BE840662A - Procede et installation pour l'elimination par flottation d'impuretes sous forme de particules solides, contenues dans un liquide - Google Patents

Description

  Procédé et installation pour l'élimination

  
par flottation d'impuretés sous forme de

  
particules solides, contenues dans un liquide. 

  
La présente invention est relative à un procédé d'élimination par flottation d'impuretés

  
se présentant sous forme de particules solides

  
contenues dans un liquide, selon lequel on injecte

  
dans une cellule de flottation, un flux d'air dans un débit de ce liquide à traiter, de façon à former des bulles d'air qui se répartissent dans ce liquide, qui

  
se fixent aux impuretés et qui remontent en surface

  
en sorte d'engendrer une mousse qui est chargée de

  
ces impuretés et que l'on évacue de la surface de ce liquide.

  
On connaît un procédé de flottation du genre susdit pour le désencrage de pâte à papier préparée

  
à partir de vieux papiers, selon lequel on introduit

  
de l'air directement dans le fond de la cellule par aspiration, au moyen d'un propulseur qui sert en outre

  
au mélange intime et à la répartition de la suspension fibreuse dans cette cellule.

  
L'entrée d'air directement dans la pâte

  
permet sans doute de régler la pression d'air et donc

  
le diamètre des bulles en fonction du volume d'air qui est lui-même réglable dans certaines limites. Or, si l'accroissement du volume d'air permet d'augmenter la pression et par conséquent le diamètre des bulles d'air, il est par contre impossible avec ce.procédé connu de diminuer le diamètre des bulles tout en augmentant le débit d'air, ce qui dans certains cas peut être nécessaire pour obtenir la séparation de certaines impuretés. 

  
 <EMI ID=1.1> 

  
des impuretés par flottation, en contrôlant la dimension des bulles et le volume d'air indépendamment l'un

  
de l'autre. Ainsi, dans le cas, par exemple, du désencra-

  
 <EMI ID=2.1> 

  
à partir de vieux papiers, il est maintenant possible

  
de créer des dimensions de bulles différentes pour la flottation des encres, pour la flottation des charges telles que du kaolin ou pour la flottation des fibres

  
et de procéder ainsi à leur séparation sélective.

  
La présente invention a notamment pour objet un procédé permettant le réglage des dimensions de bulles indépendamment du volume d'air mélangé à l'eau

  
à épurer.

  
A cette fin, selon l'invention, avant d'injecter l'air et le liquide dans la cellule de flottation, on fait circuler dans au moins une chambre de mélange

  
ce liquide sous forme d'une mince couche tandis qu'on admet simultanément dans cette couche de liquide l'air transversalement au trajet de ce liquide et le long d'une portion de ce trajet.

  
On a en outre constaté, dans le cas où le liquide est une suspension de.fibres, telle que de la pâte à papier, que le passage forcé de la pâte sous la forme.d'une couche mince dans une chambre étroite et
-la rencontre de l'air divisé projeté transversalement sur la fine couche de liquide chargé de fibres en sus-pension engendrent un effet de frottement et de nettoyage de ces fibres.

  
Selon une caractéristique du procédé de l'invention, on règle l'épaisseur de la couche de liquide dans la chambre et conséquemment la vitesse de passage

  
du liquide dans cette chambre -

  
On a constaté, dans le cas du désencrage de pâte de vieux papiers, que le volume d'air mélangé à

  
la pâte et la vitesse de passage de la pâte dans la chambre de mélange ont une incidence sur la blancheur de la pâte et en les ajustant, on peut obtenir des différences

  
 <EMI ID=3.1> 

  
Ces réglages permettent d'obtenir une épuration efficace avec un minimum de rejets.

  
Selon une autre caractéristique du procédé, on règle la longueur du trajet d'admission d'air dans le liquide à traiter.

  
On peut ainsi doser avec précision la quantité d'air par rapport à la couche de liquide traversant la chambre de mélange.

  
Une autre caractéristique encore du procédé consiste à entraîner les mousses par un flux d'air dans une trémie et à récupérer l'air pour le recycler.

