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ocêdé et appareil pour le lavage et le triage des matiè- res carbonacéas et plus spécialement du charbon ".
Cette invention concerne des perfectionnements appor- tés au lavage et aa triage des matières carbonacées et plus spécialement da charbon et ce, dans le bat d'obtenir du charbon ayant une faible teneur en constituants formant des candre s.
L'invention se rapporte aux procédés dans lesquels la matière uarbonacée est soumise à la séparation pa@ gravie dans une solution aqueuse, dont le poids spécifique se trouve entre les poids spécifiques des constituants à sé- parer, de sorte que les parties plas lourdes tendent à descendre et les parties plus légères à flotter.
Dans l'exécution des procédés de l'espèce, qui sont par exemple décrits dans les brevets antérieurs n 276.723 et 282.874 on a trouvé qu'un triage satisfaisant peat être obtenu sans aucun classement préalable du charbon et ce, contrairement aux procécés de lavage connus, dans lesquels
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il y a un mouvement rapide de la masse d'eau de lavage.
Mais il est néanmoins désirable, de rédaire autant que possible , la proportion de fine poussière.
Selon la présente invention réalisée dans un procédé de. l'espèce ci-dessas rappelée, on maintient dans la li- queur da bain de séparation, un faible courant ascendant d'amplitade réglée, dépassant environ an demi pied par minute. L'amplitude du courant ascendant employé dépend des propriétés physiques de la matière traitée et aussi du. poids spécifique du liquide et du degré de triage désiré.
La vitesse ne doit pas dépasser celle de la chate dans le bain liquide au repos, des particules dont la présence n'est pas désirable dans la matière lavée.
En établissant la vitesse qui est la plus appropriée, il y a lieu de prendre en considération la dimension des plus petites particules de chute et le degré de triage requis. @@ Conséquemment, si la matière à trier contient des particules de dimensions très différentes, il peut ne pas être possible d'employer des vitesses ascendantes d'une amplitade 'qui peut être employée lorsque les particules plus fines sont absentes.
Par exemple, en traitant une matière dont une certains proportion traverse le tamis de 20 mailles, la vitesse du courant ascendant ne doit pas dépasser environ 2,5 pieds par minute, parce que autrement, une proportion de matière d'une dimension plus petite que celle ci-dessus indiquée mais de poids spécifique élevé, peut se présenter dans le produit lavé. La vitesse maximum qui peut être employée, augmente avec la dimension des plus petites particules de matière que l'on désire exclure du produit lavé. Ainsi, par exemple, lorsque les plus petites particules ne trave> sent pas an tamis d'un quart pouc;e, on pont employer des vitesses allant jusque 20 pieds à la minute.
Il est cependant en tous cas désirable, de réduire autant que possible la proportion de fin poassier, par ex.
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celle des particules passant au tamis de 5Q mailles et ce, avant le traitement selon la présente invention.
On a trouvé, qu'en utilisant un bain, par ex. consti- tué par une solution de chlorure de calcium, d'une densi- te de 1,4 on peut obtenir avec da petit charbon, une propor- tion élevée d'un constituant ayant une teneur extrêmement faible en ingrédients formant des cendres. Si la densité est augmentée à 1,5 la proportion de la matière qui flotte est nettement augmentée et, quoique la proportion en ingré- dients formant des cendres y est également plus élevée, elle est encore assez faible, poar que le produit lavé soit encore an produit de valear. L'emploi de solutions de chlorure de calcium d'une densité de 1,5 présente ce- pendant certaines difficultés parce que les, solutions de cette concentration ont une viscosité élevée et sont sus- ceptibles de cristalliser.
On a trouvé, que le léger courant ascendant dans le liquide du bain de séparation, donne tout à fait l'effet d'une augmentation du poids spécifique ou densité, sans donner liea aax désavantages qui se produisent dans l'em- ploi d'une solution plus concentrée. De plus, l'emploi d'un courant ascendant dans le liquide du bain, a pour effet d'accumaler plus rapidement la matière lavée, et l'on obtient conséquemment au rendement plas élevé en charbon trié-lavé par heure.
