FR3020971A1 - Procede et dispositif de traitement de minerai contenant des particules ferromagnetiques. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de traitement d'un minerai (19) contenant des particules (20) de matériaux ferromagnétiques, dans lequel on alimente le minerai gravitairement en partie haute d'un cylindre (6) rotatif de séparation magnétique et on récupère en partie basse (48) les particules (20) ferromagnétiques ainsi séparées du reste du minerai (19). Pour ce faire on les attire sur la surface du cylindre (6) en les soumettant au fur et à mesure de leur rotation avec le cylindre à une succession de champs magnétiques uniformes rapprochés créés entre les pôles positifs (13) et négatifs (14) respectifs d'aimants (11, 11') droits permanents adjacents en forme de barreau de largeur L inférieure à 4 cm, parallèles à l'axe du cylindre rotatif, et disposés tangent iellement, par rapport à un support (9) fixe interne audit cylindre (6) rotatif, le pôle négatif (14) d'un aimant (11, 11') étant en vis à vis du pôle positif (13) de l'aimant adjacent (11, 11'), les champs magnétiques étant chacun d'une intensité d'une première valeur déterminée comprise entre 0,1 T et 0,4 T.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE MINERAI CONTENANT DES PARTICULES FERROMAGNETIQUES. La présente invention concerne un procédé de traitement d'un minerai contenant des particules de matériaux ferromagnétiques dans lequel on alimente le minerai gravitairement en partie haute d'un cylindre rotatif de séparation magnétique et on récupère en partie basse les particules ferromagnétiques ainsi séparées. Elle concerne également un dispositif de traitement d'un minerai par séparation magnétique. Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine de l'extraction du minerai de fer se présentant sous forme de magnétite à l'état naturel dans les terres sableuses (notamment connu sous la dénomination Placeri : fer en particules fines ou paillettes). Le fer est en particulier à la base de la 20 fabrication de l'acier dont la consommation augmente régulièrement depuis de nombreuses décennies. Or la qualité de l'acier et son coût de production sont directement liés au taux de pureté en fer du minerai traité. 25 Ainsi, il est admis que pour obtenir un acier de qualité de façon rentable, il est nécessaire d'utiliser un minerai de concentration en fer 60% en poids. Une concentration plus faible nécessite notamment 30 de chauffer l'ensemble plus fortement lors de la fabrication de l'acier, du fait des impuretés présentes, ce qui entraine un surcoût énergétique et une aggravation de la pollution environnementale importante due notamment au temps supplémentaire de chauffe. Ce taux de pureté est lié à la richesse intrinsèque des sols exploités et à la qualité et la 5 performance des procédés d'extraction et de séparation utilisés. Or la richesse des sols exploités diminue dans le monde, les mines les plus rentables étant en cours d'épuisement. 10 Il est donc plus que jamais nécessaire d'améliorer la qualité et la performance des procédés de séparation permettant d'augmenter le taux de pureté. Pour ce faire on connaît notamment des procédés de séparation magnétique à alimentation gravitaire 15 Les plus connus consistent à remplir le cylindre fixe interne du séparateur avec des aimants de type céramique puissants (supérieur à 3 Teslas) de grande largeur sur la partie utile du cylindre. On connaît aussi un dispositif de séparation 20 magnétique comprenant un tambour alimenté gravitairement en minerai, comportant sur une première partie de sa périphérie externe un premier aimant permanent d'une forte puissance (> 0,5 T) et sur une deuxième partie de sa périphérie un deuxième 25 aimant d'une puissance plus faible. On connaît également un dispositif (UK 2.074.472) comprenant un électroaimant suivi par une suite d'aimants permanents alternés disposés cylindriquement. 