<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un procédé pour la séparation de mélan- ges de particules différant par leur grosseur de grains et par leur poids spécifique, dans lequel le mélange est séparé., par tamisage humide, en une fine fraction et une grosse fraction, ces deux fractions étant ensui- te séparées selon le poids spécifique à l'aide d'une suspension de sépara- tion. Ce procédé convient surtout au lavage de houille non déschlammée ou de minerai brut.
Dans le procédé connu, le tamisage humide s'effectue à l'aide d'eau. Il s'ensuit que la suspension de séparation est diluée de façon continue avec de l'eau,en sorte qu'il faut prendre des mesures spéciales pour maintenir le poids spécifique de la suspension de séparation. Par ailleurs, dans le procédé connu, il est nécessaire de tamiser très finement la fine fraction obtenue par tamisage humide, afin d'extraire au moins une partie de l'eau de cette fraction. Ce tamisage très fin est souvent coû- teux, en particulier quand le mélange à séparer contient une grande quan- tité de particules très fines ; dans ce cas, la consommation d'eau est éga- lement élevée. Selon l'invention, le tamisage humide s'effectue à l'aide d'une suspension de séparation.
Dans ce cas, la suspension de sépara- tion n'est pas diluée, tandis qu'on n'a pas besoin de tamiser la fine frac- tion obtenue.
On préfère réaliser le procédé selon l'invention de sorte que, en combinaison : a) la suspension de séparation se compose de fines particules magnétiques en suspension dans du liquide : b) la fraction de fines particules est séparée, selon le poids spécifique, dans un hydrocyclone; c) -chaque fraction obtenue dans cet hydrocyclone est traitée dans un séparateur magnétique ; d) - les fractions de particules magnétiques obtenues dans les séparateurs magnétiques sont principalement utilisées pour le tamisage humide; e) - les particules du mélange, à l'exception éventuellement des particules les plus fines, sont séparées des fractions de particules non magnétiques;
f) - la fraction de grosses particules obtenues par le tamisage humide est séparée selon le poids spécifique dans un séparateur à suspension, les fractions séparées étant tamisées et la suspension non diluée obtenue dans ce traitement étant ramenée, du moins en majeure partie, au séparateur à suspension ; g) - les grosses particules sont ensuite arrosées sur des tamis d'arrosage, d'abord avec le liquide obtenu à partir des fractions de particules non magnétiques et ensuite avec de l'eau;
h) - une partie au moins de la suspension diluée des tamis d'arrosage est amenée aux séparateurs magnétiques, la suspension diluée du tamis d'arrosage pour particules spécifiquement légères étant amenée au séparateur magnétique pour particules spécifiquement légères et la suspension diluée du tamis d'arrosage pour particules spécifiquement lourdes étant amenées au séparateur magnétique pour particules spécifiquement lourdes,et i)- un liquide contenant une quantité minimum de particules magnétiques est évacué desdits circuits.
Ce système présente plusieurs avantages. La quantité de suspension de séparation, par exemple, dans le système de séparation pour fines particules peut être faible, parce que dans l'hydrocyclone, où s'effectue la séparation selon le poids spécifique, on peut opérer avec une
<Desc/Clms Page number 2>
concentration élevée en particules à séparer, même quand ces fines particules contiennent, en moyenne, beaucoup de particules très fines. Ensuite les fines particules se trouvant dans le circuit des grosses particules, à la suite de l'écrasement et d'erreurs dans le tamisage humide, sont amenées au circuit des fines particules, les particules de faible poids spécifique étant réunies à la fraction de fines particules spécifiquement légères, tandis que les particules lourdes sont réunies à la fraction des fines particules spécifiquement lourdes.
Ces particules sont maintenues séparées et sont obtenues conjointement avec des autres fines particules spécifiquement légères et spécifiquement lourdes respectivement.
En outre, les fractions obtenues dans l'hydrocyclone conviennent davantage air traitement dans les séparateurs magnétiques, par suite de l'adduction de suspension diluée. Ensuite, toute la quantité de suspension de séparation se trouvant dans le circui des fines particules, est épurée par voie magnétique à chaque cycle, ce qui supprime l'accumulation d'impuretés.
La séparation des grosses particules est effectuée de préférence dans un hydrocyclone, dont l'axe est à peu près horizontal, tandis que la suspension utilisée pour la séparation de grosses particules a un poids spécifique légèrement supérieur à celui de la suspension utilisée pour la séparation des fines particules.
Dans ce cas, la séparation des grosses particules ne demande que peu d'énergie et le poids spécifique de séparation pour la séparation des grosses particules et celui pour la séparation des fines particules sont à peu près égaux; lors d'un lavage dans un hydrocyclone, le poids spécifique de séparation dépend notamment de la grosseur de grains, en sorte que, si la même suspension de séparation est utili- sée, le poids spécifique de séparation des fines particules est plus éleVé
Pour réduire les pertes de magnétite, il importe que la fraction de particules non magnétiques d'un premier séparateur magnétique soit traité dans un second séparateur magnétique et que la fraction de particules magnétiques ainsi obtenue soit amenée à un épaississeur,
la fraction épaissie ainsi obtenue étant utilisée à nouveau pour la séparation, pour la séparation de grosses particules, et/ou pour la séparation des fines particules.
