Procédé de classement densimétrique de minerais, hydrotamis pour la mise en #uvre de ce procédé et application de ce procédé La présente invention se rapporte à un procédé de classement densimétrique de minerais au moyen d'un hydrotamis à secousses, notamment de minerais pauvres, par exemple les minerais pauvres de fer oolithique de la Lorraine et les anciens stériles de la veries densimétriques.
Le classement densimétrique de minerais au moyen d'un hydrotamis à secousses, est bien connu dans la technique du traitement des minerais.
Un tel tamis convient bien pour le traitement des minerais pauvres qui se prêtent au classement densimétrique, c'est-à-dire dont la gangue et le mi néral ont des densités nettement différentes. Il a ce pendant pour inconvénient la production d'une pro portion importante de mixtes pauvres qui nécessitent un traitement subséquent, et une mauvaise récupéra tion des minéraux plus fins que 1,5 mm.
Par contre, son emploi a été simplifié par la suppression du clas sement granulométrique et du débourbage préalable, le minerai de 0 à 8, 10 ou 12 mm étant directement traité, ce qui a également permis une certaine aug mentation de la proportion de concentrés et de sté riles et par suite une diminution des mixtes.
L'invention a pour objet un procédé de classe ment densimétrique de minerais, dans lequel on fait passer le minerai dans un hydrotamis à secousses, et on recueille le concentré, caractérisé en ce que l'on renvoie, après l'avoir broyée, au moins une partie du mixte à l'entrée du tamis.
L'invention se rapporte également à un hydro- tamïs à secousses pour la mise en #uvre de ce pro cédé. Ce tamis comprend un caisson allongé fixe pourvu de cloisons verticales transversales définissant plusieurs compartiments, un crible monté dans ledit caisson au-dessus desdites cloisons, et des moyens de support et d'actionnement dudit tamis comprenant un arbre entraîné en rotation,
disposé transversale ment sous le caisson et portant une came, deux le viers longitudinaux disposés de part et d'autre dudit arbre, articulés entre eux, coopérant avec ladite came et montés fixes respectivement sur deux arbres trans- versaux, deux paires de leviers courts montées fixes respectivement aux extrémités des deux arbres,
deux paires de tringles verticales articulées d'une part sur lesdits leviers courts et d'autre part sur des barres transversales supportant ledit tamis, deux biellettes articulées chacune d'une part à l'une des extrémités de l'une des barres et d'autre part à un pivot monté réglable le long d'un secteur sur le caisson, une butée limitant vers le bas le mouvement des leviers, et des moyens de réglage de la position verticale de ladite butée.
Il est caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage comprennent un joug portant ladite butée en son centre, et muni d'un taraudage à axe vertical à chacune de ses extrémités, deux tiges filetées vis sées dans chaque taraudage et fixées respectivement sur chaque paroi latérale du caisson de manière à être axialement fixes et angulairement mobiles, et des moyens de mise en rotation simultanée desdites tiges filetées, qui ont pour effet d'imprimer audit joug un déplacement vertical parallèlement à lui-même.
L'invention se rapporte enfin à l'application dudit procédé au classement d'un minerai dont les parti cules ont une grosseur inférieure à 12 mm.
Le dessin illustre schématiquement, à titre d'exemple, plusieurs mises en #uvre du procédé se lon l'invention, et représente, également à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'hydrotamis que comprend l'invention.
Les fig. 1, 2, 3 et 4 illustrent chacune l'une des mises en #uvre particulières du procédé selon l'in vention. La fig. 5 est une coupe longitudinale de ladite forme d'exécution.
La fig. 6 est une coupe transversale partielle sui vant 6-6 de la fig. 5.
La fig. 7 est une coupe transversale partielle et agrandie, suivant 7-7 de la fig. 5, montrant un détail. On décrira tout d'abord la mise en couvre repré sentée schématiquement à la fig. 1.
