<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX PROCEDES ET DISPOSITIFS POUR SEPARER OU TRIER DES
MATIERES SOLIDES.
L'invention est relative à@un procédé et à un dispositif pour séparer ou trier des matières solides ayant des poids spécifiques mutuels différents, dans une cuve de lavage et à l'aide de liquides de suspension dont les poids spécifiques vont en augmentant vers le bas, les produits solides en suspension, qui sont séparés des produits flottants et de ceux qui descendent au fond de la cuve, étant évacués hors de la cuve en les entraînant par des courants rectilignes et horizontaux qui agissent en des niveaux différents de la cuve, vers des orifices de sortie par lesquels ces produits s'écoulent avec les courants de suspension.
On epche ainsi l'accumulation des produits en suspension dans la zone de séparation, cette accumulation pouvant être la cause d'un freinage, voire de l'arrêt de la descente libre des produits vers le fond de la cuve.
L'invention concerne, plus spécialement mais non exclusivement, la séparation ou le lavage du charbon ou de la houille.
Dans les dispositifs connus, l'évacuation des produits en suspension se fait en dirigeant vers le haut le courant ou liquide de suspension, avec les produits véhicules par celui-ci ou en aspirant ce courant vers le bas. Ces procédés connus présentant les inconvénients suivants. Quand le courant de suspension est dirigé vers le haut, on obtient, pour la raison que le poids spécifique de ce courant augmente vers le bas, que le courant de suspension supérieur et plus léger s'écoule tout d'abord, et à ce courant succède un autre courant de suspension léger et non pas (ou à un degré notablement moindre) un courant formé par des couches qui se trouvent à des niveaux inférieurs et dont le poids spécifique est plus élevé.
Par le retard apporté à 1' évacuation des couches plus basses les produits, qui sont en suspension dans celles-ci, sont évacués à un'degré insuffisant. Un autre effet obtenu est que les matières denses,qui descendent par unité de temps depuis la couche supé-
<Desc/Clms Page number 2>
@ireure vers les couches plus basses, arrivent dans une suspension dont la durée de séjour est plus longue de sorte que le poids spécifique de cette suspension augmente. L'évacuation insuffisante des couchas inférieures, par suite de leur poids spécifique plus élevé, a donc pour effet que le poids spécifique de ces couches augmente.
Ces effets sont cumulatifs puisque la vitesse d'écoulement des couches inférieüres diminue de plus en plus et que l'accumulation des produits en suspension dans ces couches va en augmentant ce qui produit un freinage, voire un arrêt de la descente libre des produits vers le fond de la cuve.
Si le courant de suspension, avec les produits qu'il véhicule, est dirigé vers le bas, un phénomène analogue se produit en sens inverse. les couches inférieures, qui ont un poids spécifique plus élevé sont évacuées en prédominance alors que l'écoulement des couches plus légères, qui flottent sur ces couches inférieures, est retardé. La durée de séjour plus longue de ces couches supérieures a pour effet que les matières denses, qui descendent à partir de ces couches par unité de temps, provoquent une diminution de leur poids spécifique ce qui, par effet cumulatif, réduit de plus en plus l'évacuation de la suspension légère.
L' écoulement retardé ou la stagnation des produits en suspension dans les couches supérieures est particulièrement nuisible pour le lavage du charbon car, par la nature même du ch@rbon, on obtient que la quantité des fractions ayant un poids spécifique inférieur est notablement plus grande que celle des fractions plus lourdes de sorte que la plus grande partie des produits suspendus se trouve précisément dans les couches supérieures. Il s' y ajoute que l'accroissement de haut en bas du poids spécifique par centimètre de profondeur devient, vers la fin d'un courant de suspension, beaucoup plus important, dans les couches supérieures que dans les couches inférieures.
Ce phénomène a pour effet que l'accumulation des produits en suspension augmente de plus en plus dans les couches supérieures.
L'invention permet de réduire fortement les inc onvénie nts susindiqués pour la raison que la partie supérieure du courant de suspension, avec les matières qu'elle véhicule, est évacuée obliquement vers le haut alors que la partie inférieure de ce courant, avec les matières qu'elle véhicule, est évacuée vers le bas.
Il en résulte directement que les facteurs susdits dont les effets cumulatifs deviennent de plus en plus mauvais, n'interviennent plus. En effet, un début d'accroissement du poids spécifique de la moitié inférieure du courant de suspension, qui est évacué vers le haut, est annulé par la diminution du poids spécifique de la moitié supérieure, qui se trouve sous cette moitié inférieure, du courant de suspension qui s'écoule vers le bas.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemples , quelques modes de réalisation de l'invention. les Figs. 1, 2 et 3 montrent, en coupe longitudinale, respectivement, trois dispositifs différents établis conformément à l'invention.