Les pertes de magnétite peuvent être réduites davantage en épaississant les fractions de particules non magnétiques des séparateurs magnétiques dans des hydrocyclones et en déshydratant davantage les fractions ainsi obtenues, en amenant une partie du liquide, obtenu par ces traitements et pouvant contenir de très fines particules, au dit épaississeur, en provoquant le dépôt des particules magnétiques dans cet épais- sisseur et en provoquant l'évacuation, par dessus le trop-plein, des très fines particules non magnétiques.
Il est nécessaire de régler les différentes opérations de fa- çon que la quantité de liquide et la quantité de particules magnétiques dans chaque circuit restent approximativement constantes. A cet égard, il importe que le liquide, à l'aide duquel les grosses particules spécifiquement lourdes sont arrosées en premier lieu, provienne de la fraction de particules non magnétiques spécifiquement lourdes et que le liquide servant à arroser les grosses particules spécifiquement légères en premier lieu, provienne de la fraction de particules non magnétiques spécifiquement légères.
L'invention sera expliquée davantage à l'aide du dessin schématique ci-annexé.
Le dessin représente un lavoir de charbons, dans lequel des fines brutes (-10mm) non déschlammées sont lavées à l'aide d'une suspension de magnétite. Les fines sont amenées à un tamis de déschlammage 1, audessus duquel sont disposés des gicleurs 2. Les fines brutes sont arrosées
<Desc/Clms Page number 3>
avec une suspension de magnétite; la fine fraction est recueillie dans un réservoir 3, tandis que la grosse fraction est amenée par une conduite
4 au réservoir mélangeur 5. La fine fraction du réservoir 3, mise en suspension dans la suspension de séparation, est amenée par une pompe 6 et par une conduite 7 à un hydrocyclone 8, dans lequel le charbon est séparé des schistes.
Par une conduite 9, la fraction de charbon est ame- née au séparateur magnétique 10, tandis que la fraction de schistes est amenée par une conduite 11 à un séparateur magnétique 12. Dans les sépa- rateurs magnétiques 10 et 12, les particules magnétiques sont séparées des particules non magnétiques. Les particules magnétiques du séparàteur magnétique 10 sont amenées par une conduite 13 et celles du séparateur magnétique 12 par des conduites 14 et 13 à un mélangeur l5, dans lequel une suspension de poids spécifique voulu est préparée par l'adduction d'eau par une conduite 16 équipée d'une soupape d'arrêt 17.
La quantité de suspension s'écoulant de l'organe mélangeur
15 par un diviseur de courant 18 aux' gicleurs 2 est telle que le niveau de suspension dans le réservoir 3 reste à peu près constant. Cette quantité est réglée à l'aide d'une soupape d'arrêt 19 montée dans une conduite 20 par laquelle le reste est amené à un épaississeur 21. Par une conduite 22, la fraction de particules non magnétiques du séparateur magnétique 10 (la fine fraction de charbon) est amenée à un séparateur magnétique 23, dans lequel se sépare encore une faible quantité de magné- tite qui est amenée par une conduite 24, à l'épaississeur 21. La frac- tion de particules non magnétiques du séparateur magnétique 23 (la fine fraction de charbon) est amenée par une conduite 25 et une pompe 26 à un hydrocyclone 27, dans lequel cette fraction est épaissie.
De l'eau, ren- fermant encore une quantité très petite de magnétite et les particules de charbon les plus fines (par exemple, -150 ) est évacuée par une conduite
28, la fraction de charbon épaissie est amenée par une conduite 29 à une centrifuge de déshydratation 30, dans laquelle on obtient en b une frac- tion de fines., tandis que l'eau renfermant les très fines particules est amenée, par une conduite 31, de la centrifuge 30 à l'épaississeur 21.
Si l'alimentation en liquide de la pompe 26 est insuffisante, une partie de la fraction de trop-plein de l'hydrocyclone 27 peut être ramenée par une conduite 32 et une soupape d'arrêt 33 à une conduite 25.
Ensuite, une partie de cette fraction peut être amenée par une conduite 34 avec soupape d'arrêt 35 à l'épaississeur 21.
La fraction de particules non magnétiques du séparateur magné- tique 12 (la fine fraction de schistes) est amenée par une conduite 36 à un séparateur magnétique 37, dans lequel une faible quantité de magnétite se sépare encore,cette magnétite étant amenée par une conduite 38 et par la conduite 24 à liépaissieseur 21.La fraction de particules non magnétiques du séparateur magnétique 37 (la fine fraction de schistes) est amenée par une conduite 39 et une pompe 40 à un hydrocyclone 41, dans le- quel cette fraction est épaissie. De l'eau renfermant encore une très petite quantité de magnétite et les particules de schistes les plus fines (p.e. -150 ) est évacuée par une conduite 42.
