EP0904153B1 - Procede de broyage en voie humide et broyeur pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede de broyage en voie humide et broyeur pour la mise en oeuvre de ce procede Download PDF

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EP0904153B1
EP0904153B1 EP97918238A EP97918238A EP0904153B1 EP 0904153 B1 EP0904153 B1 EP 0904153B1 EP 97918238 A EP97918238 A EP 97918238A EP 97918238 A EP97918238 A EP 97918238A EP 0904153 B1 EP0904153 B1 EP 0904153B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
materials
track
crusher according
drum
crushing
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97918238A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0904153A1 (fr
Inventor
Renaud Evrard
Alain Cordonnier
Bernard Gaucherand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FCB Ciment
Original Assignee
F C B
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Filing date
Publication date
Application filed by F C B filed Critical F C B
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Application granted granted Critical
Publication of EP0904153B1 publication Critical patent/EP0904153B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/06—Mills with rollers forced against the interior of a rotary ring, e.g. under spring action

Definitions

  • the present invention relates to wet grinding and shredders comprising at least one roller or roller rolling on a track circular and pressed elastically thereon.
  • mill vertical or ring mill in which a multigranular layer of material to be ground is compressed between the roller or the track roller with enough pressure to crush the grains and cause them to break up in smaller grains, are not suitable for wet grinding because a excessively high water content of the materials to be ground reduces their efficiency.
  • the materials to be ground generally have a water content of 10% to 60% by weight, with an average of 30%, which is incompatible with a good grinding yield.
  • the object of the present invention is to allow the use rational mills of this type for wet grinding.
  • the draining and spinning operations are carried out at the interior of the grinding apparatus, which is arranged for this purpose, which allows significantly reduce the cost of installation by avoiding the use of devices aids and means of transport between the different devices.
  • a grinder will be used having a circular track, fictitiously divided into several tracks elementary, or several circular tracks spaced from each other, where successive grinding operations will be carried out, means for transfer materials from one track or track element to the next, means to spray water or other liquid on the materials during their transfer from one track or track element to the next, and means capable of drain and / or spin the materials before their next passage under the roller or roller.
  • a horizontal axis ring mill tracks will be arranged side by side.
  • Adding water or another liquid to the materials after each grinding operation allows, on the one hand, to improve the flow of materials and their distribution in a layer of uniform thickness on the track and, on the other hand, to eliminate fine particles immediately after their production which makes subsequent grinding operations more efficient.
  • Water or any other liquid can be sprayed onto the materials when they are still on the track, for example by means of pressurized nozzles which then constitute a means for transferring materials from one track or track element to the next.
  • pressurized nozzles which then constitute a means for transferring materials from one track or track element to the next.
  • Spinning can be done by action of the centrifugal force in the part of the track located upstream of the grinding roller or roller.
  • a precompression roller or roller may be provided on the track, immediately at the front of the grinding roller or roller, to ensure additional spinning by pressure.
  • the mill is of the ring type rotary and the material feed device has one or more deflector plates arranged in such a way as to intercept the detached materials from the runway fitted inside the ring and oriented so as to deflect them in a direction having a parallel component to the axis of the ring; additional means for spraying water may be provided above deflector plate (s) to facilitate the flow of materials.
  • the deflector plate (s) may be porous and water or another liquid may be injected through the plate to create a liquid film facilitating the flow of materials.
  • the or the deflector plates may have a screening upper surface and means to collect and discharge water and fine crushed products crossing this surface; they then constitute a means of draining coarse material.
  • each plate can be flat or curves and each plate will be orientable around a vertical axis and possibly tiltable around a horizontal axis so as to be able to adjust the speed of advance of the materials to be ground and choose the point where the materials deflected by the plate fall on the track.
  • the wringing of material is carried out, under the action of centrifugal force, in the area of the track located between the point where the materials deflected by the deflector plate (s) fall on the track and the roller or roller.
  • this zone will have an angular extent of at least 30 °.
  • the materials retained by these edges form, at least at the level of the grinding zone, an embankment which prevents materials compressed between the roller or the roller and the track to be expelled laterally by the pressure while allowing the evacuation of the water partly through said embankment, if the area supply, respectively discharge, is provided with drainage means, and in part by overflow above the slope.
  • a rotary screen with a horizontal axis, can be placed at the outlet of the mill to sort crushed products. Refusals from the rotary screen may be brought back to the track or to the entrance of the crusher by an internal recycling device comprising a duct arranged inside from the crusher, transversely to the track, means for feeding said conduit with the rejects screen and possibly means to facilitate the flow of refusals in the conduit.
  • the screen may be integral with the body of the crusher or supported and driven by means individual. Water injection means may be provided in the rotary screen to facilitate the evacuation of the crushed products and possibly reconstitute with them a pulp having the composition suitable for further processing.
