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Appareil de flottage à mousse.
Pour faire circuler la pulpe et engendrer la mousse, les appareils de flottage à mousse connus comportent des hé- lices, roues à aubes ou organes analogues tournant dans un plan horizontal., auxquels la pulpe est amenée par au-dessus ou par en-dessous près de l'axe d'entraînement. L'air requis pour engendrer la mousse est soit amené en-dessous de la roue à aubes par une conduite à air comprimé spéciale, soit aspiré dans la pulpe par au-dessus, par la roue à aubes elle- méme. Dans les deux cas, l'air circule dans le même sens que la pulpe et subit aussi l'accélération conjointement avec elle.
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Par suiteil ne se produit pas de différences de vitesse suffisantes entre la pulpe et l'air, de sorte qu'en règle générale on n'assure pas une dissémination suffisamment pous- sée de l'air dans la pulpe. Aussi la mousse engendrée se compose-t-elle,, peu avantageusement, de grosses bulles.
Quand l'appareil de flottage à mousse est arrèté, les matières solides descendant sur le fond remplissent les intervalles entre les aubes des roues à aubes et enrobent celles-ci complètement, si bien que souvent l'appareil ne peut être remis en marche qu'après un nettoyage préliminaire.
Suivant l'invention, on obvie à ces inconvénients en donnant à l'agitateur, tournant dans la pulpe pour engen- drer la mousse et maintenant en suspension les matières so- lides, la forme d'un rotor biconique lisse dont les généra- trices sont de préférence des quarts de cercle.
Le rotor lisse présente notamment l'avantage que sa fabrication est simple et peu coûteuse et qu'en raison de sa surface lisse il s'use peu et offre peu de possibilités d'attaque pour des pulpes accélérant la corrosion.
Selon une forme d'exécution avantageuse de l'inven- tion, on aménage des surfaces directrices en forme de cloche entre lesquelles tourne le rotor et qui laissent entre elles une fente annulaire. Les surfaces directrices peuvent longer la surface du rotor en lui restant sensiblement équidistan- tes, mais elles peuvent aussi être conformées de manière que l'intervalle entre elles et le rotor diminue vers l'extérieur de manière analogue aux conduits directeurs des pompes cen- trifuges.
Un autre développement de l'idée inventive consis- te à munir d'ailettes la surface supérieure de l'agitateur en forme de rotor biconique et à le faire tourner sous un @
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organe directeur fixe, tandis qu'on donne à la moitié infé- rieure de l'agitateur la forme d'une roue à aubes fermée, la disposition étant telle que tant l'organe directeur supérieur que l'enveloppe extérieure de la roue à aubes inférieure soient prolongés sous forme d'une tuyère au-delà de l'agita- teur. Avec cette forme d'exécution de l'agitateur la partie supérieure ne sert qu'à aspirer l'air et a la forme d'une roue à aubes ouverte pourvue d'ailettes, comme c'est connu en soi pour les souffleries.
Par contre, la partie inférieure de l'agitateur sert en premier lieu à aspirer la pulpe et a la forme d'une roue à aubes fermée, comme celles dont on connaît l'emploi pour les pompes centrifuges. L'air est aspi- ré par la roue à aubes supérieure de l'agitateur à travers le tuyau vertical, faisant saillie au-dessus du niveau de la pulpe et communiquant avec l'air libre, qui à son extré- mité inférieure est relié à la cloche directrice supérieure.
Par ailleurs, l'agitateur peut aussi être conformé de manière que la surface supérieure de l'agitateur soit gar- nie d'ailettes, comme indiqué ci-dessus, et que l'agitateur soit percé d'alésages partant de la surface supérieure du ro- tor le plus près possible de l'arbre de l'agitateur et débou- chent dans la roue à aubes à la surface inférieure du rotor.
Avec cette forme d'exécution on omet alors le prolongement en forme de tuyère de la cloche directrice supérieure et de l'enveloppe extérieure de la roue à aubes inférieure.
Il va de soi que, selon les quantités d'air requises, on peut faire comporter à l'agitateur conforme à l'invention une des caractéristiques précitées seule ou en combinaison avec les autres caractéristiques.
