<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative à un procédé pour la sépa- ration de particules solides selon leur poids spécifique dans un hydrocyclone de lavage à 'l'aide d'une suspension de ma- tière aimantable, dans lequel procédé la suspension adhé- rant aux particules séparées est rincée sur un tamis à mailles assez grandes et les grosses particules non-magné- tiques sont séparées, sur un tamis à' mailles plus fines, de la suspension diluée ainsi obtenue, la suspension étant en- suite divisée dans un épaississeur en une fraction épaissie qui est ramenée à l'hydrocyclone de lavage et en une frac- tion de trop-plein contenant les particules très fines non- magnétiques qui est: au moins partiellement évacuée du systè- me.
Dans ce procédé connu, les particules non-magnéti- ques qui ont plus d'environ 150 #, sont séparées de la sus- .pension sur le tamis et les particules qui ne se déposent pas et qui ont une grosseur de grain inférieure à environ 50 # sont évacuées dans le trop-plein de l'épaississeur.
Cependant, une grande partie de la fraction de particules de grosseur comprise entre 50 et 150 # n'est pas évacuée, mais elle se déoose dans l'épaississeur d'où elle est ramenée au dispositif de séparation.
@ Comme la matière à séparer entraîne toujours des particules ayant des dimensions, la concentration de ces particules dans la suspension et en conséauence la viscosi- té de la suspension seront élevées. Lors de l'application du procédé connu, il est dans maints cas impossible de sépa- rer les particules très fines du selon leur poids
<Desc/Clms Page number 2>
spécifique. C'est pourquoi la matière à traiter est conduite avant d'entrer dans le dispositif de séparation sur des tamis d'où les fines particules sont séparées par rinçage.
Ces tamis sont soumis à une forte usure si bien qu'il est nécessaire de les remplacer souvent, Par ailleurs, les grosses particules rincées entraînent une grande quantité d'eau dans le dispositif de séparation, ce qui nécessite un épaississement ou concentration très intense de la suspension de séparation pour compenser la dilution du liquide de séparation occasionnée par l'amenée de l'eau. Pour la séparation des fines particules, il faut utiliser une installation de'flottation. En raison des appareils nécessaires et de l'encombrement de ces appareils ainsi que la consommation élevée d'agents de flottation, les frais entraînés par une séparation distincte des fines particules sont très élevés.
L'invention a pour objet un procédé dans lequel la suspension est épurée de façon telle qu'on peut traiter ke mélange total, y compris les particules les plus fines, dans le même dispositif de séparation. On n'a alors plus besoin de déschlammer la matière brute et de traiter les fines particules dans une installation de flottation.
Ceci est réalisé par le fait que, selon l'invention, on ajoute à la suspension amenée à l'épaississeur, une quantité de liquide telle et/ou on choisit les dimensions de l'épaississeur de faon telle qu'à l'intérieur de l'épaississeur se forme un courant tel qu'une partie importante des particules non-magnétiques se trouvant dans la suspension, particules dont la grosseur de grain est égale ou légèrement inférieure à la grandeur effective des mailles du tamis sur lequel la suspension rincée est tamisée, est entraînée dans le trop-plein de 1'épaississeur, au moins une partie
<Desc/Clms Page number 3>
de ce trop-plein étant ensuite aliénée à un séparateur magné- tique pour la récupération des particules magnétiques qui sont recyclées ,
les particules non-magnétiques étant éva- cuées dans la fraction restante.
Etant donné que le courant dans l'épaississeur est plus fort, la suspension soutirée ne contient que peu de particules non-magnétiques. Cependant, le trop-plein de l'épaississeur contient, en plus'de la majeure partie des @ particules non-magnétiques, des particules de magnétite qui sont entraînées par le courant engendré dans l'épaississeur.