  • the mill has two axially spaced tracks each other inside a drum with a horizontal axis, two rollers or rollers suitable for each roll on a track, means for bringing the materials to be ground into the drum, between the two tracks, and means for discharging the ground material at the two ends of the drum.
  • the mill has several axially spaced tracks each other inside a drum with a horizontal axis, several rollers or rollers capable to roll each on a track, means for introducing the materials to be ground into the drum at one of its ends, means for transferring the materials from one track to the next and means for discharging the ground material at the other end of the drum, drainage means for the evacuation of water being provided between the tracks.
  • the crusher shown in Figures 1 and 2 is a grinder of the ring type consisting by a drum 2 with a horizontal axis supported by one or more pairs of pads 6 allowing its rotation around its axis.
  • the drum is rotated in the direction of the arrow R by conventional means not shown. It is constituted by a ferrule whose part middle is coated on the inside with wear plates and forms a ring carrying the track grinding.
  • a roller 4 is placed inside the shell so as to roll on track 18 when the drum is rotated.
  • the roller is integral with a shaft parallel to the axis of the drum and whose ends, which are outside the drum, are mounted in bearings capable of moving in slides or supported by pivoting arms; springs or jacks act on the bearings so as to press the roller on the track with force predetermined and adjustable.
  • This assembly is conventional and the shaft and bearings have not been represented on the drawings so as not to obscure them.
  • the roller can be free or driven in rotation by a gear motor.
  • the surface of the track and the peripheral surface of the roller are cylindrical but they could be tapered or cylindrical-conical, or formed of several parts having different diameters, as described, for example, in patent No. 91 09788 in the name of the applicant.
  • the materials to be ground are introduced into the drum through a chute 20 arranged at one end of the drum; at the other end, where the crushed material is discharged, the shell is extended by a cylindrical screen 14 which is surrounded by a collector 15. Des nozzles 24 placed inside the screen 14 are used to water the crushed materials to improve the screening and possibly produce a pulp of suitable composition for a further processing.
  • This chute is fed at one of its ends, for example by a scraper device the inner surface of the screen; water injection means may be provided for facilitate the flow of refusals in the chute.
  • the crusher is equipped with a step-by-step feed device consisting of water injection nozzles 12 and a screen 8.
  • the nozzles 12, mounted on a supply pipe not shown, are arranged so that their jets are directed towards the surface of the runway to detach the layer subjects.
  • the action of the nozzles could possibly be assisted by a scraper, parallel to the center line of the drum and disposed near the surface of the track, as described in the patent n ° 91.09788 in the name of the applicant; preferably the scraper edge will not be in contact with the runway surface, but at a short distance from it, to reduce wear.
  • the screen 8 consists of a flat or curved grid and a collecting tank. It is mounted on a support 26 so as to be able to pivot about a vertical or inclined axis 28 thanks to a connecting rod-jack system not shown. It can optionally be mounted so that be able to pivot around a horizontal axis so that it is possible to modify its inclination.
  • a chute 17 allows water and fine comminuted materials to be brought into the screen 14 collected in the screen collector 8.
  • Means may be provided to communicate screen oscillations or vibrations 8.
  • the interior of the mill can be divided into five zones well defined: a grinding zone BC, a lifting zone CD, a scraping zone DE, a advance and draining zone EF and a spinning zone FB.
  • the interior of the mill can be divided into three zones: a supply zone 30, a grinding zone 31 and a discharge zone 32.
  • the coating inside the feeding and / or evacuation areas can be designed to allow evacuation of water by drainage.
  • the materials to be ground are introduced through the chute 20 into the feeding zone 30 of the drum and a layer of materials is formed in this zone the progression parallel to the axis is controlled by the advance device.
  • a ledge 21 of the drum 2 whose internal diameter is substantially equal to that of the layer of materials being on the track constitutes a dam allowing the formation of this layer.
  • the drum rotation speed is higher than the critical speed, so that the layer material is retained on the wall of the drum by centrifugal force, throughout its periphery. Part of the water contained in the materials is eventually discharged into this area by drainage.
  • the orientation and tilt of the screen are such that the downward movement of the materials on the screen is accompanied by a displacement parallel to the axis of the drum and the length is equal to a fraction of the width of the track. Adjusting the orientation of the screen controls the feed of materials to force them to undergo several grinding cycles before being removed from the crusher.
  • the action of the screen as part of the advance device step-by-step is similar to that of the deflector plates in the grinder covered by the patent 91 09788 cited above.
  • Drained materials fall from the screen on the track where they reconstitute a layer which is wrung, under the action of centrifugal force, in the zone FB, between their point of fall and the BC grinding zone.
  • the angular extent of the FB area must be at least 30 °; the relative positions of the roller 4 and the screen 8 will be chosen to meet this condition.
  • Centrifugal force also produces a classification in the spin zone particle size distribution of solid particles which improves the work of the mill.