  
Dans le cas de flottation à plusieurs cellules, on admet dans chaque cellule un mélange d'air et de liquide issu chacun d'une chambre de mélange. On permet ainsi de régler les dimensions des bulles différemment d'une cellule à l'autre pour récupérer sélectivement les impuretés.

  
Lorsque le liquide contient des fibres on peut, pour éviter d'en perdre un maximum, recycler

  
les mousses provenant des autres cellules dans le liquide à épurer passant dans la première cellule de flottation.

  
La'présente invention concerne également

  
une installation pour la mise en oeuvre du procédé.

  
Selon l'invention, l'installation comprend
-en outre en amont de la cellule de flottation au moins urie chambre de mélange, étroite, capable delaisser passer une couche mince de liquide à épurer

  
et pourvue d'un moyen capable d'admettre le flux d'air transversalement à la couche de liquide sur un trajet  dans la chambre..

  
Selon une caractéristique, la chambre de mélange est délimitée par deux parois parallèles, distantes l'une de l'autre pour laisser passer la couche de liquide à épurer.

  
Selon une autre caractéristique, la chambre de mélange comprend un moyen de réglage de la distance entre les parois parallèles.

  
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description d'une installation en référence aux dessins annexés au présent mémoire, qui représente, à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation de l'invention convenant en particulier pour le désencrage de pâte préparée à partir de vieux papiers.

  
- La figure 1 est une vue schématique en élévation d'une installation étagée;
- la figure 2 est une coupe horizontale selon la ligne 11-11 de la figure 1;
- la figure'-3 représente à plus grande échelle une vue après coupe verticale longitudinale d'une

  
chambre de mélange;
- la figure 4 est une vue après coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3;
- la figure 5 représente à plus grande échelle, après coupe verticale, une première forme de réalisation d'une chambre de mélange;
- la figure 6 est une vue après coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5; et
- la figure..? est un diagramme de courbes de blancheurs. Dans ces figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.

  
L'installation comporte quatre cellules de flottation 1, 2, 3, 4. Ces cellules sont annulaires

  
et superposées axialement de manière à constituer les  quatre étages d'une tour avec plusieurs fonds 5. Bien entendu, cette tour pourrait avoir un nombre d'étages différent de quatre.

  
La pâte à papier défibrée et prétraitée chimiquement se présentant sous la forme d'une suspension fibreuse contenant un agent moussant est envoyée au moyen d'une pompe 6 ,par un conduit 7 à l'entrée de la cellule 1 en passant d'abord dans une chambre de mélange 8. Cette chambre comporte un passage étroit où la suspension fibreuse circule s.cus forme d'une couche mince tandis que simultanément on y admet de l'air transversalement au trajet de cette couche de

  
 <EMI ID=4.1> 

  
à une source de pression d'air non représentée avec interposition d'un robinet 10.

  
La chambre de mélange 8 communique avec

  
 <EMI ID=5.1> 

  
tangentiellement dans la paroi cylindrique de la

  
cellule au voisinage de son fond 5 de sorte que la suspension fibreuse est amenée à tourner autour du conduit central 12 de la cellule annulaire. Les bulles créées dans la suspension se fixent sur les impuretés

  
et les remontent à la surface sous forme de mousses. Celles-ci sont entraînées hors de la cellule à travers la sortie 18, pratiquée dans le conduit 12 partielle-  ment par le mouvement giratoire de la suspension et partiellement par un courant d'air créé au-dessus de celles-ci. Une plaque verticale 50 disposée au-dessus

  
du niveau de la pâte guide les mousses vers la sortie. Les mousses sont récoltées dans une trémie 13 qu'entoure le conduit 12 et sont recueillies dans un tank 37 de rejets rempli d'eau. Le flux d'air d'évacuation

  
des mousses est introduit dans la partie supérieure de la cellule par un conduit 14 relié à un appareil d'aspiration 15 disposé au-dessus d'une tubulure axiale tronco-nique 16 de recyclage de l'air d'évacuation des mousses. Cette tubulure est disposée concentriquement dans le conduit central 12 d'évacuation des mousses et est commune à toutes les cellules superposées. L'air d'évacuation des mousses est admis dans la cellule par

