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in procédé de séparation des frnctionf m{)Ho!l1;,d1'(ile d'un mélange et dispositif pour le réali@er" "
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La présente invention concerne des procédés de
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14p.iration des fractions monomindrales de particules de r.wtière, à partir d'ùp mélange complexe-de minéraux métal- lifères ou non, et des dispositifs pour réaliser ces procedés.
On connaît un procédé d'obtention de fractions
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Ij,0::r'Jd né "ale de particules de matière en les sélection- mant à l'aiguille sous un microscope binoculaire. Toute- fois, ce procédé demandant de grandes dépenses de main- d'oeuvre, et étant irrationnel du point de vue économique, @ saurait satisfaire les impératifs du,niveau de dévelop- pement actuel de la technique.
On connaît un procédé et un dispositif pour la sépar@@ion de particules de matières qui consistent à amener le mélange contenu dans une trémie, . l'aida d'un alimenta- tour vibrant ou directement, sur une électrode de dépôt se
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t,ouvant nome l'action conjugués ou "par'. d'un flux 1 (1ni -lU9 et d'un chatap électrostatique* Quoique ço procédé et ce diaposittt .t.tt.nt dit oêparer les mïiidraux de mélangea, il n'aaaurant pas l f <,bt,ont:1on de traction. Nonominéralwa (concentréa de grand, pureté) dans le cas de séparation de mélangea com- plexes.
Le but de la pré@ente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnée.
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On s'est donc posé la tâche de créer un procédé et un dispositif qui assureraient d'une façon économique et rationnelle l'obtention de fractions monominérales (concentrés de haute qualité) à partir d'un mélange complexe. Le disposi- tif doit être pratique et compact; et doit pouvoir fonctionner suivant des normes de production élevées, en excluant les pertes de mélange à traiter.
La solution est constituée par un procédé dans lequel, avant que le mélange soit amené à l'électrode de dépôt soumise à l'action d'un flux ionique et/ou d'un champ électrostatique, on engendre dans les particules du mé- lange des charges électriques de signe appropria. En outre, on modifie sélectivement le type de conductibilité des particules et on stimule les charges électriques qui y apparaissent, après quoi on amplifie dans les particules de matières à séparer du mélange les charges qui y ont été engendrées, tandis que dans les autres particules on affaiblit ces charges ou on les inverse.
Le changement du type de conductibilité dans
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les pari.1.<.,1;.g du Matière peut être 1"éalinÓ en louI' !'t\1Mt. subir un réehnutfa.;;':z suivi d'un l"lJ±ro!lUtH3Cmont au cours do leur nch{m1ncmell. vers l'électrode de dép6t< Pour réalleer le procédé, on a or:
6 un d1apo1 tif comprenant une chambre de séparation avec des organes de coupure, dans laquelle sont disposée une électrode de dépôt, un organe assurant l'amenée des particules de ma- tière à l'électrode de dépôt et leur imprimant un mouve- ment intermittent, et des sources engendrant un flux ionique et un champ électrostatique. La surface active
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du dispositif amenant les particules de matière à l'élec- trode de dépôt et la surface de l'électrode de dépôt sont recouvertes d'une couche de produit douée de conductibi- lité unidirectionnelle au contact.
En ce qui concerne le dispositif amenant les particules à l'électrode de dépôt et leur imprimant un
Mouvement intermittent, on peut utiliser un système se présentant sous la forma de couloirs vibrants, deux par exemple, de différentes longueurs, disposés l'un au-dessus de l'autre et recouverts d'une couche de produit douée de conductibilité unidirectionnelle au contact, l'extrémité . du couloir inférieur étant située par rapport à la limite du flux ionique à une distance assurant l'amortissement .des vibrations des particules et un contact stable des particules de matière avec la surface de l'électrode de dépôt.
L'extrémité du couloir inférieur peut être re- couverte de titanate de baryum auquel on a conféré des propriétés électrètes assurant la création d'un flux ioni- que (de signe positif'ou négatif) entre le bord du cou- loir et l'électrode de dépôt, pour électriser des partis cules de matiez durant leur chute sur l'électrode de dépôt
Dans le dispositif, on peut disposer entr les couloirs un élément semiconducteur, alimenté par un courant, qui réchauffe l'un des couloirs et refroidit l'autre, et confère des propriétés diffusives à la couche de produit recouvrant les couloirs, ainsi qu'aux particules,de ma- tière@ ce qui permet d'ajuster le signe et la valeur de la charge.
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La propriété de conductibilité unidirectionnelle au contact peut être conférée à la surface de l'électro- -.--de de dépot en lui appliquant un revêtement semi- conducteur.
La surface cylindrique de l'électrode du dis- positif peut être réalisée sous la forme de segments ayant un revêtement semiconducteur et reliés électrique- ment à la masse du dispositif au moyen de diodes à cristal, par exemple, au germanium.
Dans la chambre du dispositif, se trouvent des organes de coupure réalisés de telle façon que leur hauteur puisse être modifiée; l'écartement de ces organes de coupure est égal au diamètre de l'électrode de dépôt, l'un des organes de coupure étant disposé dans ,le plan vertical passant par l'axe de l'électrode de dépôt'.
