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L'invention se rapporte aux procédés et moyens de séparation de matériaux solides granulaires ayant des poids spécifiques différents au moyen d'une suspension, spécialement mais non exclusivement au lavage, au nettoyage ou au classement du charbon brut, de manière à séparer le char- bon en trois ou plusieurs fractions d'après leur poids spécifique.
Dans ce qui suit, on se référera seulement au lavage du charbon brut et on utilisera le mot "eau" pour désigner tout liquide convenable à cet effeto On utilisera le mot "sable" pour désigner toute matière insolu- ble pulvérisée spécifiquement plus lourde que le liquide et convenant à l'emploi comme constituant solide de la suspension.
Le brevet britannique 530.742 et le brevet américain 2.139.047 de la demanderesse révèlent des façons suivant lesquelles on peut séparer le charbon brut venant de la mine ou charbon brut en plusieurs fractions dans un réservoir de lavage.Dans ce genre d'appareil, les mixtes ou char- bon à zones schisteuses, qui ont des poids spécifiques intermédiaires en- tre celui du charbon par et celui des impuretés telles que les schistes et les pyrites, et qui restent en suspension à différents niveaux dans le mé- lange fluide, sont transportés au moyen de courants substantiellement ho- rizontaux vers des moyens de décharge individuels, c'est-à-dire des moyens indépendants de ceux servant à la décharge des particules flottantes et des particules coulant au fond.
Il est bien connu que la décharge des mixtes hors d'un appa reil de ce genre peut offrir certaines difficultés. Dans certains cas, cette décharge se fait exclusivement par des moyens hydrauliques, c'est-à-dire en faisant en sorte que les courants substantiellement horizontaux transportant les produits en suspension devient soit vers le haut ou vers le bas; des exemples en sont donnés dans le brevet britannique 530.742 déjà cité et dans le brevet britannique en instance d'accord 21.292/53 brevets qui sont tous deux de la demanderesse. Dans d'autres appareils connus, on décharge les mixtes uniquement par des moyens mécaniques (voir entre autres le brevet britannique 466.964), ou par une combinaison de mo yens hydrauliques et mécaniques (se référer au brevet britannique 593.455).
Le fait qu'on ait proposé différents moyens pour la décharge des mixtes montre qu'aucun des appareils connus ne donne entièrement satisfaction. Le principal inconvénient de ces appareils est, dans l'opinion de la demanderesse, qu'ils conviennent seulement pour traiter du charbon ayant unedimension de particule de valeur maxima limitée. Ceci est dû, entre autres,à la nécessité de séparer le charbon pur à un poids spécifique relativement très bas et les schistes à un poids spécifique relativement très élevé si on se propose de laver du charbon en gros morceaux.
On peut démontrer ceci de la manière suivante.
Un morceau de 12 ,7 mm de charbon à zones schisteuses, qui contient une lamelle de schiste de 1,58 mm. ayant un poids spécifique de 2,7, aura un poids spécifique de 1,4, le poids spécifique du charbon pur étant de 1,3. La présence de morceaux de ce genre dans le charbon sera facilement acceptée par la clientèle mais, la présence de morceaux de 203 mm. de charbon à zones schisteuses contenant chacun un feuillet de roche de 25 mm, bien qu'ayant le même poids spécifique de 1,4 ne sera pas acceptée ou le sera seulement à un prix réduit.
C'est le cas inverse qui se produit avec la séparation des mixtes et des particules coulant au fond. Un morceau de 203 mm. de charbon à zones schisteuses ayant un poids spécifique de 2,0 peut se composer d'un morceau de 63,5 mm de charbon pur (poids spécifique 1,3) et d'un morceau de schiste de 140 mm ayant un poids spécifique de 2,7. Si on broie un tel morceau, par exemple à une dimension de articule maxima de 12,7 mm. le charbon pur ainsi libéré peut fort bien etre récupéré par lavage. Si, toutefois, on désire récupérer un pourcentage équivalent de charbon pur à partir d'un morceau de 12,7 mm de charbon à zones schisteuses ayant aussi un
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poids spécifique de 2 ,0 on devra broyer ce morceau à une dimension, de particule présentant seulement une valeur maxima de 0,79 mm.
Or, il est bien connu que le coût de lavage d'une tonne de charbon de semé que les pertes qui en résultent, augmentent à mesure que la dimansion de particule diminue. Donc, la séparation des schistes, dans le lavage du charbon en gros morceaux peut et doit se faire à un poids spécifique considérablement plus élevé que celui qui se justifierait dans le lavage des noix et des fineso
Dans l'appareillage pourvu de moyens hydrauliques pour la décharge des mixtes, la vitesse des courants ascendants doit être suffisante pour élever les morceaux de dimension maxima du charbon à zones schisteuses qui existe dans le charbon brut à traiter. La vitesse de courant requise augmente avec la différence entre les poids spécifiques auxquels le charbon pur et les schistes doivent respectivement être séparés.