30 Ces dispositifs présentent des inconvénients. Ils sont en effet d'une efficacité moyenne et requièrent de ce fait et en général plusieurs passages du minerai à traiter sur le dispositif de séparation, pour atteindre une concentration acceptable. De plus, ils ne permettent pas de récupérer certaines des particules ferreuses comprises dans 5 et/ou avec les grains de minerai initial, car trop éloignées et/ou enrobées dans une gangue de matériau non magnétique. Ces particules ne peuvent dès lors pas être atteintes par l'aimantation et sont de ce fait éjectées avec les déchets terreux, d'où des 10 pertes inévitables. En outre, ces dispositifs imposent des structures de tailles importantes, présentant de ce fait un impact néfaste sur l'environnement (grande surface au sol occupée, nombreux déplacements d'un point à un 15 autre pour effectuer les différentes étapes du traitement, etc...). Elles génèrent également une grande consommation énergétique. La présente invention vise à fournir un procédé et un dispositif répondant mieux que ceux antérieurement 20 connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle diminue notablement, par exemple par deux ou trois, les consommations d'énergie, à efficacité égale, en ce qu'elle réduit considérablement la surface au sol nécessaire au dispositif, lui 25 permettant de ce fait et par exemple d'être mobile. Avec l'invention il est possible d'obtenir un taux de pureté élevé (> 50 %) à partir d'un minerai relativement peu chargé, par exemple 15 %, par un seul passage du minerai, et ce avec un faible taux de 30 perte et ce même si le minerai est initialement humide. Le dispositif est ainsi d'un haut rendement tout en étant plus écologique.

Pour ce faire l'invention part tout d'abord du fait que des particules ferromagnétiques s'aimantent naturellement dès qu'elles sont soumises à un champ magnétique.

Elle part ensuite de l'idée que pour libérer les particules ferromagnétiques de leur gangue de silice (particule(s) ferromagnétique(s) + gangue = grain) et/ou constituée d'autres minéraux notamment de type quartz et/ou des particules non ferromagnétiques (ici 10 particule non ferromagnétique = grain) adjacentes, il faut les soumettre à des chocs suffisants pour casser les agrégats et/ou les éléments agglomérés les uns aux autres. Pour ce faire elle va les soumettre à des chocs 15 successifs, extrêmement rapprochés les uns des autres, au fur et à mesure de la rotation du séparateur, ce qui va autoriser ainsi une excellente séparation et permettre la récupération des particules ferromagnétiques en obtenant des taux de 20 pureté exceptionnels (par rapport à ceux obtenus avec un séparateur de l'art antérieur avec le même minerai). Pour générer ces chocs multiples, tout en gardant les particules en contact par aimantation avec le 25 séparateur jusqu'à leur éjection en partie basse, l'invention prévoit une configuration spécifique des aimants du séparateur, ceux-ci étant disposés et agencés pour faire effectuer aux particules magnétiques et/ou aux grains les contenant des petits 30 sauts d'un aimant à l'autre obtenus par attraction/répulsion successives des particules ferromagnétiques faiblement magnétisées entre pôles négatif (pôle nord) et positif (pôle sud) d'un même aimant, puis avec le pôle opposé de l'aimant immédiatement adjacent et ainsi de suite. De façon surprenante ces tressautements vont permettre de secouer les particules ferromagnétiques suffisamment pour entrainer cette libération y compris en présence de minerai humide, ce qui n'est pas possible avec les dispositifs de l'art antérieur. Dans ce but, l'invention propose notamment un procédé de traitement d'un minerai contenant des particules de matériaux ferromagnétiques, dans lequel on alimente le minerai gravitairement en partie haute d'un cylindre rotatif de séparation magnétique et on récupère en partie basse lesdites particules ferromagnétiques ainsi séparées, caractérisé en ce que pour séparer magnétiquement les particules du reste du minerai, on les attire sur la surface du cylindre en les soumettant au fur et à mesure de leur rotation avec le cylindre à une succession de champs magnétiques uniformes rapprochés créés entre les pôles positifs et négatifs respectifs d'aimants droits permanents adjacents en forme de barreau de largeur L inférieure à 4 cm, parallèles à l'axe du cylindre rotatif, et disposés tangentiellement par rapport à un support fixe interne audit cylindre rotatif, le pôle négatif d'un aimant étant en vis à vis du pôle positif de l'aimant adjacent, les champs magnétiques étant chacun d'une intensité d'une première valeur déterminée comprise entre 0, 1 T (1 000 Gauss) et 0, 4 T (4 000 Gauss).