Ces dernières particules sont récupérées par voie magnétique. il est pourtant inutile de traiter le trop-plein dans un séparateur magnétique séparé.,Conformément à l'invention, le .trop-plein de l'épaississeur peut être amené au séparateur magnétique dans lequel- on traite ;le trop-plein du tamis sur lequel la suspension rincée est tamisée. Dans le cas du lavage de charbon, on traite le trop-plein de l'épaississeur ensemble avec le trop-plein du tamis sur lequel la suspen- sion rincée du charbon lavé est tamisée.
Ceci présente encore l'avantage secondaire de diluer la suspension amenée au séparateur magnétique, de sorte que le rendement .-'est plus élevé.
Dans le procédé connu où le trop-plein de l'épais- sisseur n'est pas trait,' dans un séparateur magnétique, il importe que la totalité de la magnétite se dépose. Ceci né- cessite l'emploi d'épaississeurs ayant une grande surface de clarification, donc un grand diamètre. Comme le fait que le trop-plein contient des particules magnétiques ne con- stitue pas un inconv nient dans le- procédé suivant l'inven- tion, on peut utiliser un épaississeur plut;
petit, ce qui constitue ,un avantage important.
@i delà suspension non diluée est enlevée des frac-
<Desc/Clms Page number 4>
tions séparées avant qu'elles soient conduites sur un tamis de rinçage, on préfère tamiser la suspension. non diluée à la même grosseur de crains que la suspension diluée pendant la séparation des grosses particules non magnétiques.
EMI4.1
Pour décharger le tamis d' é>;outtage, il importent dans ce cas, de conduire les fractions séparées sur un tamis d.'égouttage à mailles assez grandes, à partir duquel le trop-plein est amené au tamis de rinçage et le menu est traité sur un tamis dont là maille correspond à celle du tamis sur lequel on traite la suspension diluée.
Lorsqu'on utilise un excès de liquide, on préfère l'amener sous forme d'eau oure aux gicleurs des tamis de rinçage. Ainsi, la quantité de suspension qui se perd en adhérant aux narticules séparées diminue. Dans le cas où l'on veut séparer aussi les fines particules, l'emploi de la Quantité supplémentaire d'eau ne présente pas de désavan- tage, puisqu'on utilise aussi de gr&ndes quantités d'eau nour le déschlammage préalable et la flottation à l'écume dans le nrocédé connu.
Avec un épaississeur, qui a d'abord été chargé nor- malement et a ensuite été surcharge, on a obtenu les résul- tats suivants :
EMI4.2
t z...-,-.¯¯ 'l'rop-01eÍn en 1'- de l'amenée Soutirage en >j de l'ameute 1-a ;ttti- Particules Hagnéti- Particules te non-1I1a'1l:tifJ.ues te non-magn±tiques u-1UU J 1()U-IDU/u 0-100 u 100-1)Ot
EMI4.3
<tb>
<tb> Chargé
<tb>
EMI4.4
normalement : 0 51 ib 100 49 zur surchargé : 3 (% 70 . 97 18 30
<Desc/Clms Page number 5>
Ces chiffres prouvent que la teneur en particules non-magnétiques dans le soutirage diminue quand l'épaissis- seur est surchargé et que la teneur en magnétite du trop- plein augmente.
L'invention sera expliquée ci-après à l'aide de l'exemple de réalisation reproduit sur les dessins ci-an- nexés, dans lesquels : - la figure 1 est un' schéma d'un lavoir de charbons, et, - la figure 2 représente une modification d'un détail de ce schéma.
Sans en avoir au préalable enlevé les particules les plus fines, on amène du charbon brut d'une grosseur de grain de 0-10 mm en A au réservoir 1. De là, on amène cette matière, avec une suspension de magnétite du poids spécifique voulu, sous pression, par une conduite 2 à un hydrocyclone 3. La grosseur de grain maximum de la magnétite est de 100 ,u.