  
 <EMI ID=6.1> 

  
en entraînant les mousses qui se déversent par gravité dans la trémie 13 tandis que l'air s'échappe par la. tubulure 16. Celle-ci s'étend dans la cellule adjacente 2 en formant un cône rétréci vers le haut et disposé en regard de la tubulure plus large de recyclage de l'air d'évacuation des mousses de cette cellule adjacente et des autres cellules 3, 4. Les parties constitutives de la tubulure 16 forment un cyclone donnant ainsi une vitesse centrifuge à la mousse permettant de la dissocier de l'air qui est aspiré dans cette tubulure sous

  
 <EMI ID=7.1> 

  
renvoyé vers le conduit 14 pour être réutilisé pour l'évacuation des mousses.

  
La pâte partiellement nettoyée dans la cellule quitte celle-ci par un conduit. 19 comportant une

  
 <EMI ID=8.1> 

  
pénètre dans la chambre de mélange de la cellule suivante 4 située au dernier étage de la tour et le procédé appliqué est identique à celui mis en oeuvre dans la première cellule et ainsi de suite dans les autres cellules. Celles-ci sont alimentées successivement avec de la.pâte ou de l'eau contenant les fibres de plus en plus épurées, tandis que les mousses récoltées dans ces autres cellules sont recyclées à leur tour dans la cellule inférieure.

  
Bien entendu, les mousses contenant les matières de rejet de la première cellule et des autres cellules peuvent être soit recyclées, soit évacuées

  
à chaque étage pour être traitées dans un dispositif séparé dépendant du type de produit pour lequel la pâte est prévue.

  
L'installation comprend encore un couvercle 40 fermant la cellule du dernier étage; un regard

  
 <EMI ID=9.1> 

  
pour le nettoyage; une valve de vidange 42 de chaque cellule; un clapet 46 dans le conduit d'air du transport . de la mousse; un fend 43 dans la tubulure 12 pour la réception des rejets recyclés; un conduit 44 pour l'évacuation de ces rejets dans la cellule 1 et uri conduit 45 pour l'évacuation de la pâte acceptée dans la cellule 2 traitant la pâte la plus épurée.

  
Les figures 3, 4 et 5, 6 représentent respectivement deux modes de réalisation de la chambre de mélange.

  
Dans le mode de réalisation des figures 3, 4, la chambre de mélange présente une section rectangulaire comportant deux parois planes 21, 22 parallèles, montées dans un corps parallélipipédique 23 et constituant entre elles un canal en communication avec les conduits 7 et 11 d'entrée et de sortie de la pâte. La paroi 21 est mobile parallèlement à la paroi 22 et est actionnée au moyen d'une tige filetée 24 guidée dans un trou ta-

  
 <EMI ID=10.1> 

  
supérieure adjacente du corps parallélipipédique permettant le réglage de la distance entre les parois parallèles pour déterminer l'épaisseur de la couche de la pâte à soumettre au jet d'air. La paroi 21 comporte une membrane assurant l'étanchéité de la chambre tandis que là paroi 22 est un matériau poreux, en l'espèce du verre fritté assurant les passages des jets d'air sur

  
la couche de pâte traversant la chambre. Avantageusement, la chambre de mélange comporte en outre une plaque 28 permettant d'obturer une partie de la surface des passages prévus dans la plaque frittée de manière à régler

  
la surface d'admission du flux d'air.

