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PROCEDE ET APPAREIL DE CONCENTRATION DES MINERAIS ET DES CHARBONS.
La présente invention est relative à un procédé de concentration de minerais et de matières contenant du charbon et à l'appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On a recours à divers procédés tels que ceux ayant recours à la séparation par gravité, par milieux lourds, par flottation par moussage, par dispositifs magnétiques, ainsi que d'autres procédés, pour obtenir des concentrations de métaux de valeur, tels que le cuivre, le plomb et le zinc, à partir de minerais brut, pour augmenter la pureté de produits minéraux non métalliques, tels que l'apatite et le spath fluor, et pour purifier les matériaux à base de carbone, par exemple le charbon.
Le matériau brut auquel ces procédés sont appliqués n'est pas un composé chimiquement pur, mais un mélange complexe de différents composés minéraux ou pierreux, de sorte que sa composition varie fortement dans le temps.
Les minerais métalliques et non métalliques, ainsi que le charbon, sont généralement extraits en plusieurs chantiers à la fois et le produit ainsi obtenu varie grandement en qualité suivant la plus ou moins grande facilité d'extraction, et même une même veine ou filon change plus ou moins de constitution em cours d'exploitation. En outre, certains minerais, par exemple les minerais de plomb, changent à mesure que se prolonge le temps de stockage s'écoulant entre leur mise à jour dans la mine et leur concentration dans l'installation à la surface .
Des constituants de valeur sont ainsi perdus à cause de l'impossibilité où l'on est, lors.qu'on utilise les procédés actuellement connus, d'ajuster les diverses conditions de façon à contrebalancer les modifications fréquentes et imprévisibles qui se produisent dans la composition et l'aptitude au traitement du matériau brut. Les analyses chimiques et d'autres procédés de contrôle analogues sont trop lents et le procédé connu, consistant à placer
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une petite table à secousses dans le trajet d'un léger courant des déchets finement divisés en vue d'indiquer à l'aide d'une traînée révélatrice quand les pertes en minéraux deviennent excessives, est trop grossier pour convenir.
L'invention a pour but de réduire les pertes en matériau désiré dans les déchets et de diminuer la quantité de matériaux indésirables dans le produit de concentration obtenu.
L'invention fournit à cet effet un procédé de contrôle des procédés de purification ou de concentration de minerais métalliques ou non métalliques, ou de matériaux contenant du charbon, ce procédé consistant à soumettre les produits fournis par ces procédés, ou un échantillon prélevé sur ces produits, à l'action d'un faisceau d'électrons, de lumière ou d'une radiation électromagnétique d'une autre nature, et à utiliser le faisceau réfléchi, transmis ou diffusé pour actionner un mécanisme électromagnétique qui commande l'amenée du matériau brut, ou d'autres constituants ou facteurs affectant les procédés en question.
L'invention s'étend également à l'appareillage pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus.
Les radiations utilisées peuvent être des radiations radio-électriques, infra-rouges, celles de la lumière visible, ultra-violettes, des rayons X, des rayons gamma, ou des radiations analogues, ou encore des radiations provenant de sources radio-actives naturelles ou artificielles, telles que des radiations alpha, bêta ou gamma.
Le faisceau peut être dirigé suivant un angle quelconque sur le produit de concentration, ou le déchet, qui peuvent recevoir tout traitement préparatoire convenable, tel que filtrage, séchage, concassage, sélection de particules d'une dimension préférée, électrolyse, ou traitement chimique. L' observation -qui suit peut être effectuée sur des radiations réfléchies ou transmises, et l'on peut utiliser plus particulièrement dans les deux cas celles qui suivent un angle donné. Le dispositif détecteur peut être photo- électrique ou thermo-électrique, ou être basé sur un effet quelconque propre à la radiation observée.
L'indication ainsi obtenue, convenablement amplifiée, est utilisée pour régler diverses variables du procédé, par exemple la densité d'un milieu lourd dans un réservoir de séparation, ou l'addition de réactifs dans un circuit de flottation par la mousse, ou la vitesse à laquelle s'effectue l'amenée du matériau brut.
On va décrire à titre d'exemples trois modes de mise en oeuvre de l'invention, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : les figs. 1, 2 et 3 se rapportent respectivement à ces trois exemples.