En d'autres termes, les barreaux sont disposés de façon à ce que pour chaque aimant, leurs pôles positif et négatif soient situés dans un même plan, tangentiel par rapport à un support cylindrique, et non radialement par rapport aux cylindres fixes et rotatifs. Grâce à cette disposition particulière des aimants, et du fait de la succession entre pôles 5 positif et négatif d'une même barre d'aimant puis entre deux aimants adjacents, au fur et à mesure de la rotation du séparateur, on génère une suite de petits sauts et de chocs des grains et/ou particules entre elles et sur le cylindre rotatif, rendant de 10 façon inattendue le processus de séparation extraordinairement efficace. Avantageusement la largeur L est comprise entre 1 cm et 4 cm par exemple entre 2 et 3 cm par exemple 3 cm. 15 Dans des modes de réalisation avantageux on a en outre et/ou de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - avant traitement, on détermine le diamètre équivalent moyen d des grains de minerai à traiter et 20 on dimensionne la largeur L des barreaux de sorte que L soit égale ou sensiblement égale à 3d. _ _ Par sensiblement égale on entend par exemple égale ± 10 %. En d'autres termes, pour un diamètre équivalent d 25 de grains (également parfois appelés ci-après particules sans l'adjectif ferromagnétique) du minerai extrait, on choisira donc une largeur L des barreaux telle que L = 3d, ce qui permet d'optimiser le nombre de sauts des grains contenant, et/ou 30 attenant à, des particules ferromagnétiques lors de la rotation, le grain et/ou la ou les particules ferromagnétiques sautant successivement d'un pôle sud d'un barreau au pôle opposé du même barreau, puis au pôle encore opposé du barreau directement adjacent et ainsi de suite. Ces différents sauts et trésautements permettent en fait aux grains de se séparer et/ou de se libérer des particules ferromagnétiques ; Ainsi et par exemple pour une granulométrie moyenne de minerai de 1 cm, L = 3 cm. La largeur L de l'aimant est donc ici déterminée pour le besoin d'effectuer deux sauts (jumps en langue anglo-saxonne entre les pôles N-S-N etc...). - avant traitement, on détermine la teneur en FeO du minerai à traiter et on dimensionne l'épaisseur e _ des barreaux (avantageusement constitués en Néodyme 35 ou 42) à partir de ladite teneur en FeO, pour obtenir la valeur déterminée de l'intensité 15 magnétique recherchée. En d'autres termes, la puissance des aimants est dimensionnée à partir de la masse moyenne et de la puissance électromagnétique moyenne des particules à séparer, celle-ci étant fonction de la teneur en FeO 20 du minerai à extraire de façon connue en elle-même par l'homme du métier. On notera que la teneur est classiquement comprise entre 7% et 22 % dans le minerai de fer que l'on trouve dans la nature. En fonction de l'aimant 25 utilisé, par exemple du Néodyme 35 ou 42, et de la teneur en FeO, on jouera donc sur l'épaisseur du barreau. On a ainsi pu obtenir d'excellents résultats avec une épaisseur de 20 millimètres de Néodyme 35 pour un 30 minerai dont la teneur en FeO est comprise entre 15 et 22 %. Au-dessus, l'épaisseur peut être diminuée à 15 mm. - les barreaux étant de section rectangulaire, on les fixe sur un support interne cylindrique de sorte que les arêtes inférieures de deux barreaux adjacents soient séparées l'une de l'autre d'une distance x. - Avantageusement la distance x est inférieure ou égale à la taille maximum (longueur, largeur ou diamètre équivalent) d'une particule ferromagnétique. Pour une paillette de fer, on a par exemple pour un site déterminé, x = 0,110 mm ; - le support interne est de diamètre compris entre 30 et 60 cm, et avantageusement de l'ordre de 35 cm. Autrement dit le cylindre est de petit diamètre par rapport aux cylindres séparateurs de l'art antérieur, qui sont de l'ordre de 3 à 5 fois plus 15 grands. Ceci permet d'obtenir un angle a entre faces adjacentes de deux barreaux adjacents de valeur suffisante pour permettre un bon décollement des particules ferromagnétiques d'un barreau à l'autre 20 lors de la rotation. La