En effet, un morceau de 100 mm de charbon à zones schisteuses ayant un poids spécifique de 1,8 et suspendu dans un mélange fluide ayant un poids spécifique de 1,6 re- quiert une vitesse d'écoulement d'environ 0,65 m par seconde et,en supposant que l'ouverture de décharge ait une dimension de 0,3 x 0,3 m, ceci demanderait une quantité de liquide d'environ 210 m3 par heure.
Un morceau de 200 mm ayant le même poids spécifique, suspendu dans le même mélange fluide, demanderait une vitesse d'écoulement de 0,91 m par seconde mais, puisque les dimensions de l'ouverture de décharge devrait être accrue en raison de la dimension accrue des particules, la quantité requise de liquide serait d'environ 590 m3 par heureo Si ce même morceau devait avoir un poids spéci- fique de 2,0, la dite quantité devrait même être portée à environ 850 m3 par heure.En raison de ces quantités énormes de liquide, les moyens de décharge hydrauliques des mixtes ne conviennent pas pour le lavage du charbon en gros morceaux, et les moyens 'mécaniques sont indiqués.
Cependant, on doit encore faire face à la difficulté suivante.
Il est bien connu que les courants substantiellement horizontaux de transport des mixtes vers- les ouvertures de décharge doivent être effectifs dans toute l'épaisseur de la zone où les mixtes sont à même de rester en suspen- siono D'autre part, il est souhaitable que le réservoir de lavage ait une profondeur limitée en vue de réduire le coût initial et la quantité de suspension en circulation. Mais, le lavage du charbon en gros morceaux nécessite une profondeur de réservoir relativement grande, et ceci vaut également au cas où la différence entre les poids spécifiques est considérable.
La présente invention, qui a pour objet de permettre le lavage efficace du charbon en gros morceaux dans un réservoir de profondeur réduite et qui, par conséquente satisfait aux exigences ci-dessus apparemment contradictoires, consiste dans le fait qu'à un niveau environ central entre la surface de la suspension et le fond du réservoir, la densité de la suspension fait un saut jusqu'à une valeur considérablement accrue, et dans le fait que les mixtes s'accumulant à ce niveau sont transportés vers et sur un écran incliné de bas en haut, duquel les mixtes sont déchargés.
Afin que ceux qui sont versés dans ce domaine puissent compren- dre aisément la présente invention, on décrira celle-ci en se référant au dessin schématique en annexe, dans lequel.-
La figure 1 est une vue en hauteur d'une installation conforme à l'invention, plusieurs parties de celle-ci étant représentées en coupe verticale.
La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II dansla figure 1, et la figure 3 est une coupe transversale similaire d'une construction modifiée.
L'installation comprend un réservoir de lavage relativement peu
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profond ayant un fond horizontal 4, des parois latérales 5, parallèles et verticales (voir les figures 2 et 3),une paroi avant 6 en pente et une paroi arrière 7 en pente.
Dans la partie inférieure du réservoir est montée la portion horizontale d'un transporteur à raclettes 8 conçu pour être mï, par un mo- yen non représenté, dans le sens des aiguilles d'une montre, ainsi qu'une flèche l'indique. La partie inférieure de ce transporteur balaie le fond 4 et les parois avant et arrière 6,7 en pente du réservoir, sa partie supé- rieure balayant un faux-fond imperforé 9 à une certaine distance vertica- lement au-dessus de la paroi avant 6 et aussi un faux-fond ou écran perfo- ré 10 à une certaine distance verticalement au-dessus de la paroi arrière 7.
La partie inférieure d'un second transporteur à raclettes 11 conçu pour être nuis, par un moyen non figuré dans le sens contraire des ai- guilles d'une montre indiqué également par une flèche, balaie la surface de la suspension qui remplit le réservoir lorsqu'il est en fonctionnement, de même qu'un feuillet en pente ascendante 12 monté à une certaine distance verticalement au-dessus de l'écran 10 et ayant sa portion inférieure, per- forée,partiellement submergée dans le bain.
A une certaine distance au-dessus du faux-fond 9 sont prévues quelques conduites 13 pour alimenter le réservoir en suspension de densité relativement faible, ces conduites étant perforées de façon à distribuer d'une manière uniforme la suspension sur toute la largeur du réservoir. Au moyen des plaques de guidage incurvées 14, cette suspension est également distribuée uniformément sur toute la hauteur de la portion du bain qui est située au-dessus de la portion inférieure de la partie supérieure du transporteur 8, de manière à ce que cette suspension s'écoule dans une direction substantiellement horizontale dans le réservoir.