La fraction de schistes épaissie est amenée par une conduite 43 à une centrifuge de déshydratation 44, dans laquelle on obtient en c une fraction de schlamms, tandis que de l'eau renfermant de très fines particules est amenée par une conduite 45 à l'épaississeur 21. Une partie de la fraction de trop-plein de l'hydrocyclone 41 peut être ramenée par une conduite 46 et une soupape d'arrêt 47 à une conduite 39, tandis :qu'une autre partie de cette fraction peut être amenée par une conduite 48 avec soupape d'arrêt 49 à l'épaississeur 21.
Dans le réservoir mélangeur 5, la grosse fraction est mélangée à la suspension de séparation amenée par une conduite 50. Le mélange de grosse fraction et de suspension de séparation est amené par une conduite
<Desc/Clms Page number 4>
51 à un hydrocyclone 52, dont l'axe ne fait qu'un petit angle avec un plan horizontal. Dans ce cas, l'hydrocyclone n'a besoin que d'une faible pression d'amenée, soit 4,5 mm de suspension environ, pour la séparation du mélange y amené. Si on rend la différence de niveau entre le réservoir mélangeur 5 et l'hydrocyclone 52 suffisamment grande, on n'a pas besoin d'une pompe pour alimenter l'hydrocyclone 52. La fraction de trop-plein de l'hydrocyclone 52, à savoir la fraction de charbon, est amenée d'abord sur un tamis d'égouttage 53 et ensuite sur un tamis d'arrosage 54.
Au-dessus du tamis d'arrosage 54 se trouvent des gicleurs 55, qui sont alimentés par une conduite 28 en liquide clarifié, tandis que les gicleurs 56 sont alimentés en eau. Le charbon lavé est évacué en d et la suspension diluée qui est recueillie sous le tamis 54 est amenée par une conduite 57 au séparateur magnétique 10.
La fraction de soutirage de l'hydrocyclone 52, à savoir la fraction de schistes, est d'abord conduite sur un tamis d'égouttage 58 et ensuite sur un tamis d'arrosage 59. Au-dessus du tamis d'arrosage 59 se trouvent des gicleurs 60 qui sont alimentés en liquide clarifié par la conduite 42 et des gicleurs 61 qui sont alimentés en eau. Les schistes sont évacués en e et la suspension diluée, qui est recueillie sous le tamis 59,est amenée par une conduite 62 au séparateur magnétique 12. La suspension de séparation non diluée, qui est recueillie sous les tamis 53 et 58, est amenée par une conduite 63 à un récipient de suspension 64. La suspension épaissie de l'épaississeur 21 est amenée également au récipient de suspension 64, par une conduite 65, une, pompe 66 et une soupape d'arrêt 67.
Du récipient de suspension 64, la suspension est amenée au réservoir mélangeur 5 par une pompe 68 et une conduite 50. Dans le réservoir mélan- geur 5 se trouve un compartiment de trop-plein 69, dont le fond est muni d'un trou. Une partie de la suspension de séparation est amenée par ce compartiment 69 au réservoir mélangeur 5. La quantité totale de suspension amenée par la conduite 50 est plus grande que celle que l'hydrocyclone 52 peut traiter, en sorte qu'une partie de la suspension amenée au compartiment 69 déborde vers une conduite 70. De cette manière, le niveau de liquide dans le réservoir mélangeur 5 peut être maintenu constant, sans que des particules du mélange arrivent dans le trop-plein.
Le trop-plein du compartiment 69 retourne partiellement par un diviseur de courant 71 et une soupape d'arrêt 72 au récipient de suspension 64 et partiellement par ledivi- seur de courant 71 et une conduite 73 au mélangeur 15.
Par une conduite 74 équipée d'une bobine d'aimantation 75, de la magnétite fraiche est amenée à l'épaississeur 21. Le trop-plein de l'épaississeur 21 est évacué en f. Cette fraction sera généralement soumise à un traitement ultérieur. Elle se compose d'une suspension fortement diluée de très fines particules de charbon et de schistes, mais peut renfermer encore une faible quantité de fine magnétite. La fraction f peut être amenée par exemple à une petite installation de flottation, dans laquelle on obtient les charbons fins. L'écume est alors amenée, par exemple, à un filtre (Impérial). Le filtrat de ce filtre peut être ramené alors à l'épaississeur 21.