On peut obtenir la pression nécessaire à l'aide d'une pompe ou en disposant le réservoir à une certaine hauteur au-des- sus de l'hydrocyclone. Dans l'hydrocyclone, on sépare le mélange à traiter en une fraction de charbon lavé qui sort de l'hydrocyclone en compagnie d'une certaine quantité de suspension par un orifice Drévu à la base de l'hydrocyclone et en une fraction de schistes lavés qui sort de l'hydrocy- clone en compagnie d'une certaine quantité de suspension par un orifice établi au sommet de l'hydrocyclone.
On amène le charbon lavé à un tamis courbe 4 ayant une largeur de fente de 0,3 mm . Comme décrit dans le bre- vet d'invention belge n 530.879, le menu de ce tamis con- tient, outre du liquide, principalement des particules dont la grosseur de grain est inférieure à la moitié environ de la largeur de fente, donc en l'occurence inférieure à 150 n.
<Desc/Clms Page number 6>
Ce menu est recueilli dans un récipient 5 disposé en dessous du tamis courbe et le trop-plein du tamis courbe est conduit sur un tamis vibrant 6 sur lequel le charbon lavé est rincé par des gicleurs 7 pour enlever la suspension qui y adhère. Le rinçage s'effectue avec de l'eau pure. La maille du tamis est de 0,5 mm, si bien que dans le récipient
8 disposé en dessous du tamis on recueille une suspension diluée qui contient, outre les particules de magnétite, des particules non magnétiques, en majeure partie des particules de charbon, jusqu'à une grosseur de grain de 0,5 mm.
Les schistes lavés sont amenés sur un tamis courbe
9 qui a aussi une largeur de fente de 0,3 mm. Dans le réci- pient 10 disposé endessous du tamis courbe on recueille de la suspension non diluée et des particules de schistes de moins de 150 #. Le trop-plein du tamis courbe est rincé sur un tamis Vibrant 11 d'une largeur de fente de 0,5mm en amenant de l'eau pure par des gicleurs 12. La suspension diluée recueillie dans le récipient 13 contient alors des particules de magnétite et des particules non magnétiques, mais en majeure partie des particules de schistes, plus petites que
0,5 mm. Les fractions lavées de charbon et de schistes de 0,5-10 mm sont évacuées en B et en C, la suspension non diluée recueillie dans les récipients 5 et 10 étant amenée par une conduite 14 à l'épaississeur 15.
La suspension diluée se trouvant dans le récipient 8 est conduite dur un tamis courbe 16, qui a également une largeur de fente de 0,3 mm. Dans le récipient 17 monté en dessous de ce tamis courbe, on recueille alors une suspen- sion diluée qui contient, outre la magnétite, des particules non magnétiques plus petites que 150 u. Le trop-plein du tamis courbe contient, outre les particules non-magnétiques plus petites que 0,5 mm, de la magnétite. Pour récupérer
<Desc/Clms Page number 7>
cette magnétite, le trop-pleinest amené par une conduite 18 à un séparateur magnétique 19. La suspension diluée se trouvant dans le récipient 13 est conduite sur un tamis co,ur,- be 20 d'une largeur de fente de 0,3 mm.
Dans le récipient 21 se trouvant en dessous de ce tamis courbe, on recueille une suspension diluée qui contient, outre de la magnétite, des particules non magnétiques plus petites que 150 u; cette suspension étant conduite avec la suspension du réêipie.nt 17 par une conduite 22 vers l'épaississeur. Le tropplein du tamis courbe est conduit par une conduite 23 à un séparateur magnétique 24 pour récupérer les particules magnétiques se trouvant encore dans ce trop plein.