Dans ce qui suit l'invention est expliquée par un exemple de réalisation, en se référant aux dessins ci-annexés, dans lequels; la fig. 1 représente le schéma de principe du dispositif; la fig. 2, la coupe en long du dispositif; la fig. 3, la vue d'ensemble du dispositif et ', la fig. 4, l'électrode de dépôt en coupe partielle.
Le dispositif pour l'obtention de fractions monominérales comprend une trémie 1 (fig. 1), des couloirs 2,3 recouverts de pellicules d'oxydes, un vibrateur 4, un élément semiconducteur 5, une électrode de dépôt 6, des électrodes 7,8 créant un flux ionique et un champ électro-
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statique, une chambre de séparation 9 avec des organes de coupure 10, 11, et des moyens de redeption 12.
La trémie 1 (fig. 2) est destinée à alimenter le dispositif en particules de matière. Elle englobe un registre 13 assurant la distribution uniforme des particules de matière de différentes classes de grosseurs sur les couloirs 2,3 de longueurs différentes, aux sur- faces actives,desquelles on a conféré une conductibilité' unidirectionnelle au contact en leur appliquant un revête- ment semiconducteur.
Au moyen du vibrateur 4, on imprime aux couloirs 2,3 un mouvement rectiligne alternatif. Il s'ensuit que les particules de matière sont animées d'un mouvement intermittent sur la surface de ces couloirs, douée d'une conductibilité unidirectionnelle au contact. Dans de telles conditions, des charges de signe déterminé nais- sent dans les particules.
Entre les couloirs Vibrants 2,3, comme le montre la fig. 2, on a interposé un,élément semiconducteur 5 alimenté par un courant. Cet élément réchauffe l'un des couloirs et refroidit l'autre, assurant en conju- Saison avec le revêtement semiconducteur des couloirs le changement du type de conductibilité (ionique ou électronique) des particules de matière, ce qui permet de commander le signe et la valeur de la charge.
Au-dessus de l'électrodè de dépôt 6, on a monté des électrodes 7 qui créent un flux ionique dirigé,
L'extrémité du couloir inférieur 3 est dis- posée, par rapport à la limite du flux ionique, à une
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distance assurant l'amortissement des vibrations des particules et leur contact stable avec la surface de l'électrode de dépôt.
L'électrode de dépôt 6, suivant la fig. 1, ce présent sous la forme d'un cylindre dont la surface ac- tive comporte un revêtement semiconducteur 14. Pour détacher de la surface de l'électrode de dépôt 6 les particules qui y adhérent, il est prévu une brosse 15.
Le revêtement semiconducteur ce la surface de l'électrode de dépôt 6 amplifie la charge des parti- cules de matière ou inverse leur charge, ce qui favo- rise l'attraction d'une partie désarticules et la , , répulsion des autreµãrticules,de matière par la sur- face de l'électrode de dépôt 6.
L'électrode de dépôt 6 est montée dans la chambre sous pression 9, sur des roulements 16 (fig. 3), et elle est entraînée par un moteur à courant continu 17 (fig. 2).
Les électrodes 7 créant le'flux ioniqu dirigé peuvelt être au nombre de trois ou de plus de trois, l'une d'elles engendrant un flux ionique intense et les autres assurant la concentration de ce flux our la portion de auface/requise de l'électrode de dépôt 6.
Les électrodes 7 sont fixées dans le boîtier du dispositif au moyen d'un système de réglage 18 (fig. 3), à l'aide duquel'on peut, pendant la marche, déplacer les électrodes aussi bien dans la direction verticale que dans la direction horizontale, ainsi que les bloquer dans la position requise.
Pour créer un clamp électrostatique dirigé, on
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a utilisé des électrodes 8 ayant un revêtement semi- conducteur qui contribue à la séparation efficace des particules de matière. Ces électrodes sont fixées sur un système de réglage 19, permettant de déplacer les électrodes dans une zone étendue de la chambre sous pression 9 (fig. 2), et de les bloquer exactement dans la position voulue par rapport à l'électrode de dépôt 6.
Lorsque lesparticules de matière arrivent à l'électrode de dépôt 6, dont la surface active est recouverte d'une couche de produit doué de conducti- bilité unidirectionnelle de sens déterminé au contacta elles subissent l'action séparée-.ou conjuguée du champ électrostatique dirigé et du flux ionique, de même polarité ou de polarités différentes, ou en combinaison avec un champ électrique alternatif. Par suite de l'in- teraction du champ électrique avec les particules de matière chargées se trouvant en contact avec la surface de l'électrode de dépôt 6, douée de conductibi-' lité unidirectionnelle au contact, on arrive à amplifier la charge dans une partie de particules et à l'atténuer dans les autres, ou bien à inverser la charge dans une partie des particules.
La chambre de séparation 9 est réalisée de telle façon que son encombrement permette non seulement la mise en place de toutes les parties du dispositif, mais que de plus l'altération du champ électrique y soit minimale. 'En outre, elle est réalisée étanche, à parois transparentes, ce qui exclue l'éventualité de pertes de fines par le mélange à étudier, et permet d'observer les particules de matière à séparer directement pendant
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l'opération.