Les dessins annexés représentent plusieurs exemples d'exécution de l'invention. Dans les dessins:
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Fig. 1 est une coupe verticale,
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la Fig. 1,
Fig. Z est une coupe suivant la ligne B-B de la Fig. 1,
Fig. 4 montre une forme d'exécution spéciale du rotor,
Fig. 5 montre une autre forme d'exécution de l'ap- pareil de flottage à mousse,
Fig. 6 est une coupe longitudinale d'une troisième forme d'exécution d'un agitateur conforme à l'invention,
Fig. 7 est une coupe fragmentaire d'une quatrième forme d'exécution de l'invention, et
Fig. 8 est une coupe suivant la ligne C-C de la Fig. 6.
Dans l'élément 1 est monté pour tourner un arbre d'entraînement vertical 2. A l'extrémité inférieure de l'ar- bre d'entraînement 2 est fixé un rotor lisse biconique 3. Les génératrices de la surface du rotor sont utilement des quarts de cercle. Lorsque les circonstances l'exigent, on peut em- ployer comme génératrices de la surface du rotor, au lieu de quarts de cercle, des segments de parabole,d'ellipse ou d'hyperbole ou même des lignes droites. Entre les deux cônes du rotor on intercale utilement un cylindre Sa. Au-dessus et en-dessous du rotor il est prévu des surfaces directrices 4 et 5 en forme de cloche laissant entre elles une fente de sortie annulaire libre 6. Comme représenté sur les dessins, les surfaces directrices peuvent longer la surface du rotor en lui restant sensiblement équidistantes.
Elles peuvent aussi être conformées de manière que l'intervalle entre elles et le rotor s'atténue vers l'extérieur de manière analogue aux conduits directeurs des pompes centrifuges.
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La cloche directrice supérieure 4 est reliée à un croisillon 7 qui comporte des nervures descendantes 8 pour calmer et orienter en ligne droite le courant de pulpe. Sur le croisillon 7 repose une grille tranquillisatrice 9 compor- tant de préférence des trous carrés. A la cloche directrice 4 est raccordé au-dessus un tuyau à air vertical 10. Le croisillon 7 et avec lui la cloche directrice 10 sont régla- bles en hauteur à l'aide des tiges filetées 11, de sorte qu'on peut faire varier l'intervalle entre le rotor 3 et la cloche directrice supérieure 4 (Fig. 2).
La cloche directrice inférieure 5 est fixée sur le fond de l'élément 1 et elle comporte à l'extrémité inférieure une ouverture 12 écartée du fond de l'élément. L'écartement entre l'ouverture 12 et le fond de l'élément est réglable au moyen d'un anneau 13 remplaçable ou réglable en hauteur.
Comme le montre la Fig. 3, le tuyau d'admission 14 pour la pulpe et le tuyau d'admission 15 pour la matière recyclée débouchent tangentiellement dans l'espace 16 délimité par le cône inférieur du rotor et par la cloche directrice inférieu- re 5. La largeur de cet espace est réglable par déplacement vertical du rotor.
La pulpe est envoyée au tuyau d'admission 14 par une poche d'entrée 17. La mousse chargée de minerai est chassée dans la goulotte 19 au moyen du racloir rotatif 18.
Une tôle de guidage inclinée 20 de l'élément 1 conduit vers la goulotte 19, dans le champ d'action du racloir 18, la mousse montant à l'extrémité arrière de l'élément. La pulpe chargée de gangue déborde d'une vanne de sortie 23, - réglable en hauteur au moyen d'un volant à main 21 et d'une tige file- tée 22, - dans la poche de sortie 24.
La pulpe entrant à la suite d'une différence de
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niveau naturelle dans la poche d'entrée 17 remplit l'élément jusqu'au bord supérieur de la vanne de sortie 23 et passe ensuite dans la poche de sortie 24. Le rotor 3 tournant à grands vitesse aspire le pulpe dans l'espace 16 notamment par son cône inférieur, il accélère sa circulation et la remue et il l'expulse de la fente annulaire 6 en un courant éner- gique. Il en résulte un tourbillon intense, représenté en x sur la Fig. l, qui tournoie tant dans un plan horizontal que dans un plan vertical, comme représenté sur la Fig. 1.
Le mouvement du tourbillon dans le plan vertical, qui empêche de manière sure un dépôt de matières solides dans la partie inférieure de l'élément, peut être réglé à volonté, quant à sa vitesse, en déplaçant ou en remplaçant l'anneau 13.