Une conduite horizontale perforée 15 , pour l'alimentation de la suspension à densité relativement élevée dans l'espace confiné entre les partiesdu transporteur.8, est située au-dessus de la surface du bain à faible distance derrière le bord supérieur de la paroi avant 6 du réservoir.
La paroi arrière 7 du réservoir a deux ouvertures transversales ou fentes 16, 17 courant sur toute la largeur du baino Chaque fente débouche dans deux trémies étroites 18, 19 (figure 2) montées cote à cote,et chaque trémie a un orifice de sortie relativement étroit.
Le bord avant de l'écran 10 comporte un coude 10a tourné vers le bas en faisant un angle voisin de 180 , la portion inférieure du coude étant substantiellement à ras de la partie inférieure du transporteur 8.
Verticalement en dessous du bord supérieur 20 de la paroi arrière 7 en pente est monté un entonnoir 21 ayant son orifice de sortie verticalement au-dessus de la portion centrale d'un écran séparateur d'eau 22 , dont la portion avant est située verticalement en-dessous des orifices de sortie des entonnoirs 18, 190 Des dispositifs d'arrosage 23 sont disposés verticalement au-dessus de la portion arrière de l'écran 22.
Verticalement en-dessous des portions avant, centrale et arrière de l'écran 22 sont montés trois entonnoirs indiqués respectivement par 24, 25 et 26, et, à un niveau plus bas que ces entonnoirs, sont disposés deux réceptacles ou épaississeurs 27, 28. Les suspensions venant des entonnoirs 24.et 25 sont déchargées dans les'réceptacles 27 et 28 respectivement., L'orifice de sortie du réceptacle 27 communique par l'intermédiaire d'une conduite 29 et d'une pompe 30 avec la conduite d'alimentation 15 de la suspension à densité élevée, et l'orifice de sortie du réceptacle 28 com- manique par l'intermédiaire d'une conduite 31 et d'une pompe 32 avec les conduites d'alimentation 13 de la suspension à basse densitéo
Le bord avant oudéversoir 33,ajustable verticalement,
de la
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paroi avant 6 en pente est situé verticalement au-dessus d'un entonnoir 34 ayant son orifice de sortie verticalement au-dessus de la portion arrière d'un écran 35, et en-dessous de cette portion est disposé un entonnoir 36 se déchargeant dans le réceptacle 27. En-dessous de la portion avant de l'écran 35 est disposé un autre entonnoir 37 et, verticalement au-dessus de cette portion avant, sont montés des dispositifs d'arrosage 38.
Le charbon pur déchargé sur le feuillet 12 tombe sur un écran 39 pourvu de dispositifs d'arrosage 40, situés verticalement au-dessus d'un entonnoir ±la
A 1'arrière des conduites d'alimentation 13 est disposée une conduite 42 à travers laquelle on peut alimenter le bain en charbon à laver.
Le mode opératoire de l'installation décrite jusqu'ici est le suivant
En supposant que le réservoir soit rempli de suspension et qu'on l'alimente en charbon venant de la mine ou charbon brut, le charbon pur, c'est-à-dire le produit de poids spécifique relativement bas, flotte à la surface de la suspension, est transporté par la partie inférieure du transporteur 11 sur le feuillet perforé 12 et déchargé sur l'écran 39. Le sable qui adhère encore au charbon pur est enlevé de ce dernier au moyen de jets d'eau pure venant des dispositifs d'arrosage 40.
Les particules coulant au fond, c'est-à-dire les schistes sont reçues par le faux-fond 9 et de là elles sont enlevées par la partie supérieure du transporteur 8 de manière à tomber sur le fond 4 du réservoir.
Apres cela, elles sont transportées par la partie inférieure du transporteur 8 sur la paroi. avant 6 en pente et déchargées sur la portion arrière de l'écran 35, lequel permet à la suspension accompagnant les schistes de passer et d'être alimentée, via l'entonnoir 36, au réceptacle 27.
Ensuite le sable qui adhère encore aux schistes est enlevé à ces derniers avec de l'eau pure venant des dispositifs d'arrosage 38.
Les mixtes relativement légers ou charbons à zones schisteuses sont transportés par les courants horizontaux dans la zone supérieure du bain, en direction de l'écran 10. Les mixtes plus lourds flottent sur la suspension à densité relativement élevée, dont le niveau coïncide approximativement avec la partie supérieure du transporteur 8. Ils sont transportés par ¯l'action. combinée de la dite partie supérieure et des courants substantiellement horizontaux dans le bain en direction de l'écran 10. Ces courants sont obligés de s'écouler à travers les ouvertures de cet écran, en notant que le coude 10a coopère avec la partie inférieure du transporteur 8 pour empêcher ces courants de s'écouler directement dans l'espace en-dessous de cet écran.