L'eau contenant des schlamms de l'installation de flottation peut être floculée dans un épaississeur et les schlamms peuvent être séchés par un filtre-presse. Dans ce cas, l'eau de trop-plein de l'épaississeur à floculation peut être employée à nouveau pour l'alimentation des gicleurs 56 et 61, pour le broyage de magnétite fraîche, et être ramenée à la conduite 16. Les pertes d'eau peuvent être compensées alors dans le bac de trop-plein de l'épaississeur à floculation. Pour ne pas rendre le dessin trop compliqué, ce traitement de la fraction f n'est pas représenté. En outre, différents réservoirs et conduites de soutirage qui sont nécessaires dans la pratique, ont été supprimés sur le dessin.
L'épaississeur 21 recueille également la totalité de l'eau perdue, tandis qu'une partie de la suspension diluée des tamis d'arrosage 54 et 59 peut être également ramenée à l'épaississeur.
<Desc/Clms Page number 5>
Le réglage du système s'effectue comme suit. La suspension de séparation, qui est amenée par les conduites 13 et 73 au mélangeur 15, doit avoir un poids spécifique qui n'est pas inférieur à la valeur nécessaire pour la séparation dans l'hydrocyclone 8. Le poids spécifique exact peut s'obtenir alors en réglant la soupape d'arêt 17. Le niveau dans le ré- servoir 3 est maintenu constant àl'aide de la soupape d'arrêt 19.
La suspension épaissie de l'épaississeur 21 doit. avoir un poids spécifique plus élevé qu'il n'est nécessaire pour la séparation dans l'hy- drocyclone 52. Le poids spécifique dans le récipient de suspension
64 est alors réglé à l'aide de la soupape d'arrêt 67. Le niveau de liqui- de dans le récipient de suspension 64 peut être réglé à l'aide de la sou- pape d'arrêt 72. Le fonctionnement des hydrocyclones 27 et 41 est réglé en choisissant exactement la grandeur de l'orifice au sommet. Le réglage complet s'effectue, de préférence, de façon automatique. Les dimensions de l'épaississeur 21 doivent être telles que la magnétite s'y dépose, mais que les fines particules de charbon et de schistes arrivent dans le trop- plein. Il va sans dire que ces dimensions dépendent de la capacité de l'é- paississeur.
Il importe que les quantités amenées aux séparateurs magnéti- 0 ques 10 et 12 aient une consistance favorable, c'est-à-dire que la te- neur en matière solide dans l'alimentation ne soit pas trop faible (ceci rendrait la capacité des séparateurs magnétiques trop faible) et pas trop élevée (ceci aurait une influence défavorable sur l'exactitude de la sé- paration). C'est pourquoi, il importe que la quantité de suspension ame- née par la conduite 9 soit dans un certain rapport avec la quantité de suspension diluée amenée par la conduite 57. La même chose s'applique aux quantités amenées par les conduites 11 et 62.
Ces quantités dépendent en premier lieu des quantités qui sont lavées dans l'hydrocyclone 8 et dans l'hydrocyclone 52 respectivement, c'est-à-dire dé la répartition de la gros- seur de grains du charbon brut et de la largeur des mailles du tamis 1.
Lorsqu'on lave des fines à moins de 10 mm le tamis 1 pourra séparer dans beaucoup de cas à une largeur de maille de 2 mm.
On peut encore mentionner les particularités suivantes pour un lavoir capable de laver 140 tonnes de fines à moins de 10 mm par heu- re : - tamis 1 : 2 tamis de 6' x 16" "Allis Chalmers Low Head", mailles de
1,5 x 20 mm.
- pompe 6 : de 255 m3/h; pression d'amenée : 14 m de suspension à l'hydrocyclone 8 - séparateurs magnétiques 10, 12, 23 et 37, au nombre de 7,2, 4 et 1 res- pectivement; tous ont une largeur de 4' .
-centrifuges 30 et 44 :"Escher Wyss".
- pompe 26 : capacité de 250 m3/h; pression d'amenée de 1,0 atm. surpres- sion-aux hydrocyclones 27.
- pompe 40 : capacité de 70 m3/h; pression d'amenée de 0,5 atm. surpres- sion aux hydrocyclones 41.
-réservoir mélangeur 5 : diamètre de 0,6 m.
- tamis 53 et 54 = 2 tamis "Allis Chalmers Low Head", 6' x 16' ; mailles de 0,5 x 20 mm.
- tamis 58 et 59; 1 tamis "Allis Chalmers Low Head", 6' x 16' ; mailles de 0,5 x 20 mm.
- pompe 68; capacité de 255 m3/h.
- épaississeur 21 : diamètre de 5 m.
<Desc/Clms Page number 6>
- pompe 66 :capacité de 15 m3/h.