De plus, l'emploi d' un courant ascendant, permet au charbon flotté, d'être évacué de façon continue à la par- tie supérieure du bain dans un courant liquide dont l'ex- cès peut être aisément séparé et retourné dans le bain.
Le courant ascendant peut être produit de différen- tes façons dans le liquide du bain. Ainsi, dans l'appareil décrit au brevet antérieur n 286.723 ci-dessas rappelé, une entrée de liquide peut être prévue sur, on juste au- dessus de l'extrémité conique inférieure da séparateur. Le @
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charbon à trier peut être introduit par cette entrée,dans le séparatear, à l'aide d'an courant du liquide du bain.
Ceci produit un courant ascendant dans le bain et facili- te également la distribution du charbon dans le séparateur.
L'invention comprend en général l'introduction de la matiè- re à trier, à l'aide d'an courant de liquide du bain.
La méthode d'alimentation du charbon dans le bail au moyen d'un courant de liquide, présente des avantages sous différents rapports. Ainsi, la vitesse d'alimentation du charbon peat être réglée entièrement par la vitesse d'ali- mentation de la liqueur. En coupant complètement le courant liquide, l'alimentation en charbon est arrêtée, Lonséquem- ment en employant an coarant de liquide du bain, dans l'en- trée du charbon, ou a trouvé que l'on pouvait supprimer entièrement tout autre moyen positif de l'ailimentation du charbon. Ainsi, le dispositif d'introdaction du charbon peut être simplement constitué par un tule attaché à la pa- roi du séparateur et dans l'extrémité supérieure duquel, on alimente du charbon et des liquides, au travers de conduits ou chutes appropriés.
Le charbon venant de la chate est entraîné dans le bas du conduit d'entrée, au. moyen d'an courant de liquide du bain et distribué dans le séparateur d'une façon satisfaisante. L'entrée est le plus avantageusement située au milieu ou aux environs du milieu, da séparateur.
Le liquide qui monte au travers du bain est atilisé dans l'évacuation de la matière qui flotte et, dans le bat de @@@@@@ récupérer le liquide da bain, cette matière peut être passée sur des tamis appropriés, par exemple un tamis en fil métallique profilé, pour séparer la quan- tité en excès de liquide du. bain et la retourner au bain en un point plus bas au: moyen d'une pompe de circulation.
Le tamis doit être raclé ou convenablement secoué ou être raclé en même temps,que secoué, dans le but déviter
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des obstructions. Des dispositifs de raclage ou raclettes sont employés à la manière la plus appropriée pour enlever le charbon à la partie supérieure du bain. Ces @@@@@@@@ ra- clettes peuvent être disposées pour racler le tamis,afin d'éviter les obstructions,par ex. en y prévoyant des cames appropriées. Le tamis est le plus avantageusement en pente vers le séparateur, de telle sorte qu'il puisse être lavé par le liquide, sans permettre qu'une qaantité excessive de liquide soit entraînée avec le charbon. La partie du ta- mis qui est immergée, peut être horizontale si on le dé- sire.
Le liquide passant au travers destamis tombe dans an collecteur approprié, d'ou il est enlevé par une pompe de circulation au moyen de laquelle il peut être dirigé à nouveau dans le bain en un point plus bas que l'entrée du charbon. En faisant ainsi remonter ce liquide dans le bain, le courant ascendant est maintenu. Ce courant ascen- dant peut être renforce par le liquide introduit avec la matière, lorsque l'alimentation de celle-ci se fait à l'aide d'an courant de liquide. Le liquide circule ainsi au pravers du bain et peut entrainer avec; lai quelques unes des particules les plus fines sortant da bain avec la ma- tière flottée, mais ceci n'est pas un inconvénient.
L'invention comprend également des appareils appro- priés pour l'exécution du procédé de triagealavage ci-des- sus décrite et ces appareils comprennent un récipient de séparation pour contenir le liquide de séparation par gra- vité, une entrée poar introduire des matières à séparer ou trier, une sortie au fond pour l'élimination du dépôt,une entrée pour le liquide du bain afin de produire an courant ascendant dans le bain, une grille en pente près de la surface du liquide et un dispositif de raclage pour en- trainer sur la grille la matière flottante,'afin de drai- ner le liquide du bain débordant avec cette dernière.