  • the materials enter the grinding zone to start a new cycle.
  • the materials thus pass several times between the roller and the track before reaching the edge of the runway adjacent to evacuation zone 32, the number of cycles of grinding being equal to the ratio of the advance per revolution, or not, to the width of the track.
  • each fraction of the track of width equal to one step constitutes a track fictional elementary.
  • the drum On the outlet side, the drum is provided with a rim 23 whose internal diameter is approximately equal to that of the material layer.
  • This rim allows training, in the evacuation zone 32, a slope of materials which prevents an excessive amount of materials is entrained by water when the fluidity of the layer of materials found on the track is too high, and which opposes the expulsion of materials under the action of pressure roller in the grinding area.
  • Edges 21 and 23 can be designed so that that their internal diameter can be modified to adapt it to the nature and / or the behavior of the ground materials; they could, for example, be formed of rings or exchangeable segments.
  • a precompression roller 5 can be placed on the track just before the grinding zone to complete the spinning of the material layer and prevent the water pumped out by spinning above the layer of materials from reaching the grinding roller.
  • Known means will be used to regulate the pressure exerted by the roller 5 on the material layer.
  • Arrangements can be made to facilitate the evacuation of water in the area grinding: grooving of the roller, arrangement of drainage means under the plates track shielding, etc.
  • the screen 14 could be supported and driven by independently. It could, for example, rotate at a speed lower than the speed critical and be equipped with lifters or scoops to feed the recycling chute 16 with refusals.
  • the mill could have several tracks spaced axially from each other along the drum, drainage and / or wringing means being provided between the tracks.
  • the mill shown in Figure 4 has two tracks 18 'and 18 "arranged on the side and on the other side of the median plane of the drum and axially spaced from each other, and two rollers 4 ' and 4 "each driving on a track.
  • the material to be ground is brought by a chute or any other means feed not shown in the space between the two tracks where they form, under the action of centrifugal force, a layer which is brought on both tracks by devices in advance.
  • Each track is equipped with a step-by-step advance device, for example of the same type than that of the crusher of Figures 1 and 2, which ensures the movement of materials from the medium to each end of the drum.
  • a step-by-step advance device for example of the same type than that of the crusher of Figures 1 and 2, which ensures the movement of materials from the medium to each end of the drum.
  • the drum shell is extended at each end by a screen cylindrical 14 ', 14 "equipped with water injection nozzles 24', 24".
  • 15 ', 15 collectors collect water and fine grains having passed through the screens and two recycling devices 16 ', 16 "allow the rejection of the screens to be returned to the middle area of the drum.
  • each half of the shredder in Figure 4 works like the shredder in Figures 1 and 2.
  • this construction makes it possible to halve the width of the track which facilitates the evacuation of water in the spin zone.

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Description

La présente invention concerne le broyage en voie humide et les broyeurs comportant au moins un rouleau ou galet roulant sur une piste circulaire et pressé élastiquement sur celle-ci.
Dans le domaine du broyage, on connaít déjà, notamment du document EP-A-0.486.371, un broyeur dans lequel on fait avancer les matières à broyer dans un appareil de broyage en les soumettant, au fur et à mesure de leur avancement dans l'appareil, à plusieurs broyages par écrasement en couche ou lit de matières.
On connaít également, notamment du document FR-A-1.444.397, des procédés de broyage en voie humide dans des broyeurs à anneau. Il s'agit néanmoins d'un broyage grossier dans lequel la matière n'est broyée qu'une seule fois.
Les broyeurs connus du premier type défini ci-dessus, broyeur vertical ou broyeur à anneau, dans lesquels une couche multigranulaire des matières à broyer est comprimée entre le rouleau ou le galet de la piste avec une pression suffisante pour écraser les grains et provoquer leur fragmentation en grains plus petits, ne sont pas adaptés au broyage en voie humide car une teneur en eau trop élevée des matières à broyer diminue leur efficacité. En voie humide, les matières à broyer ont généralement une teneur en eau de 10 % à 60 % en poids, avec une moyenne de 30 %, qui est incompatible avec un bon rendement de broyage.
Le but de la présente invention est de permettre l'utilisation rationnelle des broyeurs de ce type pour le broyage en voie humide.
L'invention concerne ainsi un procédé de broyage de minerais ou matières minérales, dans lequel on fait avancer les matières à broyer dans un appareil de broyage en les soumettant, au fur et à mesure de leur avancement dans l'appareil, à plusieurs broyages par écrasement en couche ou lit de matières, caractérisé par le fait que, entre deux broyages successifs :
  • on ajoute de l'eau ou un autre liquide pour détruire la couche de matières et permettre de contrôler l'avancement des matières dans l'appareil de broyage et éventuellement d'assurer leur classement granulométrique, puis
  • on égoutte et/ou essore les matières de façon à réduire leur teneur en eau à moins de 20 %.