La Fig. 1a montre, à plus grande échelle et en coupe, un détail du dispositif de la Fig. 1.
La Fig. 2a montre une coupe suivant A-A Fig. 2.
La cuve de lavage 1 de la Figo 1 comprend des parois latérales verticales et parallèles, un fond horizontal 2, une paroi avant oblique 3 et une paroi arrière verticale 4 avec un déversoir 5 orienté obliquement vers le haut. Dans la partie inférieure de la cuve se trouve la partie horizontalement d'une chaîne ou bande racleuse 6 qui est entraînée dans le sens positif. le brin inférieur de la chaîne ou bande 6 traîne sur le fond 2 de la cuve et sur la paroi avant et oblique 3 de celle-ci alors que son brin supérieur est déplacé sur un. fond intermédiaire 7.
Une partie du brin inférieur d'une deuxième chaîne ou bande ra-
<Desc/Clms Page number 3>
clause 8, entraînée dans le sens négatif,est parallèle au niveau libre 9 du liquide de suspension contenu dans la cuve et sa partie restante passe sur un plan incliné et perforé 10 dont le bord inférieur 11 se trouve à une cer- taine distance en-dessous dudit niveau.
Au-dessus du fond intermédiaire 7 sont établis les conduits d' amenée 12 du liquide de suspension qui a un poids spécifique réduit. Ces con- duits sont percés de trous afin que le liquide soit réparti uniformément sur toute la largeur de la cuve. la courant de suspension est également réparti d'une manière uniforme et par des chicanes 13, sur toute la hauteur de la par- tie de la cuve qui se trouve au-dessus de la chaîne ou bande 6. Entre les brins de la chaîne 6 et au-dessus du niveau libre du liquide de suspension se trou- ve le conduit d'admission 1 du liquide de suspension à poids spécifique plus élevé.
Entre l'extrémité du fond 2 et la paroi arrière 4 est établi un passage étroit 15 dont l'extrémité inférieure est reliée à un tube 16, doublement coudé,, dont le bord libre 17, formant déversoir, se trouve en dessous du niveau 9 et est réglable en hauteur.
1e déversoir 5 peut osciller autour d'un axe 18. Son bord avant
19, recourbé vers le bas, sert à retenir le liquide de suspension (Fig. la) .
Sur le déversoir 5 repose un bras 36 qui porte une plaque de retenue 20,
Entre les, brins de la chaîne ou bande 6 et juste devant son rouleau de renvoi on établit une cloison 21 dont le bord inférieur constitue, de pair avec les raclettes de la chaîne 6, un obturateur formant une écluse. le dispositif ainsi constitué fonctionne comme suit : si l'on verse du charbon, tel qu'il sort de la mine, en 22 dans la cuve, le charbon propre continue à flotter sur le liquide de suspension et est entraîné par le brin inférieur de la chaîne ou bande 8 sur la plaque perforée 10 et tombe sur le tamis 23 où les matières denses sont enlevées par des jets d'eau. les matières plus lourdes, pour autant qu'elles ne restent pas en suspension dans le liquide, tombent sur le fond intermédiaire 7 et sont balayées de celui-ci par le brin supérieur de la chaîne 6.
A l'extrémité de ce fond 7 les pierres tombent sur le fond 2 de la cuve et sont évacuées par la chaîne ou bande 6. las mixtes,formés par du charbon, incorporés dans des pierres, continuent à flotter sur la suspension plus lourde dont le niveau libre atteint le brin supérieur de la chaîne racleuse 6.
Ces mixtes sont entraînés par le brin supérieur de la chaîne 6 et par le courant de suspension qui s'écoule dans le même sens vers la paroi arrière 4 et sont dirigés, avec cette suspension, par le passage 15 et le conduit 16 vers le tamis 24 sur lequel le liquide de suspension est écarté par tamisage alors que les matières denses sont enlevées, sur une partie suivante de ce tamis, par des jets d'eau.
La partie supérieure du liquide de suspension, dans laquelle se trouvent les mixtes plus légers, est évacuée par le déversoir réglable 5.
Quand le déversoir 5 occupe la position montrée sur la Fig. la la partie supérieure et la plus légère du liquide de suspension est écartée, c'est-à-dire la fraction la plus légère des mixtes. Quand le déversoir 5 occupe son autre position extrême, montrée sur la Fig. l, la couche supérieure du liquide de suspension est retenue par la plaque 20 et une couche plus basse et un peu plus lourde de ce liquide est évacuée avec les mixtes un peu plus lourds vé- hiculés par cette couche. la liquide de suspension avec les mixtes qu'il contient, qui déborde par-dessus le déversoir 5, peut être tamisé par le même tamis 24 que le liquide de suspension débité par le passage 15. 16 mais sur une autre partie de ce tamis.