L'épaississeur 15 est constitué par un récipient pointu dont le diamètre est relativement faible par rapport aux épaississeurs Dorr qu'on emploie normalement à cet effet. A la pointe de ce récipient pointu on évacue de la suspension épaissie qui au moyen d'une pompe 25 est transportée par la conduite 26 vers le réservoir 1. Comme ka quantité d'eau pure de rinçage projetée sur les tamis 6 et 11 est très grande, beaucoup de liquide s'écoule en 27 par dessus le bord du trop-plein. Le diamètre de l'épaississeur étant faible, il se produit à l'intérieur de l'épaississeur un courant tel que les particules à faible vitesse de chute, donc les particules non magnétiques d'une grosseur de grain allant jusqu'à 150 # qui sont amenées à l'épaississeur, s'écoulent par dessus le bord du trop-plein.
Bien qu'elles soient plus fines que 100 #, les particules de magnétite ont une plus grande vitesse de chute. Ceci est dû, d'une part, au poids spécifique élevé et, d'autre part, du fait qu'elles se trouvent à l'état aimanté. Les particules de magnétite s'agglomèrent alors en flocons qui se déposent rapidement
<Desc/Clms Page number 8>
dans l'épaississeur. Pour maintenir les particules de magnétite dans cet état aimanté, on a disposé dans la conduite 2 une bobine 28 à travers laquelle la quantité totale de la suspension doit passer. Cette bobine peut être montée en un autre endroit approprié, par exemple dans la conduite 26 ou dans les conduites d'alimentation de l'épaississeur.
Dans l'hydrocyclone de lavage 3, il importe peu que la magnétite soit aimantée, puisque les forces de cisaillement quise produisent entre les couches de liquide en rotation dans l'hydrocyclone empêchent la floculation de la magnétite.
Outre les fines particules. de charbon et de schistes,' le trop-plein 27 de l'épaississeur contient une petite quantité de fines particules de magnétite qui ne sont pas suffisamment aimantées ou quin pour d'autres raisons, n'ont pas formé des flocons. C'est pourquoi le trop-plein est amené au séparateur magnétique 19 pour récupérer ces particu- les. Dans le séparateur magnétique, on recueille, dans le réservoir 29, une fraction qui contient la magnétite se trouvant dans la fraction amenée par le trop-plein 27 et par la conduite 18. Au moyen d'une pompe 30, cette fraction est transportée par une conduite 31 dans un récipient 82 Les particules de magnétite se trouvant dans cette fraction ont alors l'occasion d'arriver, en passant par le tamis 16 et le récipient 17, dans l'épaississeur 15, afin d'y être épaissies.
La fraction non-magnétique séparée par le séparateur magnétique est recueillie dans un réservoir 32 et est évacuée en D.
La matière amenée par la conduite 23 est séparée, dans le séparateur magnétique 24, en une fraction qui contient la magnétite se trouvant dans cette matière et en une fraction qui contient les particules de schistes jusqu'à
<Desc/Clms Page number 9>
0,5 mm. La fraction de magnétite est recueillie dans un ré- servoir 33 et transportée au moyen d'une pompe 34 et par une conduite 35 vers le récipient 13. La fraction de schistes est recueillie dans un réservoir 36 et est évacuée en E. On a prévu une conduite 37 pour l'amenée d'eau servant à diluer la suspension amenée au séparateur magnétique.
Dans l'exemple de réalisation décrit, plusieurs vari- antes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.
C'est ainsi qu'il est possible par exemple que la fraction de magnétite provenant des séparateurs magnétiques 19 et 24 soit utilisée, éventuellement après avoir été diluée, comme @ liquide d'arrosage sur les tamis 6 et 11. Ensuite, au lieu de rincer avec de l'eau.pure seule, il est possible de rin- cer les fractions lavées d'abord avec de l'eau clarifiée ou avec du liquide provenant du trop-plein de l'épaississeur et ensuite avec de l'eau pure. Quand on rince avec du liquide du trop-plein de l'épaississeur, une partie de ce trop-plein est transportée au moyen d'une pompe 38 et par une conduite 39 vers les gicleurs 40 se trouvant au-dessus du tamis 6.