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Une forme préférée de l'invention est décrite ci-des- soas, avec référence aa dessin joint au présent mémoire.
Figure 1 est une vue en élévation da séparateur gra- vifique.
Figures 2 et 3, sont des vues de face et de côté de l'élément sensible da dispositif automatique réglant le ni- veaa da liquide.
Dans le dessin, 1 est le séparateur gravifique, qui est rempli d'une solation aqueuse de chlorure de calciam.
Du charbon à trierarrive de la trémie (non représentée) dans l'entrée 2. Ici, il rencontre un courant da liquide da bain arrivant da bas par an conduit central 3 au moyen de la pompe 4 et est amené dans le séparateur gravifique en an point 5. La matière lourde descend dans le fond co- nique 6 et est enlevée par un élévateur 7 qui doit être prévu de manière à permettre la récupération da liqaide du bain. La matière plus légère flotte à, la partie supérieure da bain'et est évacuée par an dispositif de raclettes 8 passant sur une grille inclinée 9 de préférence en fil mé- talliqae profilé et au moyen duquel le liquide est drainé dans le collectear 10.
De ce dernier, le liquide est son- tiré par la sortie 11, an moyen de la pompe 12 et débite dans le séparatear gravifique en 13, où il produit an cou- rant ascendant. Par uns autre sortie 14 da collecteur 10, du liquide est soatiré par la pompe 4 poar l'alimentation en charbon . Du liquide additionnel peat être introduit vers la pompe 4 et/oa la pompe 12 par le conduit 15 si on le déeira, par ex. venant du drainage du dépôt ou d'un rése.rvoir d'alimentation approprié.
Le liquide enlevé da bain par la matière flottante et la matière de dépôt, et qui n'en. est pas séparé par drainage est remplacé par da liqaide arrivant par le con- dait de compensation 16. La quantité introduite est requi- se poar maintenir le niveau da liqaide dans le séparateur
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à la hauteur désirée et pour maintenir aussi constant qae possible, le courant ascendant désirédans le bain.
Il est réglé en conséquence par une vanne 17, qai peut âtre contrôlée, comme montrée, par des moyens automatiques ces moyens peavent comprendre avantageasement an organe en forme de plongeur 18/actionné par un fluide tel que été / l'haile des conduits 19 et 20 passant par un régulateur 21. L'ouverture et la fermeture du régulateur 21 sont com- mandées par la colonne du liqaide dans la colonne. Cella- ci est àson toar commandée par un organe 23 sensible à la pression, logé dans une projection à collets 24 de la paroi du récipient 1. Cet organe 23 est essentiellement constitué par une poche membraneuse, par ex. en caoutchouc; placée sur an tube 25 scellé en 26.
Une chute de niveau du liquide dans le séparateur gravifique 1, donne lieu à une diminution de pression et l'organe 23 se gonfle. par con augmentation de volume qui en résulte, il réduit la colonne du. liquide en 22, en actionnant le régulateur 21 de façon correspondante. Les colonnes de liquides dans 1 et 22 se déplacent donc à l'unisson, sans communiquer directe- ment entre-elles et l'alimentation en liqaide effectuée par le conduit 16 est commandée de façon correspondante. pendant le passage du charbon sur la grille 9, une partie du liquide du bain en est enlevé et, pour éviter l'ohstruction de la grille, spécialement lorsqu'on sépare du poussier ou autres matières fines, des cames 27, en ca- catchoae peuvent être attachées aux bras 29 du dispositif à raclettes 8.
Le charbon est débité de la chute 28. sur un convoyeur approprié , pour être transporté vers l'appa- reil de récupération du liquide (non représenté).
Les ouvertures de -la grille ne doivent pas. être assez fines pour empêcher tout charbon de passer, étant donné qoe le liquide séparé est retourné au bain.
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A titre (l'exemple on peut mentionner des résultats obtenus lorsqa'on travaille avec da charbon fin à tenear élevée en cendres, passant au tamis de 3/16'', mais exempt de matière passant aa tamis de 50 mailles. Un liquide cal- me d'une densité de 1,385 donnait 48,Q % de matière flottée d'une teneur moyenne en cendres de 1,65%.