Dans la chambre 9 sont disposés des organes de coupure 10,11, réalisés sous la forme d'éléments amovibles à bords effilés. La hauteur des organes de coupure peut être modifiée en augmentant ou diminuant le nombre d'éléments amovibles, assurant la coupure de l'éventail de particules au point voulu de la chambre de séparation. L'écartement entre les organes de coupure est égal au diamètre dé l'électrode de dépôt 6 ; l'un des organes de coupure 10 est monté dans le plan vertical passant par ltaxe de l'électrode de dépôt 6, ce qui augmente l'efficacité de séparation des particules de matière.
Les moyens de réception 12 sont fixés dans des rainures d'encastrement 20. Les compartiments étanches ainsi réalisés excluent les pertes de particules de matière séparées.
L'alimentation des électrodes créant le champ électrostatique dirigé et le flux ionique est assurée à partir d'un bloc à haute tension 21 (fige 3). Ce bloc alimente les électrodes en haute tension tant alternative que continue (sous polarité positive et négative),'ou bien avec combinaison du courant alternaif et du courant continu, dans un intervalle allant de 0 à 40 kV.
Il est possible de réaliser les ensembles constitutifs du dispositif suivant d'autres variantes.
Le revêtement semiconducteur de la surface cylindrique de l'électrode de dépôt, montrée dans la fig. 4, est réalisé sous la forme de segments 22 distincts,
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isolés les uns des autres et relies électriquement à la masse du dispositif au moyen de diodes à cristal 23.
Le couloir 3 du système amenant le mélange à l'électrode de dépota montré dans la fig. 1 2, peut être constitué d'un produit doué de propriétés électrètes, ou avec seulement son extrémité recouverte d'un tel pro- duit, par exemple, de titanate de baryum. Un tel revête- tuent assure la création d'un flux ionique entre le bord du couloir et l'électrode de dépôt.
Les fractions monominérales de particules de matière'sont séparées à partir du mélange de là façon sui- vante.
Les particules de matière venant 'de la trémie 1 tombent sur les couloirs vibrants 2, 3; qui leur impriment un mouvement intermittent. Du fait de l'interaction de contact des particules de matière, animées d'un mouvement intermittent, avec la surface du couloir 2 qui est douée de conductibilité unidirectionnelle, des charges électriques de signe approprié apparaissent dans les particules, Plus loin ces chargea sont amplifiées sur le couloir 3.
S'il est nécessaire de stipuler les charges électriques dans les particules, on peut les amplifier ou les atténuer en soumettant les particules à un réchauffage suivi d'un refroidissement au cours de leur cheminement suivant les surfaces vibrantes des couloirs:
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Ensuite, en se déplaçant, les particules arrivent à l'électrode de dépôt 6, c'est-à-dire, dans la zone située entre le bord du.couloir 3 et la limite du flux ionique, où est assuré l'amortissement de leurs
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vibrations et lour contact stable avec la surface de 1 électrode de dépôt,
Dans le cas de l'utilisation d'un couloir 3
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doué de ru5'.H .ectror.ctic, les particules de ma- tières arrivent dans le champ ionique qui règne entra la bord du couloir et l'électrode de dépôt; dans ce champ, elle prenne une charge électrique de signe approprié.
Les particules de matière, amenées à l'électrode de dép8t comportant un revêtement semiconducteur, sont soumises à l'action séparée ou conjuguée du flux ionique dirigé et du champ électrostatique de même polarité ou de polarités différentes, ou bien en combinaison avec un champ alternatif. Il s'ensuit que, dans une partie des particules, la charge est amplifiée, alors que, dans les autres particules, elle est atténuée, ou bien la charge d'une partie des particules est inversée. De ce fait, une partie des particules est attirée, les autres sont repoussas par l'électrode de dépôt et, selon la
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L'obtention d'une traction monominérale d'un poids de 5 g à l'aide du dispositif prend à peine 5 à 10 mn, alors que l'obtention de fractions monomin6ralea
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de ce même poids, à l'aide d'une aiguille sous un microscope binoculaire, demande 3 à 4 semaines.
En outre, on peut aussi séparer à l'aide du dispositif des minéraux et des particules de matière qui ne peuvent être séparées en utilisant la différence de densités, la susceptibilité magnétique relative et . d'autres propriétés.
Le procédé et le dispositif créé pour le réa- liser permettent de séparer les minéraux contenant des métaux rares à un taux infime, ce qui augmente notablement l'efficacité des recherches et de la prospection des . gisements.
Le dispositif est destiné à l'utilisation tant dans les laboratoires des organismes de recherches s'occupant de l'étude de la composition minéralogique des minerais et d'autres matières, que directement dans les fabriques d'enrichissement, les expéditions et les équipes de prospection géologique. En outre, le procédé et le dispositif trouvent aussi des applications dans l'agriculture pour'le triage de diverses graines d'après leur qualité, leur faculté germinative, etc.