La Fig. 1 est relative à l'application de l'invention au procédé de flottation par la mousse appliqué au nettoyage du charbon. Une partie des produits de queue provenant de la dernière machine de flottation est amenée par une conduite 1 dans un réservoir 2, dans lequel est monté un petit filtre à vide rotatif 1 qui fait passer le produit devant un sécheur électrique 4, de façon à sécher la pellicule très mince formée sur le filtre jusqu'à une faible teneur en humidité. Un rayon de lumière 5 est dirigé sur la pellicule sèche, avant qu'elle ne soit enlevée du tambour 1. du filtre rotatif par une lame racleuse 24, et la lumière réfléchie 6 est dirigée aux fins d'observation sur une cellule photo-électrique 7.
La sortie de la cellule photo-électrique 2 est amplifiée par un amplificateur puis le signal électrique ainsi obtenu traverse un dispositif 3 de commande de la vitesse, qui commande la vitesse d'un moteur électrique 10 qui commande la pompe 11 de l'installation de flottation, de façon à augmenter ou à diminuer à volonté la quantité de fines de charbon brutes amenées à l'installation. Plus la proportion de charbon contenu dans les produits de queue est importante, plus la pellicule déposée sur le tambour .2 est sombre et plus l'intensité du rayon réfléchi 6 est faible.
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L'agencement est tel que, lorsque l'intensité est plus faible qu'une valeur déterminée, la vitesse du moteur est réduite de façon à diminuer la quant'i-', té de charbon amené à l'installation, et inversement. On trouvera ci-dessous les données obtenues dans le traitement par flottation d'un charbon de South
Colynon du Pays de Galles. Ce tableau montre que la différence est suffisante pour rendre un contrôle possible.
Teneur en cendres : 11% 15% 29% 39% 48% 55% 63% 69% 73%
Réflexion 1,2 1,2 1,5 1,6 1,8 1,9 2 2,2 2,3
La fig. 2 représente l'application de l'invention au procédé de flottation par la mousse destiné à fournir un charbon propre, débarrassé de pyrite de fer, à partir de charbons bruts contenant une forte proportion de ce minerai. Dans ce dernier cas, le contrôle exact de l'agent destiné à fournir la mousse, par exemple l'acide crésylique, et de l'agent de précipitation, par exemple l'argile, est important. L'excès du premier, ou le manque du deuxième, permet à une trop grande quantité de pyrite de pénétrer dans le charbon propre, tandis que les conditions contraires provoquent une précipitation excessive du charbon et des pertes de charbon dans les produits de queue.
Un prélèvement continu d'un échantillon de mousse contenant du menu charbon propre est amené' par un tuyau 12 dans un cône 12 à grandes mailles, destiné à éliminer les par- ticules de dimensions relativement importantes et dans un cylindre 13, à fines mailles, destiné à éliminer les particules de dimensions relativement ré- duites. Les particules de dimensions moyennes pénètrent dans un cylindre 14 chauffé extérieurement par des brûleurs 15, de façon à sécher le charbon qui tombe d'une des extrémités du cylindre 14 sous la forme d'un courant libre 16.
En soumettant le charbon propre à un faisceau 17 de rayons X et en observant le rayon 18 transmis à l'état atténué, la quantité de pyrite peut être déterminée d'une façon constante, puisque le bisulfure de fer offre un obs- tacle beaucoup plus important à cette forme de radiation que le charbon ou que les composants alumineux ou siliceux de la mousse. Le rayon transmis 18 traverse un détecteur 19 à rayons x. Le courant résultant est amplifié dans un amplificateur 20 et utilisé pour commander un dispositif 21 qui règle la vitesse d'un moteur 22 qui entraîne un transporteur à courroie 23 qui amène l'argile, de telle façon qu'une diminution du courant électrique provoque 1' augmentation de la vitesse du moteur et donc un accroissement de la quantité d'argile fournie.
La fig. 3 est relative à l'application de l'invention à un procédé d'extraction du plomb et du zinc, sous forme de concentrés séparés, d'un minerai contenant des pyrites. Par un chois approprié des réactifs et du temps de traitement, le plomb est extrait le premier sous forme d'un concentré à base de galène et le zinc est extrait ensuite sous forme d'un concentré de sphalérite. Enfin, la pyrite est séparée par flottation et le reste du minerai constitue un déchet. Il est important d'obtenir que chaque concentré contienne aussi peu que possible de minéraux étrangers. En particulier, la présence du zinc dans un concentré de plomb est nuisible.
En inspectant par des rayons X monochromatiques la mousse qui contient le plomb, les produits de queue que laisse l'extraction du plomb, la mousse contenant du zinc, les produits de queue que laisse l'extraction du zinc, la mousse contenant la pyrite, et les produits de queue définitifs, et en observant les radiations suivant des angles propres aux différents composants minéraux, on peut déterminer les résultats obtenus par le procédé, et en utilisant les divers faisceaux pour commander un appareillage de contrôle approprié, on peut obtenir un dispositif permettant de contrôler d'une façon complète et continue le procédé de préparation dans toutes ses phases.