Les opérations d'égouttage et d'essorage sont effectuées à l'intérieur de l'appareil de broyage, qui est aménagé à cet effet, ce qui permet de réduire notablement le coût de l'installation en évitant l'emploi d'appareils auxiliaires et de moyens de transport entre les différents appareils.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, on utilisera un broyeur comportant une piste circulaire, divisée de manière fictive en plusieurs pistes élémentaires, ou plusieurs pistes circulaires espacées l'une de l'autre, où seront effectuées les opérations de broyage successives, des moyens pour transférer les matières d'une piste ou élément de piste au suivant, des moyens pour projeter de l'eau ou un autre liquide sur les matières pendant leur transfert d'une piste ou élément de piste au suivant, et des moyens aptes à assurer l'égouttage et/ou l'essorage des matières avant leur prochain passage sous le rouleau ou le galet. Dans un broyeur à anneau à axe horizontal les pistes seront disposées côte-à-côte.
L'ajout d'eau ou d'un autre liquide aux matières après chaque opération de broyage permet, d'une part, d'améliorer l'écoulement des matières et leur répartition en une couche d'épaisseur uniforme sur la piste et, d'autre part, d'éliminer les particules fines immédiatement après leur production ce qui rend plus efficaces les opérations de broyage ultérieures.
L'eau ou tout autre liquide peut être projeté sur les matières lorsqu'elles sont encore sur la piste, par exemple au moyen de buses alimentées sous pression qui constituent alors un des moyens de transfert des matières d'une piste ou élément de piste au suivant. En particulier, lorsque le broyeur est du type à anneau rotatif et est entraíné en rotation à une vitesse supérieure à la vitesse critique de sorte que la force centrifuge est suffisante pour maintenir une couche de matières sur toute la périphérie de la piste aménagée sur l'anneau, on pourra utiliser des buses placées à l'intérieur de l'anneau, dans sa partie supérieure et du côté ascendant, et dont les jets seront dirigés vers la piste pour détacher les matières; l'action des jets pourra être complétée par celle d'un racleur. L'essorage pourra être effectué par action de la force centrifuge dans la partie de la piste située en amont du rouleau ou du galet de broyage. Un rouleau ou un galet de précompression pourra être prévu sur la piste, immédiatement à l'avant du rouleau ou galet de broyage, pour assurer un essorage complémentaire par pression.
Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, le broyeur est du type à anneau rotatif et le dispositif d'avance des matières comporte une ou plusieurs plaques déflectrices disposées de façon à intercepter les matières détachées de la piste aménagée à l'intérieur de l'anneau et orientées de façon à les dévier dans une direction ayant une composante parallèle à l'axe de l'anneau; des moyens additionnels de pulvérisation d'eau peuvent être prévus au-dessus de la ou des plaques déflectrices pour faciliter l'écoulement des matières. En variante, la ou les plaques déflectrices peuvent être poreuses et de l'eau ou un autre liquide peut être injecté à travers la plaque pour créer un film liquide facilitant l'écoulement des matières. La ou les plaques déflectrices peuvent comporter une surface supérieure criblante et des moyens pour collecter et évacuer l'eau et les produits broyés fins traversant cette surface; elles constituent alors un moyen d'égouttage des matières grossières. Elles pourront être planes ou courbes et chaque plaque sera orientable autour d'un axe vertical et éventuellement inclinable autour d'un axe horizontal de façon à pouvoir régler la vitesse d'avance des matières à broyer et choisir le point où les matières déviées par la plaque retombent sur la piste. L'essorage des matières est effectué, sous l'action de la force centrifuge, dans la zone de la piste située entre le point où les matières déviées par la ou les plaques déflectrices retombent sur la piste et le rouleau ou le galet. De préférence, cette zone aura une étendue angulaire d'au moins 30°.
Dans le cas où la piste est formée à l'intérieur d'un tambour à axe horizontal et que des zones d'alimentation et d'évacuation sont aménagées de part et d'autre de la piste, des moyens de drainage peuvent être prévus dans ces zones pour faciliter l'évacuation de l'eau . Dans le même but, lorsque la piste est constituée par des plaques de blindage reposant sur la virole du tambour, ce qui est généralement le cas, des moyens de drainage pourront être prévus sous les plaques, dans la zone de broyage. On pourra aussi utiliser un rouleau ou un galet rainuré. A ses extrémités le tambour sera muni de rebords annulaires formant barrage et dont le diamètre intérieur sera choisi pour retenir la matière dans les zones d'alimentation et d'évacuation, respectivement, tout en permettant éventuellement l'évacuation de l'eau par débordement. Ces rebords pourront être conçus de telle sorte qu'il soit possible d'en modifier le diamètre intérieur pour régler leur hauteur (dimension radiale). Les matières retenues par ces rebords forment, au moins au niveau de la zone de broyage, un talus qui empêche les matières comprimées entre le rouleau ou le galet et la piste d'être expulsées latéralement par la pression tout en permettant l'évacuation de l'eau en partie à travers ledit talus, si la zone d'alimentation, respectivement d'évacuation, est munie de moyens de drainage, et en partie par débordement au-dessus du talus.
