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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS D'AGITATION ET D'AERATION
L'invention vise des perfectionnements aux appareils d'agitation et d'aération.
Un objet de l'invention est de prévoir une disposition perfectionnée d'appareil d'agitation et d'aération, dans laquelle une mousse fine, bien aérée, peut être aisément produite.
D'autres objets de l'invention consistent à procurer un appareil facilement réglable en vue de produire les meilleurs résultats, et dans lequel les parties ou organes sont facilement accessibles et 'non sujets à s'obstruer, du fait de sédiments, dans le cas où l'appareil vient à être arrêté alors qu'il est plein de pulpe contenant des matières solides en suspension.
Conformément à l'invention, un appareil d'agitation et d'aération Comprend en combinaison: un récipient d'agitation, un propul-
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seur y monté de manière à tourner, un cylindre plongeant dont le bord inférieur entoure le dit propulseur, qui s'étend vers le haut, à partir du propulseur, dans le dit récipient, et dans lequel est admis de l'air, le dit cylindre plongeant comportant des ouvertures pour l'amenée de courants de pulpe au propulseur à partir du récipient; et des chicanes disposées dans le trajet de la pulpe aérée, refoulée par le propulseur dans le récipient. Cet appareil est, conformément à l'invention, spécialement étudié pour la concentration de minerais par flottaison mousseuse, et il est avantageux pour cette concentration.
Le propulseur peut être du type comprenant un plateau pourvu d'ailettes dressées sur sa surface supérieure, le dit propulseur étant disposé de manière que les ailettes sont recoupées par le plan du bord inférieur du cylindre plongeant.
Dans cet appareil la fonction du propulseur n'est pas seulement de maintenir l'agitation de la pulpe, mais également d'introduire de l'air dans cette pulpe. Le propulseur maintient le cylindre plongeant sensiblement vide de pulpe, et par suite l'air a accès à la surface supérieure des ailettes.
La position et les dimensions du cylindre plongeant sont très importantes pour le bon fonctionnement de l'appareil. Avantageusement, le cylindre plongeant est de diamètre légèrement plus important que le diamètre du propulseur et il est disposé co-axialement avec ce dernier. Si l'extrémité inférieure du cylindre est placée de manière à être concentrique à, et à entourer les ailettes dressées du propulseur, avec en outre son bord inférieur dans un plan horizontal qui recoupe les ailettes à un niveau approprié, la consommation de puissance de l'appareil sera minimum pour un maximum d'efficacité ou de rendement dans l'aération.
L'élévation du cylindre plongeant au dessus de ce point n'accroît pas sensiblement l'aération, mais :rait croitre la puissance consommée, tandis que son abaissement en dessous de ce point réduit l'aération. Le point convenable de réglage du cylindre est facilement déterminé par l'essai.
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Une zone tranquille du liquide, dans laquelle la mousse peut se former, pourrait dans certains cas être ménagée dans un autre récipient mais, le plus commodémént, elle est ménagée dans le récipient d'agitation autour du cylindre plongeant.
Dans une disposition constructive préférée, le cylindre est pourvu d'une multiplicité d'ouvertures, formées dans sa paroi au dessus du niveau du propulseur et en dessous du niveau de la mousse dans le récipient d'agitation voisin, de sorte que la pulpe peut s'écouler, à travers les ouvertures, dans le cylindre, et tomber sur le propulseur. Ces ouvertures de circulation de pulpe seront situées à une profondeur suffisante en dessous du niveau de la pulpe dans l'appareil pour que les jets de pulpe tombent ou plongent dans le cylindre ; auront une étendue suffisante que pour permettre une circulation adéquate de la pulpe sans noyer le cylindre, ce qui réduirait immédiatement le rendement de l'aération.
Bien que l'invention puisse être employée dans des appa- rei.ls comprenant un seul récipient d'agitation, en pratique il est fréquemment désirable d'employer un certain nombre de récipients et, à cet égard, l'invention vise des appareils tels que décrits plus haut comprenant plusieurs récipients d'agitation disposés 'côte à côte et dont chacun est pourvu d'un propulseur et d'un cylindre plongeant, les dits récipients étant équipés d'ouvertures les mettant en communication l'un avec l'autre de façon que la pulpe à agiter puisse passer successivement à travers les différents récipients.