Dimensions des hydrocyclones.-
EMI6.1
<tb>
<tb> Hydrocyclone <SEP> (no) <SEP> 8 <SEP> 52 <SEP> 27 <SEP> 41
<tb> Nombre <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 1
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> la <SEP> partie <SEP>
<tb> cylindrique <SEP> (mm) <SEP> 350 <SEP> 500 <SEP> 350 <SEP> 350
<tb> Hauteur <SEP> de <SEP> la <SEP> partie
<tb> cylindrique <SEP> (mm) <SEP> 150 <SEP> 200 <SEP> 150 <SEP> 150
<tb>
EMI6.2
Angle âu sommet 20 20 20 20
EMI6.3
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> l'orifice
<tb> d'amenée <SEP> (mm) <SEP> , <SEP> 70 <SEP> 100 <SEP> 70 <SEP> 70
<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> tube <SEP> de
<tb> trop-plein <SEP> (mm) <SEP> 150 <SEP> 215 <SEP> 70 <SEP> 150
<tb> Longueur <SEP> du <SEP> tube <SEP> de
<tb> trop-plein <SEP> (mm) <SEP> 150 <SEP> 200 <SEP> 150 <SEP> 150
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> l'orifice
<tb> au <SEP> sommet <SEP> (mm)
<SEP> 80 <SEP> 150 <SEP> variable <SEP> variable
<tb>
EMI6.4
angle entre axe et verti 0 75 0 0
EMI6.5
<tb>
<tb> cale
<tb> Pression <SEP> d'amenée
<tb> (atm <SEP> surpression)- <SEP> - <SEP> 1,0 <SEP> 0,5
<tb> Pression <SEP> d'amenée
<tb> (en <SEP> m <SEP> de <SEP> suspension <SEP> 14 <SEP> 4,5 <SEP> - <SEP> -
<tb>
La magnétite amenée par la conduite 74 est, pour 95%, inférieure à 40 Le poids spécifique de la suspension de séparation dans le réservoir 3 est ajusté à 1,55 environ, dans le récipient de suspension 64 à 1,75 environ. La fraction de particules magnétiques des séparateurs magnétiques 10 et 12 a un poids spécifique de 1,8 environ, la suspension épaissie de l'épaississeur 21 de 2,0 environ.
Le fonctionnement des hydrocyclones 27 et 41 est réglé de fa-
EMI6.6
çon que seules les particules inférieures à 150 lv( éventuellement 100 FM) arrivent dans la fraction de trop-plein.
REVENDICATIONS .
1. - Procédé pour la séparation de mélanges de particules différant par leur grosseur de grains et par leur poids spécifique, dans lequel le mélange est séparé par tamisage humide, en une fine fraction et une grosse fraction et dans lequel ces deux fractions sont séparées ensuite selon le poids spécifique à l'aide d'une suspension de séparation caractérisé en ce que le tamisage humide est effectué à l'aide d'une suspen- sion de séparation.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a process for the separation of mixtures of particles differing in grain size and specific weight, in which the mixture is separated, by wet sieving, into a fine fraction and a large fraction, both of which. Fractions then being separated according to specific gravity using a separating slurry. This process is particularly suitable for washing unshielded coal or crude ore.
In the known process, the wet sieving is carried out using water. As a result, the separation slurry is continuously diluted with water, so that special measures must be taken to maintain the specific gravity of the separation slurry. Furthermore, in the known process, it is necessary to very finely sieve the fine fraction obtained by wet sieving, in order to extract at least part of the water from this fraction. This very fine sieving is often expensive, in particular when the mixture to be separated contains a large quantity of very fine particles; in this case, the water consumption is also high. According to the invention, the wet sieving is carried out using a separation suspension.
In this case, the separation slurry is not diluted, while the resulting fine fraction does not need to be sieved.
It is preferred to carry out the process according to the invention so that, in combination: a) the separation suspension is composed of fine magnetic particles suspended in liquid: b) the fraction of fine particles is separated, according to the specific weight, in a hydrocyclone; c) each fraction obtained in this hydrocyclone is treated in a magnetic separator; d) - the fractions of magnetic particles obtained in magnetic separators are mainly used for wet sieving; e) - the particles of the mixture, with the possible exception of the finest particles, are separated from the fractions of non-magnetic particles;
f) - the fraction of coarse particles obtained by the wet sieving is separated according to the specific weight in a suspension separator, the separated fractions being sieved and the undiluted suspension obtained in this treatment being returned, at least for the most part, to the separator suspension; g) - the large particles are then sprayed on spray screens, first with the liquid obtained from the fractions of non-magnetic particles and then with water;
h) - at least a part of the dilute suspension of the spray screens is supplied to the magnetic separators, the dilute suspension of the spray screen for specifically light particles being supplied to the magnetic separator for specifically light particles and the dilute suspension of the screen d the spray for specifically heavy particles being fed to the magnetic separator for specifically heavy particles, and i) a liquid containing a minimum quantity of magnetic particles is discharged from said circuits.
This system has several advantages. The amount of separation slurry, for example, in the fine particle separation system may be small, because in the hydrocyclone, where the separation takes place according to specific gravity, one can operate with a
<Desc / Clms Page number 2>
high concentration of particles to be separated, even when these fine particles contain, on average, a lot of very fine particles. Then the fine particles in the coarse particle circuit, as a result of crushing and errors in the wet sieving, are fed to the fine particles circuit, the low specific gravity particles being combined with the fine fraction. specifically light particles, while heavy particles are combined with the fraction of specifically heavy fine particles.