En employant un liqaide calme d'une densité de 1,45 le rendement en matiè- re flottée 'était remonté à 68,5%. tandis que la teneur moyenne en cendres n'était augmentée qoe de 2,86% Lors- qu'on employait un liquide de bain diane densité de 1,385 et an courant ascendant d'une vitesse de 10 pouces par minute, on trouvait que la proportion du flotté était de 68,0 % d'une teneur moyenne en cendres de 2,69. Conséquem- ment le résultat dbtena avec an liqaide de densité 1,385 et une vitesse ascendante de 10 ponces par minute est com- parable avec le résultat obtenu avecun liquide calme d'are densité de 1,45.
Les chiffres ci-dessas ne sont donnés qu'à titre d'exemple et dépendent évidemment des propriétés da char- bon traité,.aussi bien que de sa provenance. Les chiffres requis pour chaque cas particulier peuvent être aisément établis par des essais effectuas en petit.
La quantité de liqaide requise pour introduire le charbon, peat ne pas être suffisante poar produire les vitesses ci-dessus d'environ un demi pied par minute.Elle peut produire an courant ascendant d'une vitesse habituel- le, mais dans la plupart des cas, (il est 8 recommander de prévoir une entrée additionnelle de liquide situee au- dessous de l'entrée du. charbon.
L'amplitude du courant ascendant peat être variée suivant les circonstances du moment, Ainsi,'si la densité da bain liquide est modifiée poar un motif quelconque, elle peut âtre compensée par an réglage approprié du courant ascendant da liquide. De même, le courant ascendant ne
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doit pas nécessairement être uniforme dans toute la masse liquide du bain, étant donné que si on le désire, du li- quide peut être introduit au fond d'an séparateur ayant une extrémité inférieure conique et où la section est la plas faible, en produisant en ce point un courant ascendant relativement fort, qui peut favoriser la séparation des dernières proportions des constituants plus légers descen- dus avec le dépôt.
Il est nécessaire qu'au point au-dessus duquel le charbon est introdait, le coarant ascendant ne soit pas inférieur à celai à: requis pour permettre la flottation d'un charbon lavé da poids spécifiqae requise La section transversale du séparateur doit être prise en considération, dans la détermination des points din- troduction du liquide. Dans certains cas il peut être désirable de modifier la construction du séparatear sar la base de ces considérations@ Ainsi, un séparateur approprié peut tre évasé depuis le fond jusqu'au @@@@ point d'in- troduction de la matière et présenter une section trans- versale uniforme ou même rédaite, 9 au dessus de ce point.
Dans le but de faire varier la vitesse, on peut in- tercaller dans le séparateur an élément amovible,qui ré- dait la section transversale utile pour le liquide. Dans ce bat, an manchon peat être monté dans le séparateur ,de façon rigide o@ réglable ou bien, on peut y saspepdre an élément mobile conique ou cylindrique.
Dans l'exécution du procédé de la présente invention, il peut être désirable de conduire 1- triage de la matiè- re première dans an bain calme ou dans an bain avec un fai- ble courant ascendant et d'utiliser ensuite la matière qui descend, comme matière première dans an aatre sépara- tear opérant avec un bain liqaide ayant an courant ascen- dant plus fort. Dans l'emploi de deax ou de plusieurs sé- parateurs en série, on peut de cette façon séparer diffé- rents constituants de la matière première.
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Au lieu d'employer un courant ascendant constant ou contina, le courant ascendant peut être intermittent ou pulsatoire. A cet effet, la pompe ou les pompes peuvent tre construites et commandées pour débiter le liquide vers le bain à la vitesse de pulsation désirée ou bien, on peut réaliser des moyens de va et vient tels, qu'un courant as- cendant soit néanmoins maintenu en tous tei-ps.
Il est à remarquer que les chiffres caractéristiques de la finesse des tamis, cités ci-dessus, roprésentent le nombre-de mailles par pouce, suivant 1'unité standard adopté par l'Institut des Mines et de la Métallurgie an- gla is.