pulpe; sur un tamis (tamis d'égouttage);, ' ' tandis que consécutivement la matière dense adhérant au: produit
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est enlevée par arrosage sur un autre tamis (tamis de :rinçage) caractérisé en ce qu'on utilise, un tamis dont -la stirface: Id' , ' 1 r tamisage travaille partiellement d8 l'eau tan.dï4â,e'.,p',;' t Il Il \\\, de cett'e surface, sortant de l'eau, et de laqUel'le,'"J.e1 ptÓ t, ést évacué, est pourvue de dispositifs d'arrosage. i'' \1,1'".1,',\,\1 \i,.
2.- Procédé de séparation de minéraux pax, :l.r't, et sédimentation suivant la revendication 1,, caractérisé ce que
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le produit brut est également dirigé sur.un tamis oscillant 1 dont la surface de tamisage travaille partiellement dans l'eau, tandis
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que la partie de cette surface, sortant de l'eau, et de laquelle le produit est évacué, est pourvue de dispositifs d'arrosage.
3. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. suivant la revendication 1, 'caractérisé en ce qu'à la suite des endroits d'évacuation du réservoir de séparation, pour les produits lavés, est monté pour chacun d'eux un tamis de séparation de la pulpe entraînée (tamis d'égouttage) et à chacun de ces tamis se raccorde un autre tamis (tamis de rinçage) en dessous duquel est monté un entonnoir, et le panier de tamisage de ce tamis est raccordé à l'entonnoir au moyen de bielles, par exemple des bielles élastiques, tandis que de son côte l'entonnoir est rellé à la fondation par des ressorts'et est rempli d'eau dans une mesure telle que sa surface de tamisage soit partiellement immergée dans l'eau, la commande du'panier de tamisage étant montée sur'l'entonnoir,
et au-dessus de la partie de la surface de tamisage, sortant de l'eau, :et par: où le produit quitte le tamis, sont montés des dispositifs d'arrosage. ..
4. - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le tamis d'égouttage est fixé directement à l'entonnoir du tamis de rinçage.