distance entre les arêtes des faces inférieures étant de l'ordre du diamètre équivalent des particules à extraire (paillettes de fer), celle entre les arêtes des faces supérieures est fonction 25 de l'épaisseur des aimants et de l'angle a. L'homme du métier va quant à lui dimensionner aisément en fonction des contraintes et des caractéristiques du minerai à traiter, les paramètres du cylindre et/ou des barreaux, sachant que le 30 résultat à atteindre est un fonctionnement avec le nombre maximum possible de sauts répétitifs d'un même grain et/ou d'une même particule ferromagnétique tout d'abord sur le même aimant, puis avec l'aimant adjacent, successivement et ainsi de suite ; - la première valeur déterminée est supérieure à 0,1 T (Tesla) et inférieure à 0,3 T, avantageusement supérieure à 0,15 T et inférieure à 0,28 T ; on applique au moins deux séries de champs magnétiques uniformes d'intensités différentes sur deux secteurs du cylindre rotatif correspondants ; on utilise des premiers champs magnétiques successifs d'une première intensité (ou compris dans une première plage d'intensités) sur une première partie du séparateur rotatif pour trier les particules ou éléments ferromagnétiques des grains de minerai non magnétisés et des deuxièmes champs magnétiques d'une deuxième intensité (ou compris dans une deuxième plage d'intensités) inférieure à la première intensité (ou aux intensités de la première plage d'intensité) sur une deuxième partie du séparateur rotatif, pour trier les éléments ferromagnétiques entre eux en fonction d'un premier critère de propriétés magnétiques. Par critère de propriété magnétique on entend essentiellement la teneur en FeO et/ou en capacité de magnétisation dans le cas d'un autre type de particules ferromagnétiques, c'est à dire en fait et essentiellement le taux de pureté du minerai obtenu après séparation. Il est ainsi possible d'obtenir, au cours d'une même opération, un premier taux d'enrichissement de 40 % dans un premier bac ou réceptacle, puis un second taux par exemple de 65 % dans un second réceptacle ; - la première intensité magnétique (ou les valeurs de la première plage d'intensités) est/sont supérieure(s) à 0,2 Tesla et la deuxième intensité (ou les valeurs de la deuxième plage d'intensités) comprise(s) entre 0,12 et 0,2 Tesla ; - on utilise des troisièmes champs magnétiques 5 d'une troisième intensité (ou compris dans une plage d'intensités) inférieure à la deuxième intensité (ou plage d'intensités) sur une troisième partie du support fixe du séparateur, pour trier les éléments ferromagnétiques en fonction d'un second critère de 10 propriétés magnétiques, pour continuer à piéger les éléments plus fortement aimantés et laisser tomber ceux moins fortement aimantés ; - on injecte latéralement et parallèlement à l'axe de rotation, de l'air sur le séparateur en amont de 15 sa partie basse, pour augmenter le décollement du minerai non attiré par les aimants lors de la rotation du séparateur ; - on injecte de l'eau sous pression sur la face externe du cylindre rotatif, par exemple dans le sens 20 inverse de rotation, en partie inférieure et longitudinalement par rapport au cylindre. Grâce à une ligne de jet sous pression par exemple à une pression supérieure à 10 bars, par exemple 15 bars on augmente ainsi la séparation des particules 25 ferromagnétiques par rapport au reste du minerai. L'invention propose également un dispositif mettant en oeuvre le procédé décrit ci-dessus. Elle propose aussi un dispositif de traitement d'un minerai contenant des particules de matériaux 30 ferromagnétiques, comportant une trémie d'alimentation gravitaire du minerai, un cylindre rotatif de séparation magnétique situé à l'aplomb vertical de ladite trémie et au moins un bac de récupération en partie basse du séparateur desdites particules ferromagnétiques ainsi séparées, le séparateur comportant un tambour cylindrique externe mobile en rotation autour d'un axe horizontal et un support cylindrique fixe interne au tambour, caractérisé en ce que ledit support fixe comporte une