Un crible rotatif, à axe horizontal, peut être disposé à la sortie du broyeur pour trier les produits broyés. Les refus du crible rotatif pourront être ramenés sur la piste ou à l'entrée du broyeur par un dispositif de recyclage interne comportant un conduit disposé à l'intérieur du broyeur, transversalement à la piste, des moyens pour alimenter ledit conduit avec les refus du crible et éventuellement des moyens pour faciliter l'écoulement des refus dans le conduit. Le crible pourra être solidaire du corps du broyeur ou supporté et entraíné par des moyens individuels. Des moyens d'injection d'eau pourront être prévus dans le crible rotatif pour faciliter l'évacuation des produits broyés et éventuellement reconstituer avec ceux-ci une pulpe ayant la composition appropriée à un traitement ultérieur.
Selon une première variante, le broyeur comporte deux pistes axialement espacées l'une de l'autre à l'intérieur d'un tambour à axe horizontal, deux rouleaux ou galets aptes à rouler chacun sur une piste, des moyens pour amener les matières à broyer dans le tambour, entre les deux pistes, et des moyens pour évacuer les matières broyées aux deux extrémités du tambour.
Selon une autre variante, le broyeur comporte plusieurs pistes axialement espacées l'une de l'autre à l'intérieur d'un tambour à axe horizontal, plusieurs rouleaux ou galets aptes à rouler chacun sur une piste, des moyens pour introduire les matières à broyer dans le tambour à une de ses extrémités, des moyens pour transférer les matières d'une piste à la suivante et des moyens pour évacuer les matières broyées à l'autre extrémité du tambour, des moyens de drainage pour l'évacuation de l'eau étant prévus entre les pistes.
La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, une forme de réalisation préférée de l'invention et deux variantes. Sur ces dessins :
  • La figure 1 est une représentation schématique, en coupe transversale, d'un broyeur réalisé conformément à l'invention ;
  • La figure 2 est une coupe suivant A-A' du broyeur de la figure 1, le rouleau et l'équipement intérieur du broyeur étant représentés en élévation;
  • La figure 3 est une vue analogue à la figure 1 d'une variante; et
  • La figure 4 est une vue analogue à la figure 2 d'une autre variante.
    • Le broyeur représenté sur les figures 1 et 2 est un broyeur du type à anneau constitué par un tambour 2 à axe horizontal supporté par une ou plusieurs paires de patins 6 permettant sa rotation autour de son axe. Le tambour est entraíné en rotation dans le sens de la flèche R par des moyens classiques non représentés. Il est constitué par une virole dont la partie médiane est revêtue intérieurement de plaques d'usure et forme un anneau portant la piste de broyage.
    Un rouleau 4 est placé à l'intérieur de la virole de façon à rouler sur la piste 18 lorsque le tambour est entraíné en rotation. Le rouleau est solidaire d'un arbre parallèle à l'axe du tambour et dont les extrémités, qui se trouvent à l'extérieur du tambour, sont montées dans des paliers aptes à se déplacer dans des glissières ou supportés par des bras pivotant ; des ressorts ou des vérins agissent sur les paliers de façon à presser le rouleau sur la piste avec une force prédéterminée et réglable. Ce montage est classique et l'arbre et les paliers n'ont pas été représentés sur les dessins pour ne pas les obscurcir. Le rouleau peut être libre ou entraíné en rotation par un moto-réducteur.
    Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 1 et 2, la surface de la piste et la surface périphérique du rouleau sont cylindriques mais elles pourraient être tronconiques ou cylindres-coniques, ou formées de plusieurs parties ayant des diamètres différents, comme décrit, par exemple, dans le brevet n° 91 09788 au nom du demandeur.
    Les matières à broyer sont introduites dans le tambour par une goulotte 20 disposée à une extrémité du tambour ; à l'autre extrémité, où les matières broyées sont évacuées, la virole est prolongée par un crible cylindrique 14 qui est entouré par un collecteur 15. Des buses 24 placées à l'intérieur du crible 14 permettent d'arroser les matières broyées pour améliorer le criblage et éventuellement produire une pulpe de composition adéquate pour un traitement ultérieur.
    Une goulotte 16 disposée dans le tambour, transversalement à la piste, avec une pente appropriée, permet de renvoyer les refus du crible dans la zone d'alimentation du broyeur. Cette goulotte est alimentée à une de ses extrémités, par exemple par un dispositif de raclage de la surface intérieure du crible; des moyens d'injection d'eau pourront être prévus pour faciliter l'écoulement des refus dans la goulotte.
