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Cette invention concerne la séparation de matières de poids spécifiques différents et se rapporte à un procédé et un appareil du genre où le produit déposé lors d'un premier traitement par sédimentation et flottation des matières con- sidérées est soumis à une nouvelle séparation par sédimentation et flottation pour enlever les produits moyens d'une masse de particules solides finement divisées en suspension dans un liquide.
Le but de la présente invention est de procurer un procédé et un appareil perfectionnés et simplifiés permettant d'obtenir un rendement plus élevé et de réduire les frais d'en- tretien et d'exploitation.
Suivant cette invention, le procédé de séparation des matières solides de densités variables au moyen d'une suspension
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de particules solides finement divisées dans un liquide consiste à amener les matières à séparer dans un séparateur d'un côté de celui-ci et à introduire une suspension liquide moins dense du même côté du séparateur en substance près de la surface et à retirer simultanément du côté opposé du séparateur une quan- tité appropriée de cette suspension liquide moins dense et de la matière qui y flotte de manière à obtenir une première séparation par sédimentation et flottation,
à introduire séparément une suspension liquide plus dense de particules solides finement divisées dans le fond du séparateur en créant ainsi une barrière ou un rideau approximativement horizontal de suspension liquide plus dense, à soumettre le produit sédimentaire de la première séparation par sédimentation et flottation à une deuxième séparation par sédimentation et flottation à l'endroit de cette barrière et à retirer d'un bras séparé du séparateur une quanti- té appropriée de suspension liquide d'une densité comprise entre celles des suspensions liquide plus dense et moins dense et les matières qui y flottent.
L'invention procure en outre un appareil séparateur approprié pour l'exécution du procédé mentionné ci-dessus.
Cette installation comprend un réservoir de section transversale décroissant de haut en bas, un dispositif pour introduire dans .le réservoir les matières à séparer et la suspension moins dense sensiblement près de la surface de la suspension liquide, un dispositif pour retirer du réservoir le produit flottant de la première séparation par sédimentation et flottation, un dispositif pour introduire dans le fond du réservoir une suspension plus dense, un dispositif pour retirer d'un bras de ce réservoir un liquide de densité intermédiaire entre celles des liquides plus dense et moins dense introduits dans le réservoir et le produit flottant de la seconde séparation par sédimentation et flottation et un dispositif pour retirer du réservoir le produit
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sédimentaire de la seconde séparation par sédimentation et flottation.
De préférence le produit sédimentaire de la seconde @ ,.'ration de séparation par sédimentation et flottation est ré du même côté du séparateur que celui où la matière à séparer a été introduite.
Dans les dessins annexés:
Fig. 1 montre schématiquement une forme d'exécution du séparateur suivant cette invention, applicable au lavage du charbon.
Fig. 2 montre schématiquement une installation d e lavage de charbon comportant un séparateur comme celui représenté sur la Fig. 1.
Comme le montre la fig. 1, un réservoir 1 possède deux parois 2 et 3 convergeant vers le bas et est pourvu au-dessous des parois 2 et 3 d'un bras 4, appelé tube à produits moyens, et d'un bras 5 situé du côté opposé pour retirer le produit sédimentaire final, c'est-à-dire leproduit final de la seconde séparation par sédimentation et flottation. Un tuyau 13 sert à introduire une suspension liquide moins dense près de la surface du liquide dans le réservoir 1, tandis que la matière brute, dans ce cas le charbon brut, est introduite près de la surface de la suspension liquide dans le même réservoir par un transporteur à courroie 32. Un transporteur à palettes 12 retire du réservoir 1 le produit flottant de la première séparation et le décharge. par une goulotte 11.
Le bras 4 s'élargit à la partie supérieure pour recevoir un transporteur à palettes 14 qui décharge le produit de la seconde séparation par une goulotte 15, tandis qu'une ouverture 33 permet le déversement trop-plein du liquide du bras 4. Le lipide de la partie supérieure du réservoir 1 déborde dans une ouverture 34. Le bras 5 du réservoir contient un élévateur 8 de produit sédimentaire qui retire le produit sédimentaire final et le décharge par une goulotte 9. Les tuyaux 7
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et 10 servent à l'admission de liquide plus dense au fond du réservoir 1.
Le système fonctionne comme suit:
Le liquide moins dense est introduit par le tuyau-13 pour remplir le réservoir 1 jusqu'au niveau de l'ouverture 34.