première portion de surface supérieure munie d'au moins une première série d'aimants droits permanents adjacents en forme de barreau de largeur L inférieure à 4 cm, disposés parallèlement à l'axe horizontal de rotation et tangentiellement par rapport audit support, le pôle négatif d'un aimant étant en vis à vis du pôle positif de l'aimant adjacent, les champs magnétiques générés par lesdits barreaux adjacents étant chacun d'une intensité magnétique d'une première valeur déterminée comprise entre 0,1 T et 0,4 T, avantageusement comprise entre 0,12 T et 0,28 T Dans des modes de réalisation avantageux, on a de 20 plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - les barreaux sont de section rectangulaire inférieure à 16 cm2, par exemple inférieure à 12 cm2 par exemple inférieure ou égale à 10 cm2, par exemple 25 6 cm2; - les particules ou grains de minerai étant de diamètre moyen équivalent d, la largeur L = 3d ; - les barreaux sont d'épaisseur e comprise entre _ 1,5 et 2,5 cm, avantageusement 2 cm ; 30 - les barreaux étant de section rectangulaire, ils sont fixés sur le support interne de sorte que les arêtes inférieures de deux barreaux adjacents sont séparées l'une de l'autre d'une distance x ; - le support interne est de diamètre compris entre 30 et 60 cm, avantageusement inférieur à 40 cm avantageusement de 35 cm ; - le support cylindrique fixe comprend ladite première portion munie de barreaux adjacents parallèles pour générer des premiers champs magnétiques d'une première intensité (ou compris dans une première plage d'intensités) sur une première partie du séparateur rotatif, pour trier les particules ou éléments ferromagnétiques des grains de minerai non magnétisé associé à un premier bac de récupération, et une deuxième portion munie d'une deuxième série de barreaux adjacents pour générer des deuxièmes champs magnétiques d'une deuxième intensité (ou compris dans une deuxième plage d'intensités) inférieure à la première intensité (ou aux intensités de la première plage d'intensités) associé à un deuxième bac de récupération, pour trier les éléments ferromagnétiques entre eux en fonction d'un premier critère de propriétés magnétiques ; - le support fixe comporte une troisième portion munie de barreaux adjacents pour générer des troisièmes champs magnétique d'une troisième intensité (ou compris dans une troisième plage d'intensités) inférieure à la deuxième intensité (ou aux intensités de la deuxième plage d'intensités), associé à un troisième bac de récupération pour trier les éléments ferromagnétiques en fonction d'un second critère de propriétés magnétiques ; - la première intensité (ou les valeurs des intensités de la première plage d'intensités) est/sont supérieure(s) à 0,15 T et inférieure(s) à 0,28 T ; - la première intensité (ou les valeurs des intensités de la première phase d'intensités) est/sont supérieure(s) à 0,2 Tesla et/ou la deuxième intensité (ou les valeurs d'intensités de la deuxième plage d'intensités) est/sont comprise(s) entre 0,12 et 0,2 Tesla ; - la ou les portions de supports porteuses d'aimants s'étendent sur un arc de cercle de longueur supérieure à 50% de la périphérie du support ; - le dispositif comprend de plus des moyens d'injection d'eau et/ou d'air comprimé sur la partie basse du tambour ; - le dispositif est monté sur une plateforme mobile et le cylindre rotatif comporte des moyens de motorisation dudit cylindre en rotation comprenant un automate programmable comportant des moyens de commande de la vitesse, de l'accélération, et de la décélération desdits moyens de motorisation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 20 description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un 25 dispositif partiel illustrant le procédé mis en oeuvre selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici. La figure 2 donne une vue agrandie partielle en perspective du support cylindrique fixe interne muni 30 de barreaux d'aimants selon le mode de réalisation de la figure 1. La figure 2A montre un détail de la disposition des barreaux de la figure 2.