    Le broyeur est équipé d'un dispositif d'avance pas-à-pas des matières constitué par des buses d'injection d'eau 12 et un crible 8.
    Les buses 12, montées sur un tuyau d'alimentation non représenté, sont disposées de telle sorte que leurs jets soient dirigés vers la surface de la piste pour en détacher la couche des matières. L'action des buses pourrait éventuellement être assistée par un racleur, parallèle à l'axe du tambour et disposé près de la surface de la piste, comme décrit dans le brevet n° 91.09788 au nom du demandeur ; de préférence, l'arête du racleur ne sera pas en contact avec la surface de la piste, mais à une faible distance de celle-ci, pour réduire l'usure.
    Le crible 8 est constitué par une grille plane ou courbe et un bac collecteur. Il est monté sur un support 26 de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical ou incliné 28 grâce à un système bielle-vérin non représenté. Il peut éventuellement être monté de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal pour qu'il soit possible de modifier son inclinaison. Une goulotte 17 permet d'amener dans le crible 14 l'eau et les matières broyées fines recueillies dans le collecteur du crible 8. Des moyens peuvent être prévus pour communiquer des oscillations ou des vibrations au crible 8.
    Vu en coupe transversale, l'intérieur du broyeur peut être divisé en cinq zones bien définies : une zone de broyage BC, une zone de relevage CD, une zone de raclage DE, une zone d'avance et d'égouttage EF et une zone d'essorage FB.
    En coupe longitudinale, l'intérieur du broyeur peut être divisé en trois zones : une zone d'alimentation 30, une zone de broyage 31 et une zone d'évacuation 32. Le revêtement intérieur des zones d'alimentation et/ou d'évacuation peut être conçu pour permettre l'évacuation de l'eau par drainage.
    En fonctionnement, les matières à broyer sont introduites par la goulotte 20 dans la zone d'alimentation 30 du tambour et il se forme dans cette zone une couche de matières dont la progression parallèlement à l'axe est commandée par le dispositif d'avance. Un rebord 21 du tambour 2 dont le diamètre intérieur est sensiblement égal à celui de la couche des matières se trouvant sur la piste constitue un barrage permettant la formation de cette couche. La vitesse de rotation du tambour est supérieure à la vitesse critique ,de telle sorte que la couche des matières soit retenue sur la paroi du tambour par la force centrifuge, sur toute sa périphérie. Une partie de l'eau contenue dans les matières est éventuellement évacuée dans cette zone par drainage.
    Si l'on considère un volume élémentaire de la couche des matières se trouvant sur la piste, par exemple à l'extrémité amont de la zone de broyage BC, il est d'abord soumis à un broyage par compression entre le rouleau 4 et la piste 18 puis, en restant plaqué sur la piste par la force centrifuge, il est relevé jusqu'à la zone de raclage où il est détaché de la piste et désagrégé par les jets d'eau émis par les buses 12. Les grains de matière qui constituent ce volume élémentaire, tombent alors sur le crible 8 où l'eau et les grains suffisamment fins traversent la surface criblante, sont recueillies par le collecteur et amenés au crible rotatif 14 par la goulotte 17, tandis que les grains plus gros glissent le long du crible.
    L'orientation et l'inclinaison du crible sont tels que le déplacement vers le bas des matières sur le crible s'accompagne d'un déplacement parallèle à l'axe du tambour et dont la longueur est égale à une fraction de la largeur de la piste. Le réglage de l'orientation du crible permet de contrôler l'avance des matières pour les obliger à subir plusieurs cycles de broyage avant d'être évacuées du broyeur. L'action du crible en tant qu'élément du dispositif d'avance pas-à-pas est assimilable à celle des plaques déflectrices dans le broyeur objet du brevet 91 09788 cité plus haut.
    Les matières égouttées tombent du crible sur la piste où elles reconstituent une couche qui est essorée, sous l'action de la force centrifuge, dans la zone FB, entre leur point de chute et la zone de broyage BC. Pour réaliser un bon essorage, l'étendue angulaire de la zone FB devra être d'au moins 30° ; les positions relatives du rouleau 4 et du crible 8 seront choisies pour satisfaire à cette condition.
    La force centrifuge produit aussi dans la zone d'essorage un classement granulométrique des particules solides ce qui améliore le travail du broyeur.
    En quittant la zone d'essorage, les matières pénètrent dans la zone de broyage pour entamer un nouveau cycle. Les matières passent ainsi plusieurs fois entre le rouleau et la piste avant d'atteindre le bord de la piste adjacent à la zone d'évacuation 32, le nombre des cycles de broyage étant égal au rapport de l'avance par tour, ou pas, à la largeur de la piste. On peut considérer que chaque fraction de la piste de largeur égale à un pas constitue une piste élémentaire fictive.