Le liquide plus dense est introduit par le tuyau 7 dans le bras 5. La densité étant plus élevée, ce liquide descend à un niveau plus bas que le liquide du réservoir 1 et une barrière ou un rideau approximativement horizontal se forme en 36 entre les deux liquides. Comme il ne se produit pas d'évacuation nota- ble du liquide plus dense, sauf la quantité relativement faible enlevée en même temps que le produit sédimentaire final par l'élévateur 8, le liquide plus dense se mélange au liquide moins dense dans le bras 4 et par suite des quantités prédé- terminées de liquides admises, un mélange des deux liquides, -d'une densité intermédiaire, s'élèvera dans le bras 4 et se déversera par l'ouverture 33.
La matière brute, c'est-à-dire le charbon, qui est admise dans le réservoir 1, juste au-dessus du niveau du liquide, est séparée par une première opération de sédimentation et flotta* tion dans la suspension moins dense en produit sédimentaire et produit flottant. Le produit flottant suit généralement le parcours indiqu é par la flèche 16 et est enlevé par le transporteur à palettes 12.
Le produit sédimentaire du bain de première séparation descend dans le réservoir en deux courants principaux. Le produit le plus lourd se déplace le long de la paroi 2 en suivant généralement le parcours indiqué par la flèche 18, passe à travers la barrière 36 et est enlevé par l'élévateur 8, tandis que la matière plus légère se déplace généralement suivant le parcours indiqué par les flèches 17 qui est plus rapproché de la paroi 3. Le produit sédimentaire final ne tend pas de cette façon
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à gêner la seconde séparation par sédimentation et flottation.
Cet- te matière plus légère est soumise à la seconde séparation par sédimentation et flottation en 36 et l'enlèvement des matières flottantes de cette seconde séparation au-delà du rideau ou de la barrière 36 est secondé par le liquide qui s'élève dans la branche 4, les matières flottantes étant ensuite enlevées par le transporteur à palettes 14.
Le mouvement de la suspension liquide plus dense introduit en 7 est indiqué par les flèches 20 et 22. Si l'on désire admettre le liquide plus dense en 10,.celui-ci suivra généralement le parcours indiqué par la flèche 21, mais on a trouvé que l'admission en 7 est souvent suffisante.
La répartition approximative des liquides séparateurs moins dense, plus dense et de densité intermédiaire dans le réservoir 1 et les bras ou branches 5 et 4 est indiquée sur le des- sin par les hachures croisées et inclinées, mais l'invention n'est pas limitée à la répartition précise indiquée des différents liquides.
Les dispositifs d'amenée et de récupération de liquide ou agent séparateur sont représentés sur la fig. 2.
L'agent séparateur est contenu dans un récipient 28 et est élevé à l'aide d'une pompe 29 par.un tuyau 30 dans un épaississeur 31 où sont obtenues une fraction plus dense et une fraction moins dense de l'agent, cette épaisseur étant avantageu- sement un cyclone de construction connue. La fraction plus dense de l'agent obtenue par l'action de l'épaississeur 31, est envoyée à un récipient 35. Celui-ci est pourvu, dans le fond, d'une valve 6 pour commander le débit de l'agent plus dense qui est amené à la partie inférieure du séparateur par le tuyau 7. Le restant de l'agent plus dense déborde du récipient 35 et passe dans un récipient à liquide moins dense 61.
L'agent moins dense de l'épais- sisseur 31 est envoyé par un tuyau 62 et un tube en caoutchouc 63,
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partiellement dans un compartiment 64 et partiellement dans un compartiment 65 d'une boite diviseuse ou bien dans le compartiment 64 seul ou dans le compartiment 65 seul, suivant la position, ;:l'un levier de commande 66. La position de ce dernier est réglée à la main ou automatiquement par le poids spécifique de l'ayant
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plus #nse dans le récipient 35 pour J111:d ut,"ni.!' .1H,} rl;!:1.n i G-) déterminée.
L'agent moins dense du nt 1-ir..T',i: :J;' jM::': '].!1:1 le récipient d'agent moins dense 61 et l':-twmL (1 oo:;n--;.rta-:o.'t1. 6/ passe dans le récipient d'agent plus Ùd1fk 3 où 3 si. :F'. ¯ : :r> avec l'agent plus dense de manière à obtenir le w> #'#".'" 80:}'.fi.'\1( prédéterminé. L'agent moins dense venant du réclpient 61 passe
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par le tuyau 67 dans le tuyau 1.. le dÔ-bi5 4 -, ,-:.::;; ,¯.,;.1 '- .... ¯ . valve 68 et la partie de l'agent moins dense qui déborle de récipient 61 est ramenée au récipient 23 par en @ 23.