  
Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, la chambre de mélange 8 a une forme conique et présente

  
 <EMI ID=11.1> 

  
de l'autre pour former le passage de la pâte à travers elles. La pâte est alimentée dans la chambre par un ajutage 31 débouchant tangentiellement dans la chambre

  
à travers la paroi 29 pour donner à la pâte un mouvement giratoire pendant qu'elle reçoit la projection d'air

  
à travers les canaux 47 prévus dans la paroi intérieure 30 qui sont en communication avec une arrivée d'air 32 reliée à une source d'air comprimé non représentée. Le

  
 <EMI ID=12.1> 

  
extérieur 29 de manière à régler l'espace entre ces parois  et ainsi l'épaisseur de la couche de pâte. A cette fin,

  
le cône intérieur qui peut être rotatif est commandé par un

  
 <EMI ID=13.1> 

  
dans des parois d'extrémité du cône 30 et

  
permet, le cas échéant, d'obturer une partie des trous

  
du cône distributeur d'air pour régler ainsi la

  
surface d'admission du flux d'air dans la chambre de  mélange. Le réglage du débit d'air indépendamment

  
de la vitesse de la pâte et du débit de la pâte permet

  
de créer dans les cellules un type de bulle approprié pour la flottation des encres, pour la flottation du kaolin ou pour la flottation des fibres et de réaliser ainsi une séparation sélective de ces composants.

  
L'invention qui a été décrite concerne une installation pour le désencrage de pâte à papier.

  
Elle pourrait être utilisée pour d'autres applications, comme par exemple, pour l'épuration de minerais ou

  
pour l'épuration des eaux blanches par flottation des fibres. Des essais effectués en laboratoire ont permis d'établir un diagramme illustrant à la figure 7 les courbes de blancheurs de la pâte 48 et 49 en fonction

  
du rapport volume d'air/volume de pâte et de la vitesse de la pâte dans la chambre de mélange. En abscisses on a indiqué le rapport litre air/litre de pâte et en ordonnées

  
 <EMI ID=14.1> 

  
illustre une blancheur. de pâte pour une vitesse de pâte

  
 <EMI ID=15.1>  de pâte pour une vitesse de pâte de 6,35 m/ seconde.

  
Par ajustement du mélange air-pâte et de la vitesse de la pâte dans la chambre de mélange,

  
on peut obtenir des différences de blancheurs s'échelonnant de 57[deg.] à 66,5[deg.] Scan. Les essais ont été

  
 <EMI ID=16.1> 

  
tenant environ 50% de pâte mécanique qui possède une  blancheur initiale des bords non .imprimés de 66,5[deg.] Scan..

  
En appliquant le procédé de l'invention, 

  
la blancheur des parties imprimées qui possèdent environ

  
2% d'encre, peut être accrue de 46 à 66,5[deg.] Scan et.cela  avec une -rétention de 20 minutes. Après 2,5 minutes de rétention, la blancheur passe déjà de 46[deg.] Scan à 64,5[deg.] Scan.

  
Le meilleur procédé conventionnel actuel a permis, sur base du même papier, d'obtenir 62,3[deg.] Scan

  
après 20 minutes de rétention et environ 54[deg.] Scan après

  
2,5 minutes. 

  
Il est évident que.l'intention n'est pas exclusivement limitée aux formes d'exécution représentées et

  
que bien des modifications peuvent être apportées dans

  
la forme, la disposition et la constitution de certains

  
des éléments intervenant dans sa réalisation, sans sortir de la portée de la présente invention, à condition que

  
ces modifications ne soient pas en contradiction avec chacune des revendications suivantes. 

REVENDICATIONS

  
1. Procédé d'élimination par flot-cation d'impuretés se présentant sous forme de particules solides contenues dans un liquide, selon lequel on injecte dans' une cellule de flottation, un flux d'air dans un débit de ce liquide à traiter de façon à former des bulles d'air qui se répartissent dans ce liquide, qui se fixent aux impuretés et qui remontent en surface en sorte d'engendrer une mousse qui est chargée de ces impuretés et que l'on évacue de la surface dudit liquide, caractérisé en ce qu'avant d'injecter l'air et le liquide dans la cellule de flottation, on fait circuler dans au moins une chambre de mélange ce liquide sous forme d'une mince couche tandis qu'on admet simultanément dans cette couche de liquide l'air transversalement au trajet de ce liquide et le long d'une portion de ce trajet.

  
 <EMI ID=17.1> 

Claims (1)

1. <EMI ID=18.1>

   risé en ce qu'on règle l'épaisseur de la couche de liquide dans la chambre de mélange.