Dans un appareil de ce genre, chaque récipient peut être équipé d'une entrée pour la pulpe, pratiquée dans son fond, en dessous du propulseur, le propulseur servant à aspirer la pulpe dans le récipient,et d'une sortie pour la pulpe du récipient, la sortie du premier récipient du groupe menant à l'entrée du second récipient, la sortie du second à l'entrée du troisième si un troisième récipient est prévu, et ainsi de suite pour autant de récipients qu'il est prévu dans la série. Si on le désire, des
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ailettes peuvent être ajoutées sur le côté inférieur du propulseur, afin d'aider à l'aspiration de la pulpe dans le récipient.
Les chicanes placées dans le trajet de la pulpe aérée peu- vent être disposées dans le même plan que le propulseur et com- porter des surfaces verticales disposées angulairement par rap- port au trajet de la pulpe refoulée par le propulseur, de manière que la pulpe, après avoir rencontré les chicanes, soit libre de s'élever verticalement dans la zône tranquille.
Le plateau du propulseur peut s'étendre au delà des limites des ailettes, et peut même être de diamètre plus grand que le cylindre plongeant si on le désirait. Cette disposition peut constituer un avantage si de l'air additionnel est admis sous le propulseur, car elle tend à empêcher cet air d'interférer avec de lapulpe vers ou l'écoulement/à partir du cylindre plongeant/dans la zône d'agita- tion.
Toutefois, du point de vue accessibilité des organes ou parties, de préférence, l'ensemble du propulseur est établi de diamètre moindre que le diamètre interne du cylindre plongeant et l'intérieur du cylindre est libéré de toute obstruction, de manière à permettre d'extraire le propulseur pour sa vérification, à tout moment désiré, sans interférence avec les autres organes du récipient d'agitation.
Ce qui suit est une description, donnée à titre d'exemple, d'une disposition d'appareil conforme à l'invention, l'appareil étant illustré dans les dessins annexés, dans lesquels:
Fig.l est un plan, certaines parties y étant représentées arrachées pour montrer les parties ou organes se trouvant en dessous d'elles;
Fig.2 est une coupe verticale et longitudinale, pratiquée suivant la ligne 2-2 de la fig.l, en regardant dans la direction des flèches;
Fig.3 est une coupe verticale suivant la ligne 3-3 de la fig,l, en regardant dans la direction des flèches;
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Fig.4 est un 'détail du côté supérieur d'un propulseur;
Fig.5 est une vue analogue du côté inférieur du propulseur; Fig.6 est un détail du côté supérieur d'une variante de propulseur ;
Fig. 7 montre une variante de disposition de chicanes.
En se référant aux figures 1 à 3, l'appareil comprend un certain nombre de récipients d'agitation Il,12,13,14, disposés côte à côte, en série. On observera que dans le dessin, à l'endroit du récipient 13, l'appareil est représenté comme brisé entre les lignes en traits mixtes, et il doit être entendu qu'un nombre quelconque voulu d'appareils additionnels peut être interposé- entre les récipients 12 et 14.
Les récipients sont carrés, vus en plan, et chacun d'eux est pourvu d'un propulseur 15 monté sur un arbre vertical 16 supporté dans des paliers 17,18, et portant à son extrémité supé- rieure une poulie d'entrainement 19.
Un moteur électrique 20, monté sur une console 21, est dis- posé entre chaque paire de récipients 11,12 et 13,14 et porte deux poulies 22,23, grâce à quoi il peut entrainer par une cour- roie en V la poulie 19 de chacun des deux récipients entre les- quels il est placé.
La commande de mouvement est supportée sur deux organes en U, 24,26, placés avec leurs âmes horizontales, et qui s'étendent de bout en bout de l'appareil, au dessus des récipients d'agitation 11 à 14, ces organes étant supportés par une charpente convenable consistant en organes verticaux 26 et horizontaux 28.
Ooaxialement à chacun des propulseurs 15, on a prévu dans chacun des récipients d'agitation un cylindre plongeant 30. Le cylindre plongeant de chaque récipient est supporté à son extrémi- té supérieure par des tiges filetées 31, traversant des supports ou consoles 32 de l'organe en U inférieur 25, et maintenues en position de réglage par des volants à main 33 disposés au dessus des supports ou consoles.
Chacun des cylindres plongeants est suffisamment long pour @
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s'étendre bien au dessus du niveau du liquide dans les récipients d'agitation 11 à 14. Il est assujetti ou soutenu par des étançons ou tirants 34, de manière à être maintenu centré avec le propul- seur à son extrémité inférieure. De préférence, les étançons ou tirants sont réglables en longueur, en assurant ainsi la possibi- lité de régler d'une manière précise la position du cylindre par rapport au propulseur.
Un certain nombre d'ouvertures de circulation 35 sont prévues dans les parois des cylindres plongeants, à un niveau situé en dessous du niveau de la pulpe dans les récipients d'agitation.