Le
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séparateur peut être charge dira c tarent par 1.?. ,!,;:i':' '1-u. ré- cipient 28 si une valve r^.r.,a 3¯r,. . ouverte 60 ¯. -.ir/au 30 est fer- bisée et si une valve IlCl:i:-¯i?i?:'i". n-,r¯':.. 24 est 01J.';:rt3 pour permet- tre le passage dans le tuyau 67.
L'agent moins dense amené au tuyau 13 s'écoule en @@@tie
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de haut en bas dans le réservoir 1 et en P)l' :;1-3 'à.",.,. S;T l'S' ?:YTI à ce dernier, en se déversant du récipient dans le tuyau 34 pour retourner dans le récipient 28. L'agent plus dense du ré- cipient 35 passe par un tuyau 7 au sonnet de .'la branche inclinée 5 ainsi que par le tuyau 10 au fond de celle-ci, si on le désire.
Les produits de la séparation quittant, le séparateur par les goulottes 9, 11 et 15. respectivement passent sur les tamis 37, 70 et 71 sur lesquels ils sont rinces au moyen d'eau et l'eau passant au travers des tamis se rend par des tuyaux 38 et 39 à un écran 40 sur lequella matière fine est enlevée. Le liquide et les particules solides passant à travers le tamis 40 se rendent dans un récipient 41 pnr un tuyau 42 et sont
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pompés dans un cône débourbeur 43 à l'aide d'une pompe 45 par un tuyau 44, leur séparation étant effectuée dans ce cône 43 par un dispositif magnétique.
La matière aimantée qui tombe au fond du cône 43 est refoulée par une pompe 46 dans un appareil de désaimantation 47 qui désaimante l'agent magnétique, lequel passe alors par un tuyau 48 dans une boite diviseuse 49 qui est commandée par un levier 50. Une partie de l'agent retourne dans le récipient 43 et une partie est ramenée par un tuyau 51 au récipient 28, suivant la position du levier 50, qui est réglée par le poids spécifique de l'agent à la partie inférieure du récipient 43.
Le poids spécifique de l'agent séparateur dans le ré- servoir 1 est réglé de manière à commander l'admissiond'eau fraîche par un tuyau 53 et une valve 54.
Le trop-plein du récipient 43, qui est constitué d'eau pratiquement exempte d'agent, passe par les tuyaux 55 et 56 et augmente la quantité d'eau sur les tamis 37, 70 et 71.
La matière aimantée qui se trouve au fond du récipient 43 peut être envoyée si on le désire par une valve normalement fermée 57 etun tuyau 58 dans le récipient 28.
Si les leviers 50 et 66 des boites diviseuses et la valve 54 sont commandés automatiquement, leur fonctionnement peut être convenablement enregistré sur un tableau d'instruments 60 qui peut aussi enregistrer le poids spécifique de l'agent à chaque phase.
Les quantités de matières employées dans une opération typique de lavage de charbon-employant l'appareil décrit sont indiquées ci-après à titre d'exemple, sans que l'invention soit limitée par les chiffres cités.
Si le volume de liquide admis est convenablement pré- déterminé, il n'y aura pas de déversement de liquide de densité élevée dans le bras 5 et aucune disposition ne doit être prévue
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à cet effet.
85 gallons par minute de suspension liquide de faible densité sont introduits par le tuyau 13 et 55 gallons par minute débordent par l'ouverture 34.30 gallons par minute descendent dans la masse du bain pour se mélanger à 30 gallons par minute de suspension liquide de densité élevée introduits par le tuyau 7 du bras 5.30 gallons par minute de la suspension de densité élevée se mélangent à 30 gallons par minute de suspen- sion de faible densité circulant de haut en bas dans la masse du bain pour produire 60 gallons par minute d'une suspension de densité intermédiaire débordant par l'ouverture 33.
Si 20 tonnes par heure de charbon brut d'une certaine qualité sont amenées dans le bain, 17,5 tonnes par heure flottent sur la suspension liquide de faible densité, 1,89 tonnes par heure flottent sur la barrière ou le rideau de densité élevée et passent dans le bras 4 d'où elles sont évacuées au moyen du transporteur à palettes 14 par l'ouverture 15 tandis que 0,65 tonnes par heure de sédiments (schistes) sont retirés par la branche 5.
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