Après avoir séparé le liquide de suspension, les matières denses sont enlevées par des jets d'eau. les pierres sont déversées,par le brin inférieur de la chaîne 6, par-dessus le bord supérieur 25 de la paroi avant
<Desc/Clms Page number 4>
3 et sont recueillies par le tamis 26 dont la partie antérieure sert à séparer le liquide de suspension alors que sa partie postérieure est utilisée pour enlever les matières denses par des jets d'eau. Le bord supérieur 25 est placé, de préférence, à un niveau tel qu'une partie réduite seulement du liquide de suspension s'écoule avec les pierres.
Le liquide de suspension plus lourd, qui déborde en 17, est recueilli dans un entonnoir 27 et est ramené par la pompe 28 et le conduit 14 dans la cuve de lavage. la niveau de débordement 17 est réglé de manière telle que la quantité du liquide débordant est plus grande que celle qui peut être avalée par la pompe de sorte que l'entonnoir déverse constamment du liquide dans l'entonnoir 29 qui recueille le liquide de suspension plus léger provenant du déversoir 5. Ce liquide de suspension plus léger est ramené par la pcmpe 30 et les conduits 12 dans la partie supérieure de la cuve en étant réparti sur toute la hauteur et sur toute la largeur de cette partie.
Par ce procédé on obtient que la quantité du liquide de suspension lourd, introduite en 14 dans la cuve, s'écoule pour ainsi dire en totalité (une petite partie seulement est écartée en 25 avec les pierres) sous le fond intermédiaire 7 et par-dessus le bord supérieur de la cloison 21 pour être évacué par le passage 15 , 16.
Comme déjà dit, les mixtes plus lourds flottent sur cette couche qui a un poids spécifique plus élevé. les raclettes de la chaîne 6 aident à refouler ces mixtes vers le passage de sortie 15 mais comme le poids spécifique de ces mixtes est inférieur à celui du liquide de suspension lourd, le danger existe que ces mixtes, plus spécialement les morceaux plus grands, soient aspirés d'une manière insuffisante par le courant qui traverse le passage 15 Pour cette raison et conformément à une autre disposition de l'invention, on dilue la suspension à l'entrée du passage 15 en aspirant en même temps du liquide de suspension plus léger.
Ceci est obtenu par l'évacuation en 17 d'une quantité plus grande du liquide de suspension, par unité de temps, que celle qui est introduite en 14 en veillant à ce que la trémie 27 déborde dans la trémie 29. La quantité du liquide de suspension qui déborde est pratiquement égale à la quantité du liquide de suspension léger qui s'écoule, avec le liquide de suspension lourd, par le, passage 15, 16. Gomme la trémie 27 agit comme un concentrateur il est possible, du moment que l'on donne à la trémie 27 une capacité suffisante, de maintenir les poids spécifiques des deux liquides de suspension, introduits par les pcmpes 28 et 30 dans la cuve de lavage, à des valeurs constantes.
Pour favoriser l'obtention d'une réduction convenable du poids spécifique du liquide de suspension on peut, finalement, insuffler de l'air dans le passage 15 et immédiatement au-dessus de celui-ci de préférence dans l'espace qui se trouve en aval de la cloison 21, par exempt en 31. Comme la séparation des constituants flottants (charbons propres) est déjà terminée en 11, aucun danger n'existe que l'agitation, provoquée par l'insufflation d'air, puisse nuire à la pureté des matières flottantes. Il en est de même en ce qui concerne la séparation des produits (pierres) qui descendent au fond de la cuve.
La Fig. 2 montre un autre mode de réalisation de l'invention. Cette figure 2 est une coupe transversale suivant B-B Fig. 2a et montre que la partie arrière de la cuve est modifiée en faisant converger les parois verticales de la cuve à l'endroit qui se trouve sous le plan incliné 10 et au-dessus de la chaîne ou bande racleuse 6. Dans le passage étroit ainsi formé un coin est établi suivant l'axe longitudinal de la cuve.
Par ces dispositions, qui sont déjà connues en soi, on augmente fortement la vitesse du courant pour l'évacuation des matières en suspension et la ou les rigoles faisant partie du déversoir 5 peuvent évacuer également, dans de meilleures conditions, les couches inférieures du courant supérieur avec les mixtes plus lourds qui sont en suspension dans ces couches.
<Desc/Clms Page number 5>
Sur la Fig. 2, qui est une coupe longitudinale faite dans l'ap- pareil, la plaque 10 n'est pas perforée et coopère avec les raclettes de la chaîne ou bande 8 comme une écluse par laquelle la couche supérieure du cou- rant de suspension, en même temps que les produits qui flottent sur cette couche, sont évacués vers le tamis 23 dont la partie antérieure sert au ta- mixage pour écarter le liquide de suspension alors que sur sa partie posté- rieure on enlève les matières denses par des jets d'eau.