   3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on règle la longueur du trajet d'admission d'air dans.le liquide

   à traiter.

   4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on admet dans la cellule de flottation un courant d'air au niveau des mousses pour les entraîner dans une trémie dans laquelle on les fait tomber dans

   le fond tandis qu'on récupère l'air pour le recycler.

   5. Procédé d'élimination d'impuretés selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans le cas d'une flottation à plusieurs cellules de flottation, caractérisé én ce qu'on admet dans chaque,cellule un mélange de liquide et d'air issu d'une chambre de mélange.

   '6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on évacue les mousses des cellules de flottation dans une trémie commune tandis qu'on aspire les courants d'air d'évacuation pour les recycler conjointement entre eux.

   7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'on recycle dans

   le liquide passant dans la première cellule de flottation, les mousses provenant des autres cellules.

   8. Installation d'élimination par flottation d'Impuretés se présentant sous forme de particules solides contenues dans un liquide contenant au moins un agent moussant et comprenant au moins une cellule de flottation traversée par un débit de ce liquide à épurer et par un flux d'air, de façon à former des mousses flottantes provenant de la fixation de bulles d'air aux impuretés, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre en amont de la cellule de flottation au moins une chambre de mélange, étroite, capable de laisser passer une couche mince de liquide à épurer et pourvue d'un moyen capable d'admettre le flux d'air transversalement à la couche

   de liquide sur un trajet dans la chambre .

   9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la chambre de mélange est délimitée par deux parois parallèles, distantes l'une de

   l'autre pour laisser passer la couche de liquide à

   épurer.

   10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les deux parois de la chambre

   de mélange sont coniques la paroi intérieure pouvant tourner.

   <EMI ID=19.1>

   des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que la chambre de mélange comprend un moyen de réglage de la distance 'entre les parois parallèles.

   <EMI ID=20.1>

   chambre de mélange comporte un moyen de réglage de la surface d'admission du flux d'air dans la chambre.

   13. Installation selon l'une quelconque

   des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que la chambre de mélange est reliée à la cellule de flottation ' qui est cylindrique, par un conduit débouchant à sa périphérie latérale au voisinage de son fond.

   <EMI ID=21.1>

   caractérisée en ce que l'extrémité du conduit reliant

   la chambre de mélange à la cellule débouche tangentiellement dans celle-ci..

   15. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la cellule de flottation est pourvue à sa partie supérieure d'un moyen d'admission d'un flux d'air entraînant les mousses hors de cette cellule.

   <EMI ID=22.1>

   caractérisée en ce que la cellule de flottation est annulaire, formant un conduit central qui entoure une t.'émie dans laquelle les mousses sont entraînées et récoltées par le flux d'.air au cours de leur évacuation.

   17. Installation selon la revendication 16,

   <EMI ID=23.1>

   de l'air d'évacuation est prévue dans le conduit central au-dessus de la trémie.

   18. Installation dans le cas d'une flottation au moyen d'une batterie de cellules, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs cellules superposées axialement, conformes à l'une ou l'autre des revendications précédentes et présentant des conduits d'évacuation des mousses communs à plusieurs cellules.

   <EMI ID=24.1>

   caractérisée en ce que la cellule de flottation inférieure sert en premier à traiter le liquide à épurer tandis

   que les autres cellules sont alimentées successivement avec le liquide de plus en plus épuré, les mousses récoltées de ces autres cellules étant recyclées à leur tour dans la cellule inférieure.

   20. Installation selon l'une quelconque des revendications 18 et 19, caractérisée en ce qu'elle comprend une tubulure axiale de recyclage de l'air d'évacuation- des mousses qui est commune à toutes les cellules.

   21. Installation selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisée en ce que la tubulure de recyclage d'air d'évacuation des mousses de la cellule inférieure s'étend dans la cellule adjacente en formant un cône rétréci vers le haut et disposé en regard de la tubulure plus large de recyclage de l'air d'évacuation des mousses

   <EMI ID=25.1>