Le minerai tout- venant, consistant en pyrite de teneur moyenne en soufre de 35 %, broyée à une grosseur comprise entre 0 et 12 mm dans des broyeurs à cylindres, arrive dans une trémie d'alimentation 1, puis est amené à un débit de 30-36 t/h, au moyen d'un trans porteur à bande sans fin. 2, à l'entrée d'un hydro- tamis à secousses 3, décrit plus loin en référence aux fig. 5 à 7 et d'une longueur de 7,5 m.
Ce tamis est également alimenté en eau au débit de 2,5 à 4 t/h. L'ouverture des trous du tamis mobile peut être va riable selon les compartiments, l'ouverture maximum étant égale à environ 1,5 fois la grosseur maximum du grain, soit 18 mm, et l'ouverture minimum étant égale à la moitié de cette valeur. A titre d'exemple, cette ouverture pourrait être de 10, 12, 16 et 18 mm, ou encore de 10, 15, 18 et 25 mm, en allant de l'en trée à la sortie du crible.
Un lit filtrant de 7,5 à 10 cm d'épaisseur comprend une couche inférieure, formée de sphères de fonte ou d'acier, une couche in termédiaire formée de grains de riches pyrites en trai tement et une couche supérieure formée de grains de mixte. La fréquence de pulsation du tamis est de 180-198 coups/minute, ce qui correspond à une vi tesse de 60-66 t/m de l'arbre moteur portant la came à trois pointes.
La composante verticale du mouve ment du tamis est d'environ 18 mm, et la composante horizontale de ce mouvement, qui détermine la vi tesse d'avance du minerai et son épaisseur sur le lit, est de l'ordre de 10 à 18 mm. L'adaptation de ces diverses variables à chaque cas particulier est à la portée de l'homme du métier.
On retire des quatre premiers compartiments du tamis un concentré dont la teneur en soufre varie d'environ 50 % à 47 % du premier au quatrième compartiment, de sorte que la teneur en soufre moyenne du concentré est de l'ordre de 49 % (la te neur théorique, correspondant à FeSz, est de 53,3<B>%</B> de S).
On retire des cinquième et sixième comparti ments un mixte, que l'on réunit à une partie du refus comme décrit plus loin. On retire du septième com partiment, non recouvert par le crible, le refus que l'on traite dans un crible vibreur 4 pour le séparer en trois classes, de 8-12 mm, 3-8 mm et 0-3 mm, respectivement. La classe intermédiaire, qui ne con tient que 2,5 à 5 % de la pyrite présente dans le tout-venant brut, est évacuée au refus. La classe su périeure contient des grains de pyrite qui n'ont pas pu traverser le lit filtrant en raison de leur forme et la classe inférieure contient des grains de pyrite qui, du fait de leur forme, ont été entraînés dans le sep tième compartiment.
Ces deux classes du refus sont donc traitées à nouveau dans le même tamis 3. A cet effet, ces deux classes du refus sont réunies au mixte, qui est entraîné par une quantité d'eau égale à deux fois son volume, et le tout est envoyé à l'aide d'un élévateur à godets 5, dans un broyeur à cylin dres 6, qui est agencé de façon à broyer ce mélange en grains de 0 à 2-3 mm. Le mélange broyé est ren voyé à l'entrée du crible 3 pour être traité à nouveau en même temps que le tout-venant brut.
L'eau boueuse, qui déborde du déversoir placé à l'extrémité terminale du crible 3, est conduite dans deux caissons coniques dé décantation 7 en maçon nerie, qui pourraient être remplacés par des épais sisseurs de Dorr. Le déversoir est réglable et son ré glage détermine la hauteur du niveau de l'eau dans le tamis.
Le débit d'eau boueuse est approximative ment égal aux deux tiers du débit total d'eau admise dans le crible 3, le tiers restant servant à décharger tous les produits se déposant dans le caisson du tamis. L'eau clarifiée, qui déborde des caissons de décantation 7 et qui ne contient pratiquement pas de soufre, est évacuée, et la boue épaissie est retirée du fond des caissons de décantation et est renvoyée à l'entrée du tamis 3, au moyen d'une pompe à boue centrifuge du type Wilfrey P. F. (non représentée) et elle s'ajoute au tout-venant brut, ainsi qu'au mixte et au refus remis au circuit.