De plus, la partie inférieure du transport 8 a tendance à entraîner une certaine quantité de la suspension de cet espace et de l'ajouter à ces courants. De ce fait, les charbons à zones schisteuses sont positivement mis en contact avec l'écran 10, si bien que la par- , tie supérieure du transporteur 8 est capable de remonter ces charbons sur cet écran, et ainsi ils sont déchargés sur la portion centrale de l'écran 22, conjointement avec la suspension débordant au-dessus du déversoir 20.
Cette suspension passe à travers l'écran 22 et est collectée dans le réceptacle 28.
La suspension, déchargée par les orifices 16, 17 et les entonnoirs 18, 19 est fournie à la portion avant de l'écran 22 et recueillie dans le réceptacle 27. La quantité de cette suspension, ajoutée à celle fournie par l'entonnoir 36, dépasse la quantité extraite du réceptacle 27 par la pompe 30,si bien que la suspension légère du réceptacle 27 débordera dans le réceptacle 28, d'où elle est fournie par la pompe 32 aux conduites 13.
On comprendra qu'il est essentiel que les orifices dans l'écran
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10 ne puissent se colmater, car le passage de la suspension légère serait contrarié et le transporteur n'arriverait pas à happer les charbons à zo- nes schisteuses qui, pour ainsi dire, n'ont pas de poids étant donné qu'ils sont en suspension dans le milieu fluide. Par conséquent, ces ouvertures doivent être assez grandes et, à ce sujet, il convient que l'écran 10 soit constitué par un écran à barreaux, comportant des barreaux distancés d'en- vi ron 12 mm.
Dans cet ordre d'idées, il y a lieu de remarquer que le moyen décrit pour décharger la suspension à densité élevée à travers chacune des fentes 16, 17 tel qu'il est représenté dans la figure 2 et constitué par des entonnoirs jumelés 18,19 se déchargeant directement sur l'écran 22, convient pour autant que l'espacement de l'écran à barreaux 10 ne dépasse une valeur prédéterminée, relativement faible.
Si l'espacement dépasse cet- te limite, il est préférable de décharger la suspension lourde des entonnoirs jumelés 18, 19 par l'action d'un siphon, en se rapportant à la figure 3; dans celle-ci, l'orifice de sortie de chaque entonnoir est raccordé, à l'aide d'un coude;, à une conduite élévatrice 43 ayant son déversoir 44, ajustable verticalement;
, situé à une certaine distance en-dessous du niveau du liquide dans l'entonnoir o Le liquide débordant au-dessus du déversoir est déchargé, par l'intermédiaire d'une conduite 45, sur l'écran 220
Il va sans dire que les barreaux de l'écran 10 ne doivent pas être espacés au point que la dimension maxima des mixtes passant à travers l'écran 10 ne soient plus aptes à être déchargés hydrauliquement, soit vers le haut par la suspension débordant au-dessus du déversoir 20, soit vers le bas par les entonnoirs 18, 19.
Il va de soi qu'on peut faire varier dans certaines limites les détails de la construction décrite plus haut et illustrée par le dessino Par exemple, il n'est pas toujours nécessaire de prévoir deux orifices de décharge de suspension 16, 170Dans de nombreux cas, on peut se dispenser de l'orifice 17. Deplus, les particules flottantes, c'est-à-dire les charbons purs, peuvent être déchargés de fagon connue, latéralement par des goulottes au lieu d'être enlevées du. bain sur le feuillet en pente 12.
On peut encore attirer l'attention sur une application intéressante et avantageuse de la présente inventiono Si le charbon brut est broyé à des dimensions allant par exemple de 150 à 6 mm, la séparation des mixtes des parties coulant au fond est ordinairement effectuée à un poids spécifique donné, par exemple de 2,0, à la fois pour les particules plus grossières et pour celles qui sont plus fines. Comme expliqué plus haut, si ce poids spécifique est justifié économiquement pour la dimension de particule de 150 mm, il est trop élevé pour la dimension de particule de 6 mm.
Cependant, si dans l'appareil de l'invention la suspension déchargée par la fente 16 et transportant des mixtes de faibles dimensions ayant un poids spécifique relativement élevé, est dirigée vers l'écran 35 , et si l'espacement de l'écran à barreaux 10 est choisi de façon convenable, la fraction plus fine de ces charbons peut être séparée des schistes à un poids spécifique appréciablement plus bas que 2,00 REVENDICATIONS.
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