Bien que plusieurs rangées d'ouvertures aient été représentées dans le dessin, on comprendra qu'un nombre plus grand ou plus petit d'ouvertures pourra être nécessaire suivant la vitesse à laquelle les agitateurs sont entrainés, la quantité de matière solide qui peut être suspendue dans la pulpe en traitement, le degré d'agitation requis, et d'autres conditions analogues, et que toute ouverture dépassant le nombre requis pour assurer la circulation désirée de la pulpe peut être obturée.
Les propulseurs 15 eux-mêmes sont du type comprenant un pla- teau horizontal, pourvu d'un moyeu central 36, à l'aide duquel s'effectue le montage sur l'arbre 16 (voir figures 4 et 5). Sur la surface supérieure du plateau de chaque propulseur sont montées un certain nombre d'ailettes radiales 37. Le diamètre du plateau et des bords externes des ailettes qu'il porte, est légèrement inférieur au diamètre interne du cylindre plongeant 30, de @ en cas de nécessitée manière à permettre/1' enlèvement parle haut du propulseur sans déranger le cylindre, en vue d'un examen ou de réparations. Sur le côté inférieur du plateau sont disposées deux ailettes radia- les 58, comme il est indiqué dans la fig.5.
Comme on le voit le mieux dans les figures 2 et 3, le bord inférieur du cylindre plongeant est ajusté de manière à se trouver à un niveau compris entre le niveau des bords supérieurs des ailettes 37 et celui du plateau 15 du propulseur ou agita- teur, la hauteur exacte de réglage à préférer étant déterminée
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facilement par voie d'essai perlant le fonctionnement de la machine, et la position convenable des volants à main 33 étant réglée dans ce but.
Le diamètre interne des cylindres 30 est établi de manière à ne laisser qu'un petit espace entre les extrémités ou périphérie des ailettes 37 et la surface interne du cylindre au voisinage du bord inférieur de ce dernier. Si on laisse subsister un espace trop grand en ce point, l'appareil peut, dans le cas d'éléments profonds, montrer une tendance à noyer l'intérieur du cylindre.
Afin d'éviter l'usure inutile du bord inférieur du cylindre, celui-ci peut être garni de caoutchouc ou autre matière résistant à l'usure.
Dans le fond de chacun des récipients d'agitation 11 à 14 on dispose, autour du propulseur 15, une série de plaques-chicanes, Les chicanes sont arrangées suivant deux cercles concentriques.
Le cercle intérieur est constitué par une série de plaques chicanes verticales 40, placées à un certain angle par rapport à la position radiale, tel que la pulpe refoulée tangentiellement par le propulseur soit projetée contre les faces des chicanes.
Un espace radial est prévu entre la périphérie du cylindre et le bord interne des chicanes.
A l'extérieur du cercle dés chicanes 40 est disposé un second cercle de chicanes 41. Ces chicanes sont inclinées d'une manière analogue aux premières, mais elles sont plus nombreuses en raison du plus grand rayon de leur emplacement.
Avantageusement, les chicanes sont constituées en tôle, chaque chicane étant munie d'un rebord formé en pliant son bord inférieur à angle droit sur le plan de la chicane, et les chicanes sont assujetties en place en les vissant sur le plancher ou fond du récipient d'agitation.
Au centre du fond de chaque récipient d'agitation, on a prévu une entrée 45 pour la pulpe, et cette entrée, comme on le remarquera, mène à la zône d'aspiration des ailettes 38 du côté inférieur du propulseur. Une sortie 46 est disposée dans le
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récipient d'agitation, près du côté de ce récipient, où elle est masquée par des chicanes au courant direct de pulpe venant du propulseur. Le dernier récipient d'agitation de la série n'est pas pourvu d'une sortie à l'emplacement des sorties 46, la sortie da pulpe étant formée par une ouverture 51 dont il sera question par après.
En dessous des entrées 45 et des sorties 46, s'étend un caisson de circulation générale 47. A l'emplacement du premier récipient d'agitation 11, le caisson s'étend au delà du récipient, jusque sous un compartiment d'alimentation 48 avec lequel il communique par une ouverture 49. Le caisson de circulation 47 sert à convoyer la pulpe du compartiment d'alimentation 48 à l'entrée 45, et il est pourvu d'une cloison transversale 50 pour empêcher cette pulpe de s'écouler plus loin le long du caisson de circulation.
La sortie 46 du récipient 11 pénètre dans un second compartiment du caisson de circulation, 47, qui transfère la pulpe de cette sortie à l'entrée 45 du second récipient 12.