A la Fig. 3, un échantillon de mousse chargée de plomb est contenu dans un réservoir 26 dans lequel pénètre une partie d'un transporteur à courroie sans fin 27 formé par un treillis en tissu ou en toile métallique qui s'enroule sur des galets 28. Les mailles de la courroie 27 entraînent une
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partie de la mousse et la font passer devant un séchoir électrique 29. Un faisceau 30 de rayons X est dirigé suivant un certain angle sur la courroie 27 et un détecteur 31 est disposé de façon à recevoir un faisceau réfracté 32 suivant un angle propre au-zinc. Le courant résultant est amplifié dans un amplificateur 33, puis utilisé de façon à commander un régulateur de vitesse 34 d'un moteur 37 qui entraîne une courroie 38, ou une pompe qui fournit du cyanure de sodium.
Si l'intensité du faisceau de rayons X devient trop forte, cela montre que le plomb contient trop de zinc et les pourcentage de cyanure de sodium est accru dans des proportions appropriées. La courroie 27 est nettoyée par un jet d'eau 35 et par des galets d'essorage 36.
Le détecteur 31 peut être réglable en position de façon à être adapté aux différents angles de réfraction ; bien on peut utiliser simulta- nément deux détecteurs ou plus pour les différents angles de réfraction propres aux différentes substances.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits, qui n'ont été donnés qù'à titre d'exemple.
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METHOD AND APPARATUS FOR CONCENTRATION OF ORES AND COALS.
The present invention relates to a process for concentrating ores and materials containing coal and to the apparatus for carrying out this process.
A variety of processes such as gravity, heavy media, foam flotation, magnetic device separation, and other processes are used to achieve concentrations of valuable metals, such as copper. , lead and zinc, from raw ores, to increase the purity of non-metallic mineral products, such as apatite and fluorspar, and to purify carbon-based materials, eg, coal.
The raw material to which these processes are applied is not a chemically pure compound, but a complex mixture of different mineral or stony compounds, so that its composition varies greatly over time.
Metallic and non-metallic ores, as well as coal, are generally extracted in several sites at the same time and the product thus obtained varies greatly in quality depending on the greater or lesser ease of extraction, and even the same vein or vein changes more or less incorporation during operation. In addition, some ores, eg lead ores, change as the storage time elapses between their discovery in the mine and their concentration in the surface installation.
Valuable constituents are thus lost because of the inability, when using currently known methods, to adjust the various conditions so as to counteract the frequent and unpredictable changes that occur in the process. composition and processability of the raw material. Chemical analyzes and other similar control methods are too slow and the known method of placing
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a small shaking table in the path of a gentle stream of the finely divided waste to indicate with a telltale trail when the mineral losses become excessive is too coarse to be appropriate.
The object of the invention is to reduce the losses of desired material in the waste and to reduce the quantity of undesirable materials in the concentration product obtained.
To this end, the invention provides a method of controlling processes for the purification or concentration of metallic or non-metallic ores, or of materials containing carbon, this process consisting in subjecting the products provided by these processes, or a sample taken from these produced by the action of a beam of electrons, light or electromagnetic radiation of another nature, and by using the reflected, transmitted or scattered beam to actuate an electromagnetic mechanism which controls the supply of the material crude, or other constituents or factors affecting the processes in question.
The invention also extends to the apparatus for implementing the above method.
The radiations used can be radio-electric radiations, infrared, those of visible light, ultra-violet, X-rays, gamma rays, or similar radiations, or even radiations coming from natural radioactive sources or artificial, such as alpha, beta or gamma radiation.
The beam can be directed at any angle onto the product of concentration, or the waste, which can receive any suitable preparatory treatment, such as filtering, drying, crushing, selecting particles of a preferred size, electrolysis, or chemical treatment. The following observation can be carried out on reflected or transmitted radiations, and in both cases it is possible to use more particularly those which follow a given angle. The detector device can be photoelectric or thermoelectric, or be based on any effect specific to the observed radiation.
The indication thus obtained, suitably amplified, is used to adjust various process variables, for example the density of a heavy medium in a separation tank, or the addition of reagents in a foam flotation circuit, or the speed at which the raw material is fed.
Three embodiments of the invention will be described by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: FIGS. 1, 2 and 3 relate respectively to these three examples.