    Lorsque les matières arrivent dans la zone d'évacuation elles sont déviées par le crible 8 vers le crible rotatif 14. Les grains des matières broyées dont les dimensions sont supérieures à celles des ouvertures du crible 14 sont ramenées à l'entrée du broyeur par le dispositif de recyclage interne 16. Les grains fins et l'eau sont évacués en 22.
    Côté sortie, le tambour est muni d'un rebord 23 dont le diamètre intérieur est approximativement égal à celui de la couche des matières. Ce rebord permet la formation, dans la zone d'évacuation 32, d'un talus de matières qui évite qu'une quantité excessive de matières soit entraínée par l'eau lorsque la fluidité de la couche des matières se trouvant sur la piste est trop élevée, et qui s'oppose à l'expulsion des matières sous l'action de la pression du rouleau dans la zone de broyage. Les rebords 21 et 23 pourront être conçus de telle sorte que leur diamètre intérieur puisse être modifié pour l'adapter à la nature et/ou au comportement des matières broyées ; ils pourront, par exemple, être formés d'anneaux ou segments échangeables.
    Comme représenté sur la figure 3, un rouleau de précompression 5 pourra être placé sur la piste juste avant la zone de broyage pour compléter l'essorage de la couche des matières et éviter que l'eau refoulée par essorage au-dessus de la couche des matières n'atteigne le rouleau de broyage. Des moyens connus seront utilisés pour régler la pression exercée par le rouleau 5 sur la couche des matières.
    Des dispositions peuvent être prises pour faciliter l'évacuation de l'eau dans la zone de broyage: rainurage du rouleau, agencement de moyens de drainage sous les plaques de blindage de la piste, etc..
    Au lieu d'être solidaire du tambour 2 le crible 14 pourrait être supporté et entraíné de manière indépendante. Il pourrait, par exemple, tourner à une vitesse inférieure à la vitesse critique et être équipé de releveurs ou d'écopes permettant d'alimenter la goulotte de recyclage 16 avec les refus.
    Au lieu de comporter une seule piste divisée fictivement en pistes élémentaires, le broyeur pourrait comporter plusieurs pistes espacées axialement l'une de l'autre le long du tambour, des moyens de drainage et/ou d'essorage étant prévus entre les pistes.
    Le broyeur représenté sur la figure 4 comporte deux pistes 18' et 18" disposées de part et d'autre du plan médian du tambour et axialement espacées l'un de l'autre, et deux galets 4' et 4" roulant chacun sur une piste.
    Les matières à broyer sont amenées par une goulotte ou tout autre moyen d'alimentation non représenté dans l'espace entre les deux pistes où elles forment, sous l'action de la force centrifuge, une couche qui est amenée sur les deux pistes par des dispositifs d'avance.
    Chaque piste est équipée d'un dispositif d'avance pas-à-pas, par exemple du même type que celui du broyeur des figures 1 et 2, qui assure le déplacement des matières du milieu vers chaque extrémité du tambour. Ces dispositifs n'ont pas été représentés sur la figure 4.
    La virole du tambour est prolongée à chacune de ses extrémités par un crible cylindrique 14', 14" équipé de buses d'injection d'eau 24', 24". Des collecteurs 15', 15" recueillent l'eau et les grains fins ayant traversé les cribles et deux dispositifs de recyclage 16', 16" permettent de renvoyer les refus des cribles dans la zone médiane du tambour.
    Chaque moitié du broyeur de la figure 4, fonctionne comme le broyeur des figures 1 et 2. Pour une même capacité de production, cette construction permet de diviser par deux la largeur de la piste ce qui facilite l'évacuation de l'eau dans la zone d'essorage.
    De nombreuses modifications peuvent être apportées aux formes de réalisation décrites par l'emploi de moyens techniques équivalents et il est bien entendu que ces modifications entrent dans le cadre de l'invention comme défini par les revendications.

    Claims (19)

    1. Procédé de broyage de minerais ou matières minérales dans lequel on fait avancer les matières à broyer dans un appareil de broyage en les soumettant, au fur et à mesure de leur avancement dans l'appareil, à plusieurs broyages par écrasement en couche ou lit de matières, caractérisé par le fait qu'entre deux broyages successifs :
      on ajoute de l'eau ou un autre liquide pour détruire la couche de matières et permettre de contrôler l'avancement des matières dans l'appareil de broyage et éventuellement d'assurer leur classement granulométrique, puis
      on égoutte et/ou essore les matières de façon à réduire leur teneur en eau à moins de 20 %.