D'une manière analogue, la sortie du récipient 12 est reliée au récipient suivant de la série , et ainsi de suite jusqu'au récipient terminal 14.
Le récipient terminal 14 comporte une sortie de résidus 51, découpée dans sa paroi à un niveau bien au dessus du niveau des chicanes 40,41 et cette sortie mène, par dessus un déversoir 52, à un compartiment à résidus 53 d'où les résidus peuvent s'évacuer à travers une ouverture 54 pratiquée dans le fond du compartiment, Le déversoir 52 sert à régler le niveau de pulpe dans l'appareil.
Entre le compartiment d'alimentation 48 et le récipient d'agitation 11 on a prévu une ouverture 55 pour un courant de retour, et des ouvertures de retour analogues 56,57,58 sont pratiquées dans les parois ou cloisons de séparation entre les récipients d'agitation restants.
Lorsque l'appareil est en fonctionnement, dans chacundes récipients d'agitation le propulseur 15 vide de pulpe le cylindre
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plongeant et entraine de l'air et une certaine quantité de pulpe dans le récipient d'agitation, contre les chicanes. Des jets de pulpe s'écoulent dans le cylindre plongeant par les ouvertures 35, et se mélangent à l'air qui est injecté dans la pulpe par le propulseur. La quantité de pulpe admise par les ouvertures 35 ne doit pas être suffisante pour noyer le cylindre plongeant. La pulpe agitée qui rencontre les chicanes 40,41,a sa vitesse annulée par le choc, et des bulles d'air s'élèvent à travers la pulpe à partir des chicanes, la disposition verticale des chicanes permettant à cette ascension de se produire librement.
Au dessus des chicanes, dans la portion supérieure du récipient d'agitation, est formée une zône relativement tranquille de pulpe, et les ouvertures de retour 55,56,57,58 sont situées dans cette zône tranquille. L'aspiration des propulseurs 15 fait pénétrer la pulpe, par le caisson de circulation 47, dans chaque élément. Une certaine quantité de cette pulpe est dérivée finalement des ouvertures de retour 55-58 et une certaine quantité provient des entrées 45 des éléments précédents. Il y a par suite une progression de la pulpe à travers les entrées inférieures 45 et les sorties 46, depuis le compartiment d'alimentation 48 vers la sortie 51.
Simultanément, un courant de retour de la pulpe s'établit par les ouvertures 58-55 dans la zône tranquille de l'appareil. Ce courant de retour est avantageux dans plusieurs cas mais ne forme pas une partie essentielle de l'invention.
Une mousse se forme dans les récipients d'agitation 11-14, et si la matière soumise au traitement contient des particules minérales de valeur et que des réactifs appropriés sont ajoutés à la pulpe, cette mousse comprendra des éléments de valeur, métallifères ou autres. Elle déborde les cotés des récipients, par dessus les lèvres 60 et passe de là dans les gouttières 61 qui courent le long des côtés de l'appareil.
Des bouchons 62 placés dans le fond du caisson de circulation 47 donnent accès aux différentes ouvertures de circulation 45-49 en vue de leur nettoyage, si l'appareil venait à s'obstruer.
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On remarquera que les cylindres plongeants 30 servent à séparer le côté supérieur des propulseurs 15 de la masse de la pulpe dans les récipients d'agitation et, si pour une raison ou l'autre l'appareil venait à être arrêté alors qu'il est rempli de pulpe, la matière solide se déposera sur la fond des récipients d'agitation, mais non dans la même mesure sur les propulseurs ou sur le fond des récipients en dessous des propulseurs. Par conséquent, l'appareil peut être remis en marche sans qu'il soit nécessaire de le drainer ou de le laver.
En se référant à la fig. 6, cette figure illustre une variante de propulseur dans laquelle les ailettes du côté supérieur du plateau du propulseur sont courbées au lieu d'être radiales comme dans le cas du propulseur illustré dans la fig.4.
En se référant à la figure 7, cette figure montre un certain nombre de chicanes en forme de chevilles, 65, dressées sur la base ou fond d'un récipient d'agitation. Ces chevilles peuvent être employées en remplacement des chicanes 40,41 montrées Jans les autres figures des dessins. En outre, il est possible d'agencer les chicanes sous forme de plaques radiales ou de leur faire affecter la forme d'organes angulaires disposés'en cercle concentriques avec les racines des angles tournées vers le centre du propulseur.
Egalement, au lieu d'employer des chicanes fixées au fond ou plancher du récipient d'agitation, on peut employer des chicanes du type grille bien connu, disposées au dessus du niveau du fond du tube plongeant, dans l'espace qui entoure ce dernier.