Appareil pour le triage de produits granulaires Le problème du classement des grains d'un mé lange, en fonction de leur densité ou de leur granu lométrie, se pose fréquemment..
De nombreux dispositifs ont été proposés dans ce but, parmi lesquels un certain nombre utilisent le phénomène dé fluidisation.
On sait que si ;l'on met dans un tube un mélange de produits solides à séparer et si l'on fait circuler dans le tube un courant ascendant de fluide à une vitesse telle que le mélange soit suffisamment expansé pour que des mouvements relatifs entre ses grains puissent se réaliser, c'est-à-dire lorsque l'on se trouve à l'état fluidisé, il se produit, au bout d'un certain temps, pour une vitesse convenable, un classement des constituants du mélange,
l'un des constituants se rassemble en haut du tube et l'autre en bas. Dans une région intermédiaire, il existe un mélange des deux constituants.
La présente invention a pour objet un appareil utilisant ce phénomène en vue d'assurer un fonction nement des installations stable et à régulation auto matique.
Cet appareil est caractérisé par le fait qu'il com porte deux compartiments séparés par une paroi et disposés de façon qu'ils communiquent entre eux à leur partie inférieure, l'introduction du matériau et le triage se faisant dans un premier compartiment sensiblement à mi-hauteur de celui-ci, chaque com partiment comportant une sortie pour l'évacuation de l'un des constituants du mélange à trier,
le fluide de triage étant un liquide introduit dans les deux compartiments par une grille située à la base de l'appareil, de façon à produire dans lesdits compar timents un état fluidisé permanent permettant des mouvements relatifs entre les grains en vue de leur classement, les matériaux étant maintenus à un niveau plus élevé dans le premier compartiment que dans le deuxième, la différence entre les deux niveaux étant telle que le poids apparent par unité de section soit le même d'ans les deux compartiments.
Dans ces conditions, il se produit, dans la région où sont introduits les matériaux (de préférence à mi- hauteur environ du compartiment), une zone inter médiaire comportant un mélange de matériaux où s'effectue le .triage, .avec dégagement de l'un des constituants vers le haut du compartiment, où il est évacué par la sortie -prévue à cet effet, et un, ras semblement de l'autre constituant vers le bas du com partiment,
où il passe dans le deuxième comparti ment par le passage de communication ménagé à la base de la paroi de séparation et est entraîné vers le haut de ce :deuxième compartiment, où il est évacué par la sortie prévue à cet effet.
Dans la plupart des cas, ce sont les grains :lourds ou gros qui se rassemblent dans le deuxième compar timent où ils sortent au niveau de sortie le plus bas, tandis que les légers ou fins sortent dans le premier compartiment au niveau de sortie le plus haut.
Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite, à titre d'exemple en référence au dessin an nexé, dans lequel La fig. 1 est une vue schématique, en coupe axiale, de ladite forme d'exécution de l'appareil de triage dans laquelle les grains sont montrés plus gros et plus écartés que dans la réalité .afin de faci- liter la lecture du dessin;
la fig. 2 est une, vue schématique de cet appareil en perspective et avec des arrachements partiels. L'appareil se compose de deux compartiments cylindriques 1 et 2 séparés par une paroi 3 et d'une grille 4. Ces deux compartiments communiquent entre eux d'une part à leur base, immédiatement au-dessus de la grille en 5 par un orifice annulaire, et d'autre part à leur partie supérieure en 6.
L'introduction du matériau à trier, comportant par exemple deux constituants Mi (lourd) et M2 (léger) s'effectue en 8 dans le compartiment 1.
En Dl la sortie par déversement du compartiment 1 par lequel est évacué le constituant léger et en D2 la sortie du compartiment 2 par lequel est évacué le constituant lourd.
Le fluide de triage constitué par de l'eau dans le présent exemple est introduit en 7 selon la flèche f et évacué par le déversoir D qui règle un niveau constant dans l'appareil.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant On introduit en 7 dans la chambre 9 un débit Q qui se répartit à travers la grille 4 en deux débits q1 et q2 à vitesses sensiblement égales s'écoulant res pectivement dans les deux compartiments 1 et 2.
Le débit Q introduit sous la grille est choisi tel que les vitesses d'écoulement des débits q1 et q2 soient un peu supérieures à la vitesse minimum de fluidisation du constituant lourd et en conséquence plus. élevées que la vitesse de fluidisation du consti tuant léger, .sans toutefois dépasser une limite supé rieure acceptable.
Les matériaux dans les deux compartiments sont ainsi maintënus en état de fluidisation et dans un degré d'expansion tels que les mouvements relatifs entre grains peuvent se produire.
Dans ces conditions, il se forme dans le compar timent 1, au voisinage de l'introduction des matériaux, une zone intermédiaire de triage 9 comportant un mélange des deux constituants Ml et M2 respective ment lourds et légers.
A partir de cette zone intermédiaire, où s'effectue le mouvement relatif des grains les uns par rapport aux autres, les légers montent vers la partie supé rieure du compartiment 1 où ils sont évacués par le déversoir Dl.
Les produits lourds se rassemblent vers le bas du compartiment 1 et passent par le passage 5 dans le compartiment 2 où ils. montent vers le haut et sont évacués par le déversoir D2.
On voit que le compartiment 1, dit compartiment de triage, contient les deux constituants du mélange avec le léger vers le haut, une zone intermédiaire de mélange vers le milieu et le lourd vers le bas. Par contre, le compartiment 2 ne contient que du lourd.
Le niveau hl des matériaux dans le compartiment 1 est plus haut que le niveau h2 du matériau dans le compartiment 2, car, le poids spécifique apparent est nettement plus faible dans le haut de ce compar timent 1 que dans -le compartiment 2 et nécessite donc, pour l'équilibrage des deux colonnes, une dif férence de niveau.