Ainsi, cette mise en couvre est simple et peu coû teuse ; les résultats obtenus sont nettement supérieurs à ceux des procédés déjà connus.
Dans la mise en couvre illustrée à la fig. 2, et qui convient pour des minerais difficiles à traiter, comme l'oolithe, ou pour des minerais pauvres, on utilise également un hydrotamis à secousses 3 décrit en référence aux fig. 5 à 7. La trémie 1 et la bande transporteuse 2 d'alimentation sont semblables à celles décrites par référence à la fig. 1, de même que les caractéristiques du tamis, et les débits d'alimen tation en tout-venant brut et en eau.
Le concentré est extrait des quatre premiers com partiments du tamis 3. Le mixte, provenant des cin quième et sixième compartiments, est reçu dans un caisson d'élévateur à godets 9, avec la totalité du refus provenant du septième compartiment et l'eau boueuse débordant par le déversoir du tamis 3. Le bassin 9 reçoit également le mixte et l'eau boueuse d'un second hydrotamis 10, qui est semblable au tamis 3, mais qui est plus petit, sa longueur n'étant que de 3 m.
L'eau boueuse qui déborde du bassin 9 est con duite dans deux caissons de décantation 7, sembla bles à ceux décrits ci-dessus, l'eau clarifiée est éva cuée et la boue épaissie est retirée du fond des cais sons 7 et renvoyée en tête du crible 3 à l'aide d'une pompe centrifuge (non représentée).
La matière qui se dépose au fond du bassin 9 est reprise par un transporteur à godets 5 et passe dans un broyeur à cylindres 6, qui la réduit à la di mension 0-3 mm. Ce broyeur pourrait être remplacé par un concasseur à marteaux. La matière broyée tombe sur un crible vibreur 4', qui la divise en deux classes de 2-3 mm et 0-2 mm, respectivement. La classe 0-2 mm est renvoyée à l'entrée du crible 3. La classe 2-3 mm alimente le crible 10, dont les trois premiers compartiments produisent un concentré commercial, d'une qualité égale ou à peine inférieure à celle du concentré produit par le crible 3.
Les qua trième et cinquième compartiments produisent un mixte qui, comme mentionné, est reçu dans le cais son d'élévateur à godets 9, et le septième comparti ment produit un refus qui est évacué.
Comme le crible 10 traite un matériau de gros seur de grain notablement inférieure à la grosseur de grain maximum du tout-venant brut traité par le crible 3, la dimension des ouvertures du tamis mo bile et la grosseur de grain du lit filtrant sont bien entendu réduites dans la même proportion par rap port au crible 3. L'eau alimentant le crible 10 pro vient du caisson 9 et accompagne le matériau so lide traité dans le crible 10. Sa quantité correspond approximativement au double du matériau solide ad mis dans le crible 10.
Cette forme de mise en oeuvre, appliquée à des minerais binaires, ou parfois tertiaires, se prêtant au classement densimétrique, donne des résultats au moins égaux à ceux du flottage.
La mise en #uvre illustrée à la fig. 3 est une variante de la précédente. Lorsque le minerai traité a tendance à se fragmenter en très petits grains et que celui-ci a une valeur sensible ou lorsque l'instal lation de broyage est de nature à produire une pro portion importante d'ultra-fines, l'eau sortant des caissons de décantation 7 est encore trouble, et il peut être utile de récupérer le minerai entraîné par cette eau.
A cet effet, et étant entendu que le mine rai se prête à une séparation par flottage, l'eau sor tant des caissons de décantation 7 est envoyée dans un épaississeur 11, du type Dorr-Oliver. L'eau cla rifiée est évacuée et la boue est envoyée dans une ins tallation de flottage connue qui est schématisée en 12. Cette installation produit un concentré qui est recueilli, un refus qui est évacué et un mixte qui est introduit dans la même installation.