Quand on rince avec de l'eau clarifiée celle-ci peut être fournie par des dispositifs de déshydratation non représentés destinés aux fractions D et E. Quand la teneur en particules très fines de l'amenée le permet, la suspension non diluée se trouvant dans les récipients 5 et 10 peut être ramenée en- tièrement ou en partie au réservoir 1 sans passer par l'é- paississeur 15.
Comme l'exemple de réalisation le prouve, on n'a dans le procédé selon l'invention à traiter dans les séparateurs magnétiques qu'une faible partie de la suspension de manp- tite àApurer. Ceci constitue un avantage très important de l'invention par rapport au procède connu, puisqu'il permet de réduire considérablement les partes de magnétite alor.
<Desc/Clms Page number 10>
que la quantité de particules non-magnétiques qui est remi- se en circulation avec la magnétite récupérée dans le sépa- rateur diminue considérablement.
EXEMPLE. -
Pour un lavoir convenant au lavage de 100 tonnes de charbon brut à l'heure, dont 70 tonnes avaient plus de 0,5 mm et 30 tonaes moins de 0,5 mm, on a employé les appareils suivants : Dispositif de séparation 3 ; hydrocyclones ; grand diamètre : 350 mm ; au sommet : 20 ; pression d'amenée : 1,7 atm surpression.
Tamis 4 : deux tamis courbes de 1500 x 800 mm ; arc sous- tendu : 60 , largeur de fente : 0,3 à 0,4 mm.
Tamis 6 : deuxtamis à secousses de 4' x 12'; largeur de fente 0,5 mm.
Tamis 16 : deux tamis courbes comme tamis 4.
Tamis 9 : un tamis courbe de 1000 x 800 mm ; arc sous-tendu :
60 ; largeur de fente :'0,3 x 0,4 mm.
Tamis 11 : un tamis à secousses de 3' x 12'; largeur de fen- te : 0,5 mm.
Tamis 20 : comme tamis 9.
Séparateur 19 : deux séparateurs magnétiques de 4' de large.
Séparateur 24 : un séparateur magnétique de 1' de large.
Epaississeur 15 : un récipient pointu d'un diamètre de 3 m.
On a obtenu les produits suivants : En B, 50 t/h de charbon plus '--ros que 0,5 mm.
En C, 20 t/h de schistes plus gros que 0,5 mm.
En D, 25 t/h de particules non magnétiques, en majeure par- tie du charbon plus petit que 0,5 mm.
En E, 5 t/h de particules non magnétiques, en majeure par- tie des schistes plus petits que On5 mm.
Au total : 100 t/h de produit lavé.
<Desc/Clms Page number 11>
La consommation d'eau, s'est établie comme suit :
Amenée d'eau pure au tamis 6 : 119 m3/h.
Amenée d'eau pure au tamis 11 : 35 m3/h.
Amenée d'eau pure par la conduite 37 : m3/h.
Quantité totale d'eau amenée : 159 m3/h.
Quantité d'eau évacuée avec produit B :15 m3/h.
" " " " " C : 4 m3/h.
" " " " " li : 125 m3/h " " " ' " " E : 15 m3/h.
Séparateur magnétique 19 :
Amenée 18 : 25 t/H de particules non magnétiques en majeure partie du charbon, 5 t/h de magnétite et 40 m3/ h d'eau.
Amenée 27 du trop-plein de l'épaississeur :: 5 t/h de particu- les non magnétiques, 1 t/h de magnétite et 100 m3/h d'eau.
Evacuation en D : 25 t/h de particules non magnétiques en majeure partie du charbon et 125 m3/h d'eau.
. Evacuation 31 : 5 t/h de particules non magnétiques, 6 t/h de magnétite et 15 m3/h d'eau.
Séparateur magnétique 24 :
Amenée 23 : 5,5 t/h de particules non magnétiques en majeure partie des schistes, 1,5 t/h de magnétite et
12 m3/h d'eau.