Fig. 1 relates to the application of the invention to the foam flotation process applied to cleaning coal. Part of the tail products from the last flotation machine is fed through a line 1 into a tank 2, in which is mounted a small rotary vacuum filter 1 which passes the product in front of an electric dryer 4, so as to dry the very thin film formed on the filter down to low moisture content. A ray of light 5 is directed at the dry film, before it is removed from the drum 1 of the rotary filter by a scraper blade 24, and the reflected light 6 is directed for observation on a photocell. 7.
The output of the photoelectric cell 2 is amplified by an amplifier then the electrical signal thus obtained passes through a speed control device 3, which controls the speed of an electric motor 10 which controls the pump 11 of the heating installation. flotation, so as to increase or decrease at will the quantity of crude coal fines brought to the installation. The greater the proportion of carbon contained in the tail products, the darker the film deposited on the drum .2 and the lower the intensity of the reflected ray 6.
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The arrangement is such that, when the intensity is lower than a determined value, the speed of the motor is reduced so as to reduce the quantity of coal supplied to the installation, and vice versa. Below are the data obtained in the flotation treatment of a coal from South
Colynon of Wales. This table shows that the difference is sufficient to make a control possible.
Ash content: 11% 15% 29% 39% 48% 55% 63% 69% 73%
Reflection 1.2 1.2 1.5 1.6 1.8 1.9 2 2.2 2.3
Fig. 2 represents the application of the invention to the process of flotation by the foam intended to provide a clean coal, freed from iron pyrite, from crude coals containing a high proportion of this ore. In the latter case, the exact control of the agent intended to provide the foam, eg cresylic acid, and the precipitating agent, eg clay, is important. The excess of the first, or the lack of the second, allows too much pyrite to penetrate into the clean coal, while the contrary conditions cause excessive precipitation of the coal and loss of coal in the tailings.
A continuous sample of a foam containing small clean charcoal is fed through a pipe 12 into a cone 12 with large mesh, intended to remove particles of relatively large dimensions and into a cylinder 13, with fine mesh, intended to remove particles of relatively small dimensions. The medium-sized particles enter a cylinder 14 heated externally by burners 15, so as to dry the coal which falls from one end of the cylinder 14 in the form of a free stream 16.
By subjecting the clean carbon to an x-ray beam 17 and observing the transmitted ray 18 in the attenuated state, the amount of pyrite can be determined in a constant manner, since iron disulphide offers a much greater obstacle. important to this form of radiation than carbon or the aluminous or siliceous components of the foam. The transmitted ray 18 passes through an x-ray detector 19. The resulting current is amplified in an amplifier 20 and used to control a device 21 which regulates the speed of a motor 22 which drives a belt conveyor 23 which feeds the clay, so that a decrease in the electric current causes 1 'increase in engine speed and therefore an increase in the amount of clay supplied.
Fig. 3 relates to the application of the invention to a process for extracting lead and zinc, in the form of separate concentrates, from an ore containing pyrites. By appropriate choice of reagents and processing time, lead is extracted first in the form of a galena-based concentrate and the zinc is then extracted in the form of a sphalerite concentrate. Finally, the pyrite is separated by flotation and the rest of the ore constitutes waste. It is important to ensure that each concentrate contains as little foreign minerals as possible. In particular, the presence of zinc in a lead concentrate is detrimental.
By inspecting by monochromatic X-rays the foam which contains lead, the tail products left by the extraction of lead, the foam containing zinc, the tail products left by the zinc extraction, the foam containing pyrite, and the final tail products, and by observing the radiation at angles specific to the different mineral components, the results obtained by the process can be determined, and by using the various beams to control appropriate monitoring equipment, a device can be obtained. allowing complete and continuous control of the preparation process in all its phases.
In Fig. 3, a sample of lead-laden foam is contained in a reservoir 26 into which penetrates part of an endless belt conveyor 27 formed by a fabric or wire mesh mesh which winds on rollers 28. The meshes belt 27 cause
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part of the foam and pass it past an electric dryer 29. A beam 30 of X-rays is directed at an angle on the belt 27 and a detector 31 is arranged to receive a refracted beam 32 at an angle specific to the- zinc. The resulting current is amplified in an amplifier 33, then used to control a speed regulator 34 of a motor 37 which drives a belt 38, or a pump which supplies sodium cyanide.
If the intensity of the x-ray beam becomes too strong, it shows that the lead contains too much zinc and the percentage of sodium cyanide is increased in appropriate proportions. The belt 27 is cleaned by a water jet 35 and by wringing rollers 36.
The detector 31 can be adjustable in position so as to be adapted to the different angles of refraction; well, two or more detectors can be used simultaneously for the different refractive angles specific to different substances.
Of course, the invention is not limited to the embodiments shown and described, which have only been given by way of example.