La figure 3 illustre le principe de séparation par sautillement mis en oeuvre dans le mode de réalisation de l'invention de la figure 1. La figure 4 est une vue en perspective du 5 dispositif de la figure 1. La figure 5 est une vue schématique en coupe d'un autre mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, avec double tri. La figure 6 est une vue partielle en perspective 10 montrant l'utilisation d'une injection d'eau selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 7 est une vue en perspective du dispositif de la figure 5, monté sur une plateforme mobile, en combinaison avec un système d'extraction 15 avec stockage tampon. La figure 8 est un organigramme donnant les étapes du procédé de traitement selon un mode réalisation de l'invention. La figure 1 montre schématiquement un séparateur 20 magnétique 1 de traitement d'un minerai introduit (flèches 2) en partie haute 3 d'un entonnoir ou trémie 4 muni en partie basse d'un tamis ou plateau 5, de filtration/tamisage et/ou d'épandage du minerai, par exemple vibrant, de façon connue en 25 elle-même. Le tamis 5 alimente en partie haute, avec une granulométrie de minerai ainsi déterminée et avec un débit moyen Q, par exemple compris entre 40 tonnes/h et 85 tonnes/h, un tambour cylindrique externe 30 rotatif 6. Le tambour 6 est mobile en rotation dans le sens 7, inverse des aiguilles d'une montre, autour d'un axe 8 actionné par un moteur rotatif (non représenté) par exemple électrique de façon connue en elle-même. Le séparateur comprend un support cylindrique fixe 9, interne et coaxial au tambour 6.

En référence également aux figures 2 et 2A, le support 9 comporte une portion 10 de surface supérieure muni des séries 11, 11' d'aimants droits permanents adjacents 12 en forme de barreau de section rectangulaire de largeur L inférieure à 4 cm, par exemple inférieure à 3 cm, par exemple de 2 cm, disposés parallèlement à l'axe 8 de rotation, tangentiellement à la surface du support, c'est à dire de sorte que, pour un même barreau l'extrémité des pôles positifs 13, et l'extrémité opposée des pôles négatifs 14, soient dans le même plan axial, tangent à la surface du cylindre fixe (et donc perpendiculaire au plan radial 15 correspondant). L'épaisseur e des barreaux et quant à elle _ comprise entre 1,5 cm et 4 cm, par exemple de 2 cm.