On remarquera d'autre part que la boue épaissie retirée des caissons à pointe 7 n'est pas directement renvoyée à l'entrée du tamis 10, mais est admise à l'entrée du broyeur 6. Cette disposition permet d'uti liser la boue comme lubrifiant pour faciliter le broyage, ce qui est avantageux surtout lorsqu'on em ploie un concasseur à marteaux ou lorsque la quan tité de mixte est relativement importante en raison de la pauvreté du minerai. Après avoir passé dans le broyeur ou le concasseur, la boue accompagne la classe 0-2 mm du matériau broyé renvoyé dans le crible 3.
La mise en #uvre représentée à la fig. 4 diffère de la mise en #uvre décrite par référence à la fig. 3, par les particularités suivantes Le mixte du tamis 3 tombe dans un caisson 9' d'un élévateur à godets 13, est envoyé par cet élé- vateur dans un broyeur à cylindres 14 et retourne à l'entrée du crible 3.
Le refus du crible 3 est envoyé dans un caisson 9" d'un élévateur à godets 15 qui amène ce refus à l'entrée d'un broyeur à cylindres 16 (qui pourrait être remplacé par un concasseur à marteaux du type Hazemag ), puis parvient à l'en trée du second tamis 10. Le mixte du tamis 10 tombe dans le caisson d'élévateur 9", où il se réunit au refus du crible 3. La boue retirée du fond des caissons 7 est ajoutée au matériel entrant dans le broyeur 16, afin de faciliter le broyage.
On décrit ci-dessous l'hydrotamis à secousses re présenté aux fig. 5 à 7. Il comprend un caisson en bois 20 monté sur sept supports 21 en acier. Le cais son est divisé en sept compartiments de grandeur iné gale au moyen de cloisons verticales transversales 22, s'arrêtant approximativement à mi-hauteur du cais son. Ce dernier est pourvu d'un déversoir 23 pour l'évacuation de l'eau, d'un plan incliné 24 pour l'ar rivée du minerai, de trois orifices d'admission d'eau 25 commandés par des robinets, et de sept trémies de décharge 25a, une pour chaque compartiment, que l'on décrira en détail plus loin.
A l'intérieur du caisson 20 se trouve un tamis métallique 26 avec fond perforé 27, suspendu à deux barres transver sales 28 et 28'. Le tamis présente un grand nombre de cloisons transversales verticales 27a de faible hauteur, destinées à maintenir en place un lit filtrant (non représenté).
Les barres 28 sont elles-mêmes supportées à leurs extrémités par deux paires de tringles vertica les 29 et 29'. L'une des barres 28 (à gauche sur la fig. 5) est articulée à chacune de ses extrémités à une bielle 30 montée sur un pivot solidaire du caisson, et dont la position est réglable le long d'un secteur 31. L'extrémité inférieure des tringles verticales 29 et 29' est articulée sur l'extrémité de deux paires de leviers courts 32 et 32', montés fixes aux extrémités de deux arbres transversaux 33 et 33'. Deux longs leviers longitudinaux 34 et 34' sont calés au milieu des arbres 33 et 33'.
Ces deux leviers longitudinaux sont reliés ensemble par leurs extrémités intérieures au moyen d'une jumelle 35. L'un des leviers 34 (à gauche sur la fig. 5) est engagé par une came à trois pointes 36, clavetée sur un arbre transversal 37 en traîné en rotation par des moyens à vitesse de rota tion progressivement variable, non représentés. Le mouvement vers le bas des leviers 34, 34' est limité par une butée réglable 38, formée d'une plaque de bronze posée sur plusieurs couches de caoutchouc.
Les parties décrites jusqu'ici sont connues, et il n'est pas nécessaire de les décrire plus en détail. La butée 38 est fixée au centre d'un joug 39 (fig. 6), dont les extrémités présentent des taraudages dans lesquels sont vissées des tiges filetées verticales 40, 40' tou- rillonnées dans des consoles 41, 41' fixées sur le caisson 20. La tige 40 porte une manivelle de com mande 42 et entraîne la tige 40' en rotation au moyen d'un accouplement à pignons hélicoïdaux 43.
