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"Appareillage pour l'élutriation à contre-courant".
La présente invention, concerne un appareil destiné à opérer le classement granulométrique de poudres par élutriation.
Dans certaines industries, les produits sont livrés sous forme de poudres, le diamètre des particules devant être compris entre des limites bien déterminées ; c'est ainsi, par exemple, que le Tantale est normalement fourni en poudres classées, le diamètre équivalent des particules étant compris entre 5 et 40 microns ou entre 9 et 40 microns.
On sait, d'autre part que, dans un élutriateur, le classement des particules suivant leur diamètre s'ob- tient en entraînant ces dernières par un fluide circulant dans le même sens, dans le cas des appareils à co-courants,
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ou dans le sens opposé, dans le cas des appareils à contre- aourant, Les appareils connus fonctionnent à co-courants, et le classement des particules est obtenu par passages successifs dans des chambres cylindriques de section crois- sante montées en série. Ce dispositif n'est pas utilisable pour les corps à forte densité, comme le Tantale.
L'objet de la présente invention est un élu- triateur à contre-courant, de rendement élevé, permettant de classer et de séparer dans de bonnes conditions les particules solides, même si leur densité est élevée, au moyen d'un liquide de densité courante, tel que l'eau.
L'emploi d'un liquide comme agent élutriateur offre des avantages importants; l'appareillage est simple et de dimensions réduites, les poussières sont totalement captées, le débit du liquide reste faible, le liquide est facilement éliminé du métal par séchage, dans le cas de l'eau, ou par rinçage et séchage dans le' cas où l'on utilise un liquide élutriateur différent.
Un deuxième objet de l'invention est une instal- lation complète permettant d'obtenir une poudre constituée par des particules dont les diamètres sont compris entre des limites bien déterminées.
L'élutriateur selon l'invention est à contre- courant: il es constitué essentiellement par une chambre verticale terminée en pointe à sa partie inférieure qui comporte : - une tubulure d'alimentation, débitant vers le bas, si- tuée à la partie supérieure de la chambre; - un injecteur de liquide élutriant, débitant vers le haut; - une tubulure d'évacuation, située à la base de la cham. bre;
- un dispositif rétrécisseur de section, assurant en outre
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le mouillage préalable de la poudre sèche,
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, l'élutriateur, destiné à être alimenté en poudre sèche, porte son injecteur à son extrémité infériez re, le dispositif rétrécisseur de section étant constitué per un plongeur situé à la partie supérieure, à proximité immédiate de l'extrémité de la tubulure d'alimentation, flotteur dont le corps comporte un creux destiné à assurer le mouillage préalable de la poudre à traiter.
Dans un second mode particulier de réalisation de l'invention, l'élutriateur est destiné à être alimenté en suspension de poudre dans le liquide élutriart t l'in- jecteur est alors situé dans la partie médiane de la cham- bre et le dispositif rétrécisseur de section n'est plus utile.
Le deuxième objet de l'invention est constitué par une installation pour la séparation, dans un poudre, des particules solides dont le diamètre équivalent est compris entre deux limites déterminées; il comprend - un élutriateur du type destiné à être alimenté en poudre sèche; - un élutriateur du type destiné à être alimenté par une suspension de poudre dans le liquide élutriateur monté en série avec le premier élucriateur, la tubulure d'ali- mentation du deuxième étant reliée au collecteur de dé- bordement du premier; - un système d'alimentation du premier élutriateur en pou- dre sèche; - un système d'alimentation en liquide élutriant des deux élutriateurs ;
- un système de décantation des suspensions avec récupé- ration du liquide élutriateur et réinjection de ce dénier.
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Les figures 1 et 2 jointes ne sauraient li- miter en rien la portée de l'invention : elles ont pour seul but de faciliter la compréhension des explications qui suivent.
- La figure 1 représente un exemple de réali- sation de l'élutriateur selon l'invention ; la figure 2 représente l'installation complète de classement et de séparation. Dans ces figures, les mômes repères représen- tent les mêmes organes.
L'élutriateur 1 comprend la chambre 10 composée d'un cylindre supérieur 11 et d'un cône renver- sé inférieur 12. A la partie supérieure de la chambre 10, l'on trouve, à l'intérieur, la tubulure 15 d'alimentation en poudre, et le collecteur de débordement 16. Dans la partie centrale, en dessous de la tubulure 15 et à proxi- mité immédiate de cette dernière, est fixé le plongeur 17.
A la partie inférieure du cône renversé 12, est fixé l'in- jecteur vertical 18, dirigé vers le haut, et la tubulure de sortie 19, dirigée vers le bas. Les repères 13 et 14 n'existent pas, pour des raisons de symétrie.
L'installation complète de séparation, repré- sentée figure 2, comprend : - un premier élutriateur 1, semblable à celui qui vient d'être décrit; - un deuxième élutriateur 2 composé d'une chambre 20 @ comportant deux cylindres 21 et 23 séparés par\un. élément tronconique 22 et un cône renversé 24. A la partie supérieure de la chambre 20, est fixée la tubulure d'alimentation 25 et le collecteur de débor- dement 26.