Les déversoirs Dl et D2 .seront donc calés réspec- tivement à ces niveaux hl et h2. En effet, dans un milieu fluidisé liquide, la porosité ou indice de vide, et par conséquent le degré d'expansion, varie beau coup avec la vitesse du liquide.
Il en résulte que le lit fluidisé constitué par les grains légers ou fins, dans la partie supérieure du compartiment de triage, est plus expansé que les autres lits fluidisés constitués en par- ticülier par des mélanges de grains (zone intermé diaire de triage) et par des grains lourds ou gros (base du compartiment de triage et totalité du deuxième compartiment).
Si les déversoirs n'étaient pas calés à ces niveaux hl et h2, l'appareil ne fonctionnerait pas de façon satisfaisante.
Si, en effet, la différence de hauteur des déver soirs était trop importante, le poids apparent par unité de section dans le premier compartiment (dont le déversoir par exemple, serait trop haut) serait plus élevé que dans le deuxième compartiment, ce qui pro voquerait une baisse de la zone intermédiaire, car davantage de grains lourds seraient transférés de la partie inférieure du premier compartiment dans le deuxième par l'orifice à la base de la cloison de sé paration.
Dès que cette zone intermédiaire se trou verait ainsi au voisinage de l'orifice à la base de la cloison de séparation, des légers passeraient avec les lourds dans le deuxième compartiment, et le triage serait défectueux.
Si, par contre, la différence de hauteur des déver soirs était trop faible, le poids apparent par unité de section dans le premier compartiment (dont le déver soir serait par exemple trop bas) serait plus faible que dans le deuxième compartiment, ce qui provoquerait une élévation de la zone intermédiaire car moins de grains lourds seraient transférés de la partie inférieure du premier compartiment dans le deuxième.
Dès que cette zone intermédiaire se trouverait ainsi au voisinage du déversoir du premier compartiment, des lourds seraient évacués avec les légers par ce déver soir et le triage ne serait plus convenable.
Au cas limite où les déversoirs seraient disposés sensiblement à la même hauteur, les surfaces des lits fluidisés seraient au même niveau dans les deux compartiments, et le poids apparent par unité de section dans le deuxième compartiment serait plus élevé que le poids apparent par unité de section dans le premier compartiment, de sorte que les deux colonnes seraient déséquilibrées.
Ce déséquilibre pro voquerait une baisse du niveau dans le deuxième compartiment, de sorte que son déversoir ne débite rait plus et l'appareil débiterait, par le déversoir du premier compartiment, le mélange tel qu'introduit, sans possibilité de triage.
C'est pourquoi, les niveaux de déversement sont bien déterminés et sont tels que leur différence cor respond à l'équilibre des poids apparents par unité de section dans les deux colonnes et ceci bien en tendu pour une position convenable de la zone inter médiaire entre l'arête inférieure de la paroi de s6pa- ration et le déversoir du premier compartiment.
Bien entendu, les niveaux tels que définis pour ront varier légèrement autour des valeurs détermi- nées, mais ne pourront cependant s'en écarter sensi blement sans nuire au bon fonctionnement de l'ap pareil.
L'appareil fonctionne en continu sans surveillance particulière, la zone intermédiaire étant automatique ment maintenue en position stable quel que soit le pourcentage de lourds ou de légers introduit.
Pour faciliter le réglage initial de l'appareil, on peut munir les deux compartiments 1 et 2 de déver soirs Dl et D.., réglables en hauteur par des plaques 10 et 11. Ceci permettrait par ailleurs de régler l'ap pareil en cours de fonctionnement, dans le cas où les caractéristiques en fluidisation des matériaux en triage viendraient à varier.
On pourrait aussi, dans le même but, remplacer les déversoirs par deux conduits d'évacuation munis de moyens de réglage de perte de charge, partant de chaque compartiment, à une certaine distance au- dessous du niveau probable des matériaux.
Dans ces conditions, on peut, en augmentant ou en diminuant la perte de charge dans ces conduits d'évacuation, respectivement relever ou abaisser le niveau dans la colonne correspondante, de façon à lui donner la hauteur voulue pour que les poids ap parents par unité de section des deux colonnes s'équilibrent.
Ci-après, à titre d'exemple, les caractéristiques d'un appareil utilisé pour le triage densimétrique d'un mélange constitué par un premier produit de densité 2,65, de granulométrie moyenne, diamètre moyen <B>180</B> microns et un deuxième produit de densité 4,25 de granulométrie moyenne, diamètre moyen 175 mi crons.
La vitesse minimum de fluidisation du produit lourd étant de 0,05 cm/sec, on prend dans les deux branches 1 et 2 de l'appareil une vitesse de l'ordre de 0,1 cm/sec pour être certain de toujours être en fluidisation.
Dans ces conditions, pour un niveau moyen de la zone intermédiaire placé à une hauteur de 34 cm de la grille, on obtient un triage parfait des deux pro duits, lourd et léger, pour un calage du déversoir dans le premier compartiment à une hauteur de hl = 68 cm et un calage du déversoir dans le deuxième compartiment à une hauteur de h. = 49 cm.
L'appareil décrit en permettant une extraction en continu des matériaux solides, peut être utilisé dans des opérations de traitement dans lesquelles le triage n'est pas le but principal, par exemple la lixiviation d'un minerai de sylvinite broyé traité en fluidisation par une eau mère de chlorure de sodium.
Les stériles fins, rapidement épuisés de leur chlorure de potas sium, sont évacués par le déversoir supérieur alors que les grossiers, plus lents à -lessiver, sont évacués par le déversoir inférieur, après un cheminement plus long qui leur permet de rester plus longtemps en contact avec le liquide de traitement.