La rotation de la manivelle 42 entraîne la rotation des tiges 40, 40', et par conséquent le déplacement vertical du joug 39 et de la butée 38.
En fonctionnement, la rotation de l'arbre 37 et de la came triple 36 soulève trois fois par tour les leviers 34, 34' et les laisse retomber sur la butée 38. Ce mouvement fait subir au tamis 26 un mouvement de va-et-vient à composante verticale. Grâce à la présence des biellettes 30, le mouvement du tamis 26 comporte également une composante horizontale dont l'amplitude dépend de la position du point fixe des biellettes 30 sur le secteur 31. L'amplitude du mouvement oscillatoire des leviers 34, 34' est régla ble par la butée 38 à l'aide de la manivelle 42.
Pour interrompre le mouvement du tamis 26, il suffit d'ac tionner la manivelle 42 jusqu'à ce que la butée 38 soit suffisamment remontée pour que le levier 34 ne soit plus engagé par la came 36.
Dans les cribles semblables connus, une extrémité du joug est arti- culée sur le socle de l'appareil, la tige 40' est absente l'autre extrémité étant mobile verticalement au moyen de la tige 40. Il en résulte que, toutes choses égales, l'arrêt du mouvement du tamis nécessite un nombre de tours double de la manivelle 42, et un temps deux fois plus long, ce qui risque de déranger la stratification du lit. Il est en effet essentiel que l'arrêt du tamis et sa remise en marche soient aussi rapides que possible.
De plus, les chocs du levier 34 sur la butée 38 sont transmis dissymétriquement sur le caisson 20 par l'intermédiaire du joug 39, de la tige filetée 40 et de la console 41, et on a constaté qu'il en résultait également un déséquilibre du lit. Enfin, la butée 38 peut prendre des positions obli ques par rapport à l'horizontale, ce qui sollicite laté ralement le levier 34.
Le tamis décrit, est exempt de ces inconvénients. La butée 38 se déplace toujours parallèlement à elle-même, et les vibrations dues aux chocs du levier 34 sur la butée sont transmises symé triquement sur les deux côtés du caisson, et par con séquent sur les deux côtés du tamis 26, par l'inter médiaire des biellettes 30.
On a constaté que, grâce à ce perfectionnement, le tamis décrit permet de trai ter les grains de grosseur inférieure à 1 mm, et des cendant même jusqu'à 60 microns, ce qui n'était pas possible avec les tamis connus.
La fig. 7 représente en détail l'une des trémies de décharge 25a. La partie inférieure de cette trémie est coudée vers l'extérieur et est munie d'un ajutage d'injection d'eau 44, qui facilite l'évacuation et qui est raccordé à un conduit d'alimentation non repré senté, et d'une bride 45, à laquelle est fixé un raccord d'observation 46 en une matière transparente et in cassable, portant un corps de vanne 47 présentant une surface cylindrique interrompue par un passage. Le corps de vanne 47 est muni de tourillons sur les quels est pivotée l'extrémité d'un levier fourchu 48.
Ce dernier présente une cavité dans laquelle est logé un ressort 49 qui pousse un organe de fermeture cy lindrique 50 contre la surface correspondante du corps de vanne 47. La vanne est commandée au moyen d'un levier de commande 51 et d'une bielle 52. Grâce à la présence du levier 51, il est possible d'opérer un réglage fin de la position de la vanne de décharge, ce qui permet une décharge continue, et non pas intermittente comme dans les appareils con nus.
Dans une variante non représentée du tamis, deux vibreurs électromagnétiques sont disposés sur les deux parois latérales du caisson, à l'emplace ment du premier compartiment, à un tiers de la hau teur du caisson à partir de son sommet. Ces vibreurs ont pour effet de diminuer la viscosité de l'eau boueuse contenue dans le caisson. Dans une autre variante non représentée, les vibreurs électromagnéti- ques sont remplacés par des générateurs d'ultrasons, immergés dans l'eau boueuse du premier comparti ment.