Vers le centre de l'élément 22 et nette- ment en contrebas de l'extrémité inférieure de la tubu-
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lure 25 est monté l'injecteur vertical 28 dirigé vers le haut, enfin, vers le sommet du cône renversé
24 est fixée la tubulure de sortie 29; - un circuit d'alimentation en liquide élutriant qui comporte une pompe 30 alimentant, par l'intermédiaire d'un débitmètre 31 et par la tubulure 32 l'injec- teur 18 de l'élutriateur 1 et, par l'intermédiaire du débitmètre 33 et par la tubulure 34, l'injecteur
28 de l'élutriateur 2; - un circuit de récupération du liquide élutriant, com- portant les décanteurs 40 et 41 alimentés en mélan- ge fluide-poudre issu du collecteur 26 par la tubu- lure 42;
- des circuits d'alimentation en poudre et d'évacuation des produits classés, comportant : la trémie d'ali- mentation en poudre à traiter 40 reliée à la tubulure
15 de l'élutriateur 1; le récipient de stockage de particules dont le diamètre dépasse le maximum imposé
42 relié par le tube 41 à la tubulure 19 de l'élu- triateur 1 ; récipient de stockage de particules classées 44 relié par le tube (43) à la tubulure (29 de l'élutriateur 2 ;
Le fonctionnement de ces appareils est le sui- Vant : La poudre à traiter contenue dans la trémie 40 pénètre par la tubulure 15 dans le corps du plongeur 17 de l'élutriateur 1. Elle ubit un mouillage préalable puis rencontre le flux de liquide ascendant provoqué par l'injecteur 18.
Les particules dont le diamètre est supé- rieur à la limite supérieure admise, tombent vers le fond, à une vitesse d'autant plus importante que leur diamètre est plus grand, et elles sont évacuées par la tubulure 19 et le tube 41 dans le récipient 42 où elles sont stockées,
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Les particules de diamètre inférieur à la limite supérieure sont entraînées vers le haut par le liquide qui déborde dans le collecteur 16 puis arrive à la tubulure 23 d'alimentation de l'élutriateur 2. Le mélange liquide- poudre rencontre alors le courant ascendant provoqué par l'injecteur 28, et les particules, dont le diamètre est inférieur au diamètre minimum, sont entraînées vers le haut, le mélange liquide-poudre fine déborde dans le collecteur
26 et part, par 42 à la récupération.
Les particules dont le diamètre est supérieur au diamètre minimum tombent vers le fond et sont amenées, par le conduit 43, au réci- pient de stockage (44) qui contient donc la poudre classée.
Le mélange liquide-poudre fine recueilli par le collecteur 26 est décanté dans les bacs 40 et 41; le liquide ainsi séparé est restitué à la pompe 30, complété par du liquide neuf. De là, le liquide est distribué aux injecteurs 18 et 28 par l'intermédiaire des débit-mètres
31 et 33.
La réalisation préférentielle de la demanderes- se sert à la séparation du tantale en poudre ; obtient à volonté des particules comprises entre 9 et 40 ou 9 et 35, ou 9 et 30 ou enfin 9 et 25 microns, La capacité de l'appareil est de 0,900 kilogramme par heure, le liquide élutriant est de l'eau permutée, c'est-à-dire purifiée par échange d'ions, injectée à raison de 70 litres par heure dans l'élutriateur 1 équipé d'un plongeur do 70 millimè- tres de diamètre, et de 130 litres par heure pour l'élutria- teur 2. Les fines sont éliminées à 100 % et leur élimina- tion aboutit à une purification du tantale, le résidu étant fortement enrichi en impuretés.
L'appareil fonctionne indifféremment sur tanta- le ou sur son hydrure; les diamètres des particules ex- @
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traites peuvent 8tre variés à volonté par action sur le diamètre du plongeur et sur las débits d'eau. L'eau per- mutée peut être remplacée par l'eau régale, l'appareil ayant été entièrement réalisé en matière plastique.
Cette installation peut fonctionner de façon différente, l'élutriateur 1 étant seul alimenté en li- quide élutriateur, l'élutriateur 2 n'étant alimenté que par le mélange liquide poudre issu de 1 : l'injecteur 28 n'est plus alimenté. Le réglage se fait par variation du seul débit de liquide distribué à l'injecteur 18 de l'élutriateur 1.
Dans le cas de la réalisation préférentielle ci-dessus décrite, le débit dans l'injecteur 18 peut varier de 70 à 200 litres/heure. Comme la dimension des grains extraits varie en raison inverse de la racine carrée du débit, le diamètre des grains extraits par l'élutriateur 1 variera de 40 pour un débit d'eau de 70 litres heure à 67 pour un débit de 200 litres/heure, De rame le diamètre des grains extraits par l'élutriateur 2 variera.de 9 pour un débit de 200 litres/heure à 5 pour un débit réduit) à 70 litres/heure. La fourchette de granulométrie peut; ainsi varier de façon continue entre les limites ; 40 à 5 et 67 à 9, par la seule variation du débit d'eau de l'in- jecteur 18 de 70 à 200 litres/heure.
Tout dispositif qui utiliserait un appareil d'élutriation utilisant les dispositions décrites ou des dispositions équivalentes, constituerait un objet de la présente invention.