Ainsi, par exemple, lorsque la fente annulaire entre l'anneau 13 et la cloche directrice inférieure 5 est étroite, la cir- culation du tourbillon dans le plan vertical est notablement étranglée. Le cône supérieur du rotor crée dans le tuyau à air 10 un fort remous qui attire de grandes quantités d'air dans la pulpe. Les bulles d'air reçoivent du cône supérieur du rotor une accélération dirigée vers le bas et sont proje- tées à travers la fente annulaire 6 où elles rencontrent la pulpe ayant subi une accélération de la part du c8ne inférieur.
L'air aspiré frappe ainsi dans la fente annulaire 6 une couche de pulpe circulant à une vitesse notablement plus élevée et il est ainsi brisé en bulles très fines. Suivant l'invention on améliore encore notablement le fonctionnement en intercalant entre les cônes du rotor un cylindre 3a. Probablement, il se produit alors dans la couche limite entre la circulation du cône supérieur et la circulation du cône inférieur des tour- billons intenses qui favorisent la division de l'air en bul- les très fines. Il se forme ainsi une mousse à bulles très
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fines et, partant, bonne sustentatrice, qui conjointement avec la pulpe monte dans l'élément après avoir été calmée par les nervures 8 et la grille 9 et qui porte vers le haut, de la manière connue, les constituants ayant la nature d'un minerai.
La mousse chargée de minerai est directement trans- portée dans la goulotte de sortie 19 à l'aide du racloir 18.
La pulpe chargée de gangue s'écoule par-dessus la vanne de sortie 23 dans la poche de sortie 24.
On peut employer l'appareil de flottage à mousse¯.non seulement comme un élément indépendant, mais encore on peut raccorder entre eux en série un groupe de plusieurs éléments.
Dans ce cas on relie chaque fois la poche de sortie 24 d'un élément à la poche d'entrée 17 de l'élément suivant. Les élé- ments peuvent être montés de manière connue en soi en gradins descendant dans le sens de la circulation de la pulpe, de sorte que la pulpe parcourt d'elle-même le groupe d'éléments.
On peut évidemment aussi disposer les éléments en une rangée horizontale en profitant de l'aspiration du rotor. On recueil- le la mousse chargée de minerai dans une rigole, non repré- sentée sur le dessin, disposée suivant la longueur du groupe d'éléments. Si nécessaire, on peut aussi recycler la mousse.
Par exemple, avec un groupe se composant de six éléments, on peut envoyer la mousse des quatre derniers éléments dans le tuyau d'admission 15 du deuxième élément et envoyer la mousse du deuxième élément dans le tuyau d'admission du premier. Le concentrat du groupe est alors recueilli à la goulotte 19 du premier élément.
Quand on doit aspirer à des niveaux relativement élevés la pulpe ou l'avant-concentrat à recycler, il est re- commandable de munir le cône inférieur du rotor d'ailettes transporteuses rectilignes ou spiroïdales 25, comme le montre la Fig. 4.
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si l'on traite dans l'appareil de flottage à mousse des boues favorisant la corrosion, il est recommandable, en outre, de garnir le rotor d'un revêtement de caoutchouc pro- tecteur, ce qui est très simple étant donné que la surface du rotor est lisse.
Au lieu de monter fixes les surfaces directrices 4 et 5, on peut aussi les relier au rotor 3 au moyen de bri- des étroites 26, comme le montre la Fig. 5, de façon qu'elles tournent avec le rotor. Les surfaces directrices peuvent évi- demment aussi être entratnées séparément du rotor dans le même sens que celui-ci ou en sens inverse. La vitesse de rotation peut être égale à celle du rotor, mais elle peut aussi diffé- rer de celle-ci. La pulpe est alors avantageusement envoyée à l'appareil par en-dessous par un raccord 27, tandis que la matière recyclée est aussi amenée par en-dessous par le rac- cord 28.
En faisant tourner les surfaces directrices 4, 5 avec le rotor, on accentue le tourbillon de pulpe, étant donné que non seulement la surface du rotor, mais encore les surfaces directrices impriment une accélération à la pulpe.
Une autre forme d'exécution de l'agitateur suivant l'invention est représentée sur les Figs. 6 à 8. Comme le montrent ces figures, l'élément 1 contient un arbre d'entrat- nement vertical 2 portant à son extrémité inférieure un rotor biconique 3. Cet arbre reçoit sa rotation d'une transmission à courroie 29. La partie supérieure de l'agitateur biconique 3 a la forme d'une roue à aubes ouverte et porte des ailettes 30.