Amenée 37 : m3/h d'eau pure.
Evacuation en E : 5 t/h de particules non magnétiques en majeure partie des schistes et 15 m3/h d'eau.
Evacuation 35 : 0,5 t/h de particules non magn'tiques, 1,5 t/ h de magnétite et 2 m3/h d'eau.
<Desc/Clms Page number 12>
Epaississeur 15 : Amenées 14 et 22 : 4 300 m3/h d'eau, 151,5 t/h de magnétite et 10 t/h de particules non magnétiques Trop-plein 27 : 100 m3/h d'eau, 1 t/h de magnétite et 5t/h de particules non magnétiques.
Trop-plein 39 : 50 m3/h d'eau; 0,5 t/h de magnétite et 2,5 t/h de particules non magnétiques.
Soutirage 26 : 150 m3/h d'eau, 150 t/h de magnétite et 2,5 t/h de particules non magnétiques.
Dans l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, le produit total est conduit sur dès tamis 4 et 9 à fines mailles pour éviter que les grosses particules non magnétique soient ramenées avec la suspension non diluée dans le cir- cuit de séparation.
La figure 2 donne un exemple de réalisation produi- sant le même résultat sans que la quantité totale des parti- cules séparées soit conduite sur les tamis fins. Danscet exemple, le charbon séparé est amené à un tarais courbe 4' d'une largeur de fente de 1 mm. Le trop-plein de ce tamis courbe s'écoule vers le tamis de rinçage 6 et la fraction recueillie dans le récipient 5' qui contient alors, outre de la magnétite, de fines particules de charbon plus petites que 0,5 mm, est conduite sur un tamis courbe 41 qui a une largeur de maille de 0,3 mm.
Le tamis fin n'est donc pos chargé par les 50 t/h de charbon gros évacué en B. le menu du tamis 41 qui con- tient, outre de la magnétite, des particules lion magnétiques plus petites que 150 #, est recueilli dans un récipient 42 et, comme décrit plus haut, alitent par la conduite IL.. à l'épaisisseur 15. Le trop-plein 43 du tamis peut être amené directement nu séparateur magnétique 19 ou bien, comme la figure l'indiaue, il peut; être conduit sur le tamis courbe
<Desc/Clms Page number 13>
16 avec la suspension diluée provenant du récipient 8. Il va sans dire que la fraction de schistes peut être traitée de la manière décrite ci-desaus pour la fraction de charbon.
REVENDICATIONS.-
1.- Procédé pour la séparation de particules solides selon leur poids spécifique dans un hydrocyclone de lavage l'aide d'une suspension de matière aimantable, dans lequel procédé la suspension adhérant aux particules séparées est rincée sur un tamis à mailles assez grandes et les grosses particules non magnétiques de la :
suspension diluée ainsi obtenue sont séparées sur un tamis à mailles plus fines, après quoi la suspension est séparée dans un épaississeur en une fraction épaissie qui est ramenée à l'hydrocyclone de lavage et en un trop-plein qui contient les très fines particules non magnétiques et qui est au moins partiellement évacuée du système, caractérisé en ce qu'on ajoute à la sus- pension, amenée à l'épaisisseur, une quantité de liquide tel- le et/ou on choisit les dimensions de l'épaisiisseur de façon telle qu'il se produit dans l'épaississeur un courant tel que les particules non magnétiques se trouvant dans la suspension et dont la grosseur de grain est égale ou légère- ment inférieure à l'orifice de passage effect.i.f du tamis sur lequel la suspension rincée est tamisée, sont entraînées aus,
. si en majeure partie dans le trop-plein de l'épaississeur, après quoi une partie au moins de ce trop-plein est amenée à un séparateur magnétique pour séparer les particules ma- gnétiques, particules qui sont recyclées tandis que les par- ticules non magnétiques sont évacuées dans la fraction res- tante.