    2. Broyeur pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une piste circulaire (18, 18', 18"), divisible fictivement en plusieurs éléments, ou plusieurs pistes circulaires où sont effectuées les opérations de broyage successives, un ou plusieurs rouleaux ou galets (4, 4', 4") aptes à rouler sur cette piste ou ces pistes et pressés élastiquement sur celles-ci et des moyens (8, 12) pour transférer les matières d'une pisté ou élément de piste au suivant, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens (12) pour projeter de l'eau ou un autre liquide sur les matières pendant leur transfert d'une piste ou élément de piste au suivant, et des moyens aptes à assurer l'égouttage et/ou l'essorage des matières avant leur prochain passage sous un rouleau ou un galet.
    3. Broyeur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des buses (12) aptes à projeter de l'eau ou un autre liquide sous pression sur le lit de matières formé sur la ou les pistes (18), ces buses constituant en outre un des moyens pour transférer les matières d'une piste ou élément de piste au suivant.
    4. Broyeur selon la revendication 3, constitué par au moins un anneau rotatif, à axe horizontal, au moins un rouleau ou galet (4) placé à l'intérieur dudit anneau, de façon à pouvoir rouler sur la piste (18) constituée par la face intérieure de l'anneau, et pressé élastiquement sur celle-ci, des moyens pour amener les matières à broyer sur la piste, un dispositif d'avance pas-à-pas des matières comprenant des moyens pour déplacer axialement vers l'aval les matières détachées de la piste et les renvoyer sur celle-ci pour être soumises à un autre cycle de broyage, et des moyens pour évacuer les matières broyées, le dispositif d'avance des matières comportant des moyens pour détacher les matières de la piste constitués par lesdites buses (12) placées à l'intérieur de l'anneau, dans sa partie supérieure et du côté ascendant, et dont les jets sont dirigés vers la surface de la piste.
    5. Broyeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour détacher les matières de la piste comportent en outre un racleur disposé transversalement à la piste, en aval des dites buses, en considérant le sens de rotation de l'anneau.
    6. Broyeur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le dispositif d'avance des matières comporte au moins une plaque déflectrice (8) disposée de façon à intercepter les matières détachées de la piste, et en ce que cette plaque est perméable.
    7. Broyeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la ou les plaques déflectrices (8) sont constituées par des cribles plans ou courbes et en ce que des moyens (17) sont prévus pour collecter l'eau et la fraction des matières ayant traversé le crible et les évacuer.
    8. Broyeur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la plaque déflectrice (8) ou chacune d'entre elles est orientable par rotation autour d'un axe sensiblement vertical (28).
    9. Broyeur selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que la plaque déflectrice ou chacune d'entre elles est inclinable par rotation autour d'un axe sensiblement horizontal.
    10. Broyeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une zone d'essorage des matières (FB), entre le point où les matières détachées par le dispositif d'avance retombent sur la piste et la zone de broyage (BC), et en ce que cette zone d'essorage a une étendue angulaire d'au moins 30°.
    11. Broyeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un rouleau ou galet de précompression (5) placé sur la piste (18) immédiatement à l'avant du rouleau ou galet de broyage (4) pour assurer l'essorage des matières par pression.
    12. Broyeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce qu'il est constitué par un tambour (2) à axe horizontal dont l'intérieur est divisé, de l'entrée à la sortie, en une zone d'alimentation (30), une zone de broyage (31) occupée par la piste (18), et une zone d'évacuation (32), et en ce que la zone d'alimentation et/ou la zone d'évacuation sont munies de moyens de drainage.
    13. Broyeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte un crible rotatif (14) disposé coaxialement à l'anneau, du côté de la sortie des matières broyées.
    14. Broyeur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de recyclage interne (16) apte à transporter les refus du crible rotatif (14) vers la zone d'alimentation (30) du broyeur.
    15. Broyeur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit tambour (2) est muni d'un rebord annulaire (21, 23) à chacune de ses extrémités.
    16. Broyeur selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits rebords (21, 23) sont conçus de telle sorte qu'on puisse modifier leur diamètre intérieur.
    17. Broyeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte deux pistes (18', 18") axialement espacées l'une de l'autre à l'intérieur d'un tambour (2) à axe horizontal, deux rouleaux ou galets (4', 4") aptes à rouler chacun sur une piste, des moyens pour amener les matières à broyer dans le tambour, entre les deux pistes, et deux cribles rotatifs (14', 14")disposés chacun à une extrémité du tambour.
    18. Broyeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs pistes axialement espacées l'une de l'autre à l'intérieur d'un tambour à axe horizontal, plusieurs rouleaux ou galets aptes à rouler chacun sur une piste, des moyens pour introduire les matières à broyer dans le tambour à une de ses extrémités, des moyens pour transférer les matières d'une piste à la suivante, et des moyens pour évacuer les matières broyées à l'autre extrémité du tambour, et en ce que des moyens de drainage pour l'évacuation de l'eau sont prévus entre les pistes.
    19. Broyeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 18, caractérisé en ce que la surface périphérique du ou des rouleaux ou galets est rainurée.
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