These particles are kept separate and are obtained together with other fine particles specifically light and specifically heavy respectively.
In addition, the fractions obtained in the hydrocyclone are more suitable for air treatment in magnetic separators, due to the addition of dilute suspension. Then, all the amount of separation slurry in the fine particle circui is purified magnetically at each cycle, which eliminates the accumulation of impurities.
The separation of large particles is preferably carried out in a hydrocyclone, the axis of which is approximately horizontal, while the suspension used for the separation of large particles has a specific gravity slightly higher than that of the suspension used for the separation of large particles. fine particles.
In this case, the separation of the large particles requires little energy and the specific gravity of separation for the separation of large particles and that for the separation of fine particles are approximately equal; when washing in a hydrocyclone, the specific gravity of separation depends in particular on the grain size, so that if the same separation slurry is used, the specific gravity of separation of fine particles is higher
To reduce the loss of magnetite, it is important that the fraction of non-magnetic particles from a first magnetic separator is processed in a second magnetic separator and that the fraction of magnetic particles thus obtained is fed to a thickener,
the thickened fraction thus obtained being used again for the separation, for the separation of coarse particles, and / or for the separation of fine particles.
The losses of magnetite can be further reduced by thickening the fractions of non-magnetic particles of the magnetic separators in hydrocyclones and by further dehydrating the fractions thus obtained, by supplying part of the liquid, obtained by these treatments and which may contain very fine particles, to said thickener, by causing the deposition of magnetic particles in this thickener and by causing the evacuation, over the overflow, of very fine non-magnetic particles.
It is necessary to adjust the various operations so that the amount of liquid and the amount of magnetic particles in each circuit remain approximately constant. In this regard, it is important that the liquid, with which the large specifically heavy particles are sprayed first, comes from the fraction of specifically heavy non-magnetic particles and that the liquid used to spray the large, specifically light particles first. instead, comes from the fraction of specifically light non-magnetic particles.
The invention will be explained further with the aid of the accompanying schematic drawing.
The drawing represents a coal wash, in which raw fines (-10mm) not deschlammé are washed using a suspension of magnetite. The fines are brought to a deslammage sieve 1, above which are placed nozzles 2. The coarse fines are sprayed with water
<Desc / Clms Page number 3>
with a magnetite suspension; the fine fraction is collected in a tank 3, while the large fraction is brought by a pipe
4 to the mixing tank 5. The fine fraction from the tank 3, suspended in the separation slurry, is fed by a pump 6 and by a pipe 7 to a hydrocyclone 8, in which the coal is separated from the shales.
Through line 9, the carbon fraction is fed to the magnetic separator 10, while the shale fraction is fed via line 11 to a magnetic separator 12. In the magnetic separators 10 and 12, the magnetic particles are fed. separated from non-magnetic particles. The magnetic particles from the magnetic separator 10 are fed through line 13 and those from the magnetic separator 12 through lines 14 and 13 to a mixer 15, in which a slurry of the desired specific weight is prepared by supplying water through a line. 16 equipped with a shut-off valve 17.
The amount of suspension flowing from the mixing unit
15 by a current divider 18 to the nozzles 2 is such that the level of suspension in the tank 3 remains approximately constant. This quantity is regulated by means of a stop valve 19 mounted in a pipe 20 through which the remainder is brought to a thickener 21. Via a pipe 22, the fraction of non-magnetic particles from the magnetic separator 10 (the fine fraction of carbon) is fed to a magnetic separator 23, in which still separates a small quantity of magnetite which is conveyed through a line 24, to the thickener 21. The fraction of non-magnetic particles of the magnetic separator 23 (the fine fraction of coal) is fed through a pipe 25 and a pump 26 to a hydrocyclone 27, in which this fraction is thickened.
Water, still containing a very small amount of magnetite and the finest carbon particles (for example, -150) is discharged through a pipe
28, the thickened charcoal fraction is fed through line 29 to a dehydration centrifuge 30, in which b a fraction of fines is obtained, while the water containing the very fine particles is fed through a line 31, from the centrifuge 30 to the thickener 21.
If the liquid supply to the pump 26 is insufficient, part of the overflow fraction from the hydrocyclone 27 can be returned through a line 32 and a shut-off valve 33 to a line 25.
Then, a part of this fraction can be brought by a pipe 34 with stop valve 35 to the thickener 21.
The fraction of non-magnetic particles from the magnetic separator 12 (the fine fraction of shale) is fed via line 36 to a magnetic separator 37, in which a small quantity of magnetite still separates, this magnetite being fed via line 38 and through line 24 to thickener 21. The fraction of non-magnetic particles from magnetic separator 37 (the fine fraction of shale) is fed through line 39 and pump 40 to a hydrocyclone 41, in which this fraction is thickened. Water still containing a very small amount of magnetite and the finest shale particles (e.g. -150) is discharged through line 42.