Comme la partie des produits flottants qui plonge dans le li- quide de suspension déplace un volume de liquide qui correspond à son propre volume on obtient, pour un niveau constant 9, que la quantité du liquide de suspension, qui est entraînée par la chaîne 8, n'est pas constante mais de- vient plus petite à mesure que la quantité des produits flottants devient plus grande. Ceci a pour inconvénient que la quantité de liquide, qui déborde en
5, varie également. Cet ennui peut etre écarté en mesurant la quantité de li- quide de suspension provenant du tamis 23 et en augmentant la vitesse de la chaîne ou bande 8 quand la quantité mesurée devient inférieure à la valeur dé- sirée ou en diminuant cette vitesse quant la quantité mesurée est trop grande.
Ceci peut être obtenu, par exemple, en faisant passer le liquide de suspen- sion, fourni par le tamis 23, dans une cuvette 37 dans laquelle se trouve un disque mesureur 38, le niveau du liquide de suspension dans la cuvette 37 et, par conséquent, la quantité par unité de temps étant déterminée à l'aide d'un flotteur 39. Par des régulateurs automatiques connus on peut alors obtenir, lorsqu'un niveau maximum ou minimum déterminé est dépassé, que la vitesse du moteur, qui entra$ne la chaîne 8, soit diminuée ou augmentée.
La Fig. 3 montre que l'on peut, le cas échéant (par exemple pour le lavage de charbon dont la granulométrie n'est pas trop grande), rempla- cer la chaîne racleuse 6 par une trémie 32 dans laquelle les pierres peuvent être séparées de la manière connue par une chaîne à godets ou par un conduit doublement coudé 33 en veillant, dans ce dernier cas, que la vitesse du courant dans la branche verticale du conduit 33 soit suffisante. Sur la Fig. 3 cet effet est obtenu en insufflant de l'air en 34 dans le conduit 33 afin que celui-oi fonctionne comme une pompe mammouth ou comme une trompe à air.
En ramenant la totalité du liquide de suspension, ainsi entraîné vers le haut, à la base de la trémie 32 on obtient que la vitesse du liquide dans le conduit 33 peut être réglée à volonté sans qu'un courant se produise dans la trémie 32.
Quand on utilise une trémie de grande capacité 32 pour recueillir les matières qui descendent au fond, il est essentiel que le poids spécifique du liquide de suspension, contenu dans la trémie, soit constant sur toute la hauteur de celle-ci. Ceci est déjà favorisé par le fait qu'il s'agit dans ce cas d'un liquide de suspension lourd qui, par lui-même, est déjà assez stable. Il est toutefois désirable,pour obtenir un poids spécifique constant sur toute la hauteur de la trémie 32, qu'un courant descendant soit maintenu dans celle-ci ce qui peut être réalisé en faisant passer, par l'obturateur ou robinet 35, une certaine quantité du liquide de suspension dans le conduit d'aspiration de la pompe 28 pour le liquide de suspension lourd.
Cette quantité réglable, qui doit et peut être rendue plus petite que la quantité du 1i- quide de suspension lourd, introduit en 14, permet qu'un courant de transfert horizontal formé par du liquide de suspension lourd, est maintenu au-dessus de la trémie 32 et qu'un débordement de ce liquide de suspension lourd est assuré vers la trémie 15. Ce liquide de suspension lourd est ensuite, comme déjà dit plus haut, mélangé à une quantité de suspension légère pour faire descendre dans la trémie 15 les mixtes qui flottent sur cette suspension lourde. La quantité de suspension légère à mélanger est pratiquement égale à celle qui déborde par-dessus le déversoir de la trémie 27 et elle est réglée en plaçant le déversoir 17 à un niveau plus ou moins bas.
En rabattant périodiquement le volet 20 de 90 , on peut retenir, comme sur la Fig. 1, le courant de la couche de suspension supérieure par périodes afin que la suspension, qui se trouve à un niveau plus bas et qui est
<Desc/Clms Page number 6>
un peu plus lourde, soit évacuée avec les mixtes véhiculés par cette suspension. De la même manière on peut, en relevant périodiquement le volet 40 de 90 retenir périodiquement la suspension la plus lourde du courant inférieur afin que la couche de suspension, qui se trouve à un niveau plus élevé et qui est un peu plus légère, soit évacuée avec les produits véhiculés par cette couche.
Il est évident que l'évacuation de la couche de suspension supérieure avec les produits qui flottent sur cette couche à l'aide de la chaîne ou bande, comme montré sur la Fig. 2, peut également être appliquée aux dispositifs des Figs. 1 et 3 et que la disposition adoptée pour ces dernières figures peut être utilisée dans le cas de la Fig. 2.