Cette partie de l'agitateur tourne en-dessous d'une cloche directrice fixe 31 qui communique avec le tuyau vertical 32.
Dans l'exemple d'exécution représenté, la distance de la clo- che directrice 31 à la surface de la partie supérieure del'agi- tateur est partout la même, de sorte qu'on a une fente unifor-
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ne 33. Si on le désire, cette fente peut aussi être étranglée de l'intérieur à l'extérieur comme une tuyère.
La partie inférieure de l'agitateur biconique 3 a la forme d'une roue à aubes fermée, c'est-à-dire que la clo- che directrice inférieure 34 est rigidement reliée à la par- tie inférieure de l'agitateur, de manière qu'entre la clo- che directrice 34 et l'agitateur il y ait un conduit d'aspi- ration tournant avec eux, qui sert de préférence à aspirer la pulpe de minerai.
Sur la fig. 6, la cloche directrice supérieure 31 et l'enveloppe extérieure 34 de la roue à aubes fermée sont prolongées sous forme d'une tuyère au-delà de la périphérie de l'agitateur. Cette conformation procure l'avantage que la pulpe aspirée par la roue à aubes fermée aspire comme dans un injecteur l'air de la fente 33, l'entrée d'air étant aidée par les ailettes 30 adaptées sur la partie supérieure de l'a- gitateur 3.
Etant donné que la quantité d'air transportée par la partie supérieure de l'agitateur dépend de la grandeur de la fente 33, on a pris des mesures pour pouvoir augmenter la -lar- geur de la fente. D'après la forme d'exécution représentée sur la fig. 6, le tuyau vertical 32 par lequel l'air est aspiré, comporte à son extrémité supérieure un collier 35 au moyen duquel il est fixé à une bride correspondante 36 du palier 37 du mécanisme de l'agitateur. Dans ce cas on peut faire varier la largeur de la fente en levant et en abaissant simplement la cloche directrice supérieure 31 reliée au tuyau vertical et en disposant entre les deux colliers 35 et 36 un nombre plus grand ou plus petit de rondelles intercalaires 38. En outre, il est prévu des tôles intercalaires 39'pour supporter extérieurement la cloche directrice 31 sur la paroi de l'élé- ment.
Lorsque le tuyau vertical est exécuté comme sur-les Figs. 1 et 2, le réglage de la largeur de la fente peut aussi
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être opéré en levant et en abaissant le palier de l'arbre de l'agitateur au moyen d'une vis de réglage prenant appui sur la charpente.
Avec cette forme d'exécution, l'air est amené au tuyau vertical 32 par une ouverture 40 percée dans le tuyau vertical 32 au-dessus du niveau de la pulpe. Pour régler l'arrivée d'air, on peut démasquer plus ou moins l'ouverture 40 au moyen d'un registre circulaire 41 (Fig. 8).
Comme autre développement de l'invention, on peut aussi conformer l'agitateur de la manière représentée sur la Fig. 7. Ici encore la partie supérieure de l'agitateur biconique est munie d'ailettes 30, tandis que la partie in- férieure de l'agitateur a la forme d'une roue à aubes fermée.
Dans cet exemple d'exécution, la cloche directrice supérieure 42 et l'enveloppe extérieure de la roue à aubes inférieure se terminent sensiblement à la périphérie extérieure de l'agi- tateur Z. Pour aider efficacement l'amenée d'air dans la pul- pe, provoquée par la partie supérieure de l'agitateur garni d'ailettes, il est prévu suivant l'invention, dans l'exemple d'exécution de la fig. 3, des alésages 44 incurvés vers l'ex- térieur percés dans le corps de l'agitateur 3 qui commencent à la surface supérieure de l'agitateur près de l'arbre de l'agitateur et qui débouchent dans le conduit d'aspiration de la roue à aubes inférieure.
Vu que la pulpe aspirée par la roue à aubes cir- cule rapidement au droit des ouvertures de sortie des alé- sages44 l'air est entraîné comme dans un injecteur. L'air est amené à l'agitateur par le tuyau vertical 32, comme décrit ci-dessus. Dans beaucoup de cas, toutefois, il suffit de mé- nager de simples alésages rectilignes.
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