The thickened shale fraction is brought through a line 43 to a dehydration centrifuge 44, in which a fraction of slimes is obtained, while water containing very fine particles is brought through a line 45 to the thickener. 21. A part of the overflow fraction of the hydrocyclone 41 can be returned by a line 46 and a shut-off valve 47 to a line 39, while another part of this fraction can be brought by a pipe. line 48 with stop valve 49 to the thickener 21.
In the mixing tank 5, the large fraction is mixed with the separation slurry supplied by a line 50. The mixture of the large fraction and the separation slurry is fed through a line.
<Desc / Clms Page number 4>
51 to a hydrocyclone 52, the axis of which makes only a small angle with a horizontal plane. In this case, the hydrocyclone only needs a low feed pressure, ie about 4.5 mm of suspension, for the separation of the mixture fed there. If the difference in level between the mixing tank 5 and the hydrocyclone 52 is made sufficiently large, a pump is not needed to feed the hydrocyclone 52. The overflow fraction of the hydrocyclone 52, at namely the fraction of charcoal, is first fed to a drain screen 53 and then to a spray screen 54.
Above the sprinkler screen 54 are nozzles 55, which are supplied by a line 28 with clarified liquid, while the nozzles 56 are supplied with water. The washed charcoal is discharged at d and the dilute suspension which is collected under the sieve 54 is brought through a line 57 to the magnetic separator 10.
The hydrocyclone draw-off fraction 52, namely the shale fraction, is first carried over a drip screen 58 and then over a watering screen 59. Above the watering screen 59 are located. nozzles 60 which are supplied with clarified liquid through line 42 and nozzles 61 which are supplied with water. The shales are discharged at e and the dilute suspension, which is collected under the sieve 59, is fed through a line 62 to the magnetic separator 12. The undiluted separation slurry, which is collected under the sieves 53 and 58, is fed through a line 63 to a suspension vessel 64. The thickened suspension from the thickener 21 is also supplied to the suspension vessel 64, through a line 65, a pump 66 and a shut-off valve 67.
From the suspension vessel 64 the suspension is supplied to the mixing tank 5 via a pump 68 and a line 50. In the mixing tank 5 there is an overflow compartment 69, the bottom of which is provided with a hole. Part of the separation slurry is fed through this compartment 69 to the mixing tank 5. The total amount of slurry fed through line 50 is greater than that which the hydrocyclone 52 can process, so that part of the slurry supplied to compartment 69 overflows to a pipe 70. In this way, the level of liquid in the mixing tank 5 can be kept constant, without particles of the mixture entering the overflow.
The overflow from compartment 69 returns partially through stream divider 71 and shut-off valve 72 to suspension vessel 64 and partially through stream divider 71 and line 73 to mixer 15.
By a pipe 74 equipped with a magnetization coil 75, fresh magnetite is brought to the thickener 21. The overflow of the thickener 21 is discharged at f. This fraction will generally be subjected to further processing. It consists of a highly diluted suspension of very fine particles of coal and shale, but may still contain a small amount of fine magnetite. The fraction f can be fed, for example, to a small flotation plant, in which the fine coals are obtained. The scum is then fed, for example, to a filter (Imperial). The filtrate from this filter can then be returned to the thickener 21.
The water containing slimes from the flotation plant can be flocculated in a thickener and the slimes can be dried by a filter press. In this case, the overflow water from the flocculating thickener can be used again to feed the nozzles 56 and 61, for the crushing of fresh magnetite, and be returned to line 16. The losses of The water can then be made up in the overflow pan of the flocculating thickener. In order not to make the drawing too complicated, this processing of the fraction f is not shown. In addition, various reservoirs and draw-off lines which are necessary in practice have been omitted from the drawing.
The thickener 21 also collects all of the lost water, while part of the dilute suspension from the sprinkler screens 54 and 59 can also be returned to the thickener.
<Desc / Clms Page number 5>
System setting is as follows. The separation slurry, which is supplied through lines 13 and 73 to mixer 15, should have a specific gravity which is not less than the value required for the separation in hydrocyclone 8. The exact specific gravity can be obtained. then by adjusting the shut-off valve 17. The level in the reservoir 3 is kept constant by means of the shut-off valve 19.
The thickened suspension of the thickener 21 should. have a higher specific gravity than necessary for the separation in the hydrocyclone 52. The specific gravity in the suspension vessel
64 is then regulated using the shut-off valve 67. The level of liquid in the suspension vessel 64 can be adjusted using the shut-off valve 72. The operation of the hydrocyclones 27 and 41 is set by choosing exactly the size of the aperture at the top. The complete adjustment is preferably carried out automatically. The dimensions of the thickener 21 should be such that magnetite settles there, but the fine particles of coal and shale arrive in the overflow. It goes without saying that these dimensions depend on the capacity of the thickener.
It is important that the quantities supplied to the magnetic separators 10 and 12 have a favorable consistency, that is to say that the content of solid matter in the feed is not too low (this would render the capacity of the solids. magnetic separators too low) and not too high (this would have an unfavorable influence on the accuracy of the separation). This is why it is important that the quantity of suspension supplied by line 9 be in a certain relation to the quantity of diluted suspension supplied by line 57. The same applies to the quantities supplied by pipes 11 and. 62.
These quantities depend in the first place on the quantities which are washed in the hydrocyclone 8 and in the hydrocyclone 52 respectively, that is to say on the distribution of the grain size of the raw coal and on the width of the meshes. sieve 1.
When washing fines at less than 10 mm the sieve 1 will be able to separate in many cases at a mesh width of 2 mm.
The following peculiarities can also be mentioned for a wash house capable of washing 140 tonnes of fines at less than 10 mm per hour: - sieve 1: 2 sieves of 6 'x 16 "" Allis Chalmers Low Head ", meshes of
1.5 x 20 mm.
- pump 6: from 255 m3 / h; supply pressure: 14 m of suspension on hydrocyclone 8 - magnetic separators 10, 12, 23 and 37, numbering 7.2, 4 and 1 respectively; all are 4 'wide.
-centrifuges 30 and 44: "Escher Wyss".
- pump 26: capacity of 250 m3 / h; inlet pressure of 1.0 atm. overpressure-to hydrocyclones 27.
- pump 40: capacity of 70 m3 / h; supply pressure of 0.5 atm. overpressure from hydrocyclones 41.
- mixing tank 5: diameter 0.6 m.
- sieves 53 and 54 = 2 "Allis Chalmers Low Head" sieves, 6 'x 16'; 0.5 x 20 mm mesh.
- sieve 58 and 59; 1 "Allis Chalmers Low Head" sieve, 6 'x 16'; 0.5 x 20 mm mesh.
- pump 68; capacity of 255 m3 / h.
- thickener 21: diameter of 5 m.
<Desc / Clms Page number 6>
- pump 66: capacity of 15 m3 / h.
Dimensions of hydrocyclones.
EMI6.1
<tb>
<tb> Hydrocyclone <SEP> (no) <SEP> 8 <SEP> 52 <SEP> 27 <SEP> 41
<tb> Number <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 1
<tb> Diameter <SEP> of <SEP> the <SEP> part <SEP>
<tb> cylindrical <SEP> (mm) <SEP> 350 <SEP> 500 <SEP> 350 <SEP> 350
<tb> Height <SEP> of <SEP> the <SEP> part
<tb> cylindrical <SEP> (mm) <SEP> 150 <SEP> 200 <SEP> 150 <SEP> 150
<tb>
EMI6.2
Angle at apex 20 20 20 20
EMI6.3
<tb>
<tb> Diameter <SEP> of <SEP> orifice
Input <tb> <SEP> (mm) <SEP>, <SEP> 70 <SEP> 100 <SEP> 70 <SEP> 70
<tb> Diameter <SEP> of the <SEP> tube <SEP> of
<tb> overflow <SEP> (mm) <SEP> 150 <SEP> 215 <SEP> 70 <SEP> 150
<tb> Length <SEP> of the <SEP> pipe <SEP> of
<tb> overflow <SEP> (mm) <SEP> 150 <SEP> 200 <SEP> 150 <SEP> 150
<tb> Diameter <SEP> of <SEP> orifice
<tb> at <SEP> vertex <SEP> (mm)
<SEP> 80 <SEP> 150 <SEP> variable <SEP> variable
<tb>
EMI6.4
angle between axis and verti 0 75 0 0
EMI6.5
<tb>
<tb> hold
<tb> Supply pressure <SEP>
<tb> (atm <SEP> overpressure) - <SEP> - <SEP> 1.0 <SEP> 0.5
<tb> Supply pressure <SEP>
<tb> (in <SEP> m <SEP> of <SEP> suspension <SEP> 14 <SEP> 4,5 <SEP> - <SEP> -
<tb>
The magnetite supplied by line 74 is 95% less than 40 The specific weight of the separation slurry in tank 3 is adjusted to approximately 1.55, in suspension vessel 64 to approximately 1.75. The magnetic particle fraction from magnetic separators 10 and 12 has a specific gravity of about 1.8, the thickened slurry of thickener 21 about 2.0.
The operation of hydrocyclones 27 and 41 is adjusted
EMI6.6
Therefore, only particles smaller than 150 lv (possibly 100 FM) arrive in the overflow fraction.
CLAIMS.
1. - Process for the separation of mixtures of particles differing in their grain size and in their specific weight, in which the mixture is separated by wet sieving, into a fine fraction and a large fraction and in which these two fractions are then separated according to the specific gravity with the aid of a separating slurry characterized in that the wet sieving is carried out with the aid of a separating slurry.