Ils sont formés par des barres parallélépipédiques usinées et fortement aimantées, par exemple en Néodyme, agencées pour générer des champs magnétiques de 0,2 T (2 000 Gauss). Les barreaux sont de longueur 1, par exemple 50 cm. Lorsque l'on souhaite former un cylindre fixe de plus grande longueur, on met bout à bout deux ou plusieurs barreaux sur une même génératrice du cylindre fixe, pour former une seule barre de longueur déterminée, par exemple de 1m50 ou 2m, en fonction de l'application souhaitée Plus précisément le cylindre fixe interne est par exemple en acier de rayon R = 42 cm. Le cylindre rotatif externe est, quant à lui, également en acier et de rayon R' de 45 cm, de telle sorte que la distance b entre le dessus des aimants 12 et la - surface interne du cylindre est de l'ordre de 1 cm. Des moyens structurels de rigidification et de 5 soutien des cylindres entre eux et par rapport à l'axe rotatif sont prévus (non représentés) de façon connue. En référence à la figure 2A, les barreaux adjacents 12 et 12' dans le sens transversal, sont 10 espacés les uns avec les autres par le biais de leurs arêtes longitudinales inférieures 16 et 16', de sorte qu'il existe une distance x (cf. figure 3) entre les _ arêtes supérieures 17 et 17' due à l'angle a entre les faces en vis à vis. 15 Dans un mode de réalisation de l'invention, la distance x et l'angle a sont choisis de manière à ce que l'intervalle entre les arêtes inférieures des barreaux soit égal à la taille maximum d'une paillette de fer dans l'absolu, i.e. par exemple 20 0,110 mm. A titre d'exemple la distance inférieure est de 0.1006 mm pour 0.266 mm pour la distance supérieur. L'angle a est quant à lui fonction de l'angle au centre 13 entre les plans médians 18 et 18' existant 25 entre les deux barreaux adjacents 12 et 12'. La distance x, et les dimensions respectives qui en découlent des rayons R, R', sont déterminées en fonction du diamètre moyen des particules ferromagnétique et de minerai, tout comme la largeur 30 L des barreaux, comme décrit ci-avant. _ En référence à la figure 1, le minerai non retenu magnétiquement est éjecté (flèche F), et celui retenu est relargué (flèche F') dans un bac B dès que les particules se retrouvent en face d'une partie fixe P _ dénuée d'aimants. Par la suite on utilisera les mêmes numéros de référence pour désigner des éléments identiques ou similaires. La figure 3 illustre le principe de fonctionnement du dispositif et/ou du procédé selon le mode de réalisation de l'invention plus précisément décrit ici.

Pour la démonstration les éléments particulaires ou grains 19 contenant une particule ferromagnétique 20 et sa gangue 21 ont été grossis par rapport à la taille du diamètre du séparateur, qui par ailleurs n'est pas à l'échelle concernant les différents espaces et/ou dimensions de l'ensemble. Les éléments 19 de diamètre équivalent moyen y (=d) sont déversés gravitairement (flèche en trait _ interrompu) sur le cylindre rotatif 6 avec les autres grains (non représentés).

L'élément particulaire voit alors sa particule ferromagnétique 20 attirée par les aimants 12 et reste en contact avec la surface 22 du tambour 6, par attraction magnétique du fait des champs magnétiques créés par les barreaux 12.

La particule se magnétise alors dans une première section 23 du séparateur. Puis au fur et à mesure de la rotation et du fait de sa magnétisation, elle va être amenée à réagir avec les aimants successifs dans une deuxième section, aimants qui vont alternativement la séparer et/ou l'attirer (flèches 25) ce qui entraine des tressautements, qui du fait des chocs successifs entre éléments particulaires et/ou avec la surface 22, vont permettre un dégagement en 26 de la gangue 21, ce qui laisse uniquement l'élément ferromagnétique 20 en contact et/ou attiré par les aimants 12 dans une troisième section 27.

Selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici, l'élément ou particule ferromagnétique 20 est de diamètre équivalent moyen z x), la distance médiane entre pôle positif et pôle négatif d'un même aimant étant i', celle entre pôle 10 positif et négatif de deux aimants adjacents i", et _ celle correspondant à deux pôles opposés de deux aimants adjacents étant i"'. On a 1 et i"' sensiblement égaux à 3d (=3y), et _ si le barreau d'aimant a une répartition homogène des 15 charges électromagnétiques, 1 est alors de l'ordre de 2i'. A titre d'exemple 1 est compris entre 2cm et 4cm par exemple 3cm pour des éléments de minerai (paillettes de fer entourées de leur gangue) d'un 20 diamètre équivalent de 1cm. On a représenté sur la figure 4 en perspective le séparateur 1 de la figure 1. La trémie 4 par exemple en fonte de forme troncopyramidale est montée sur une plateforme 30 en forme 25 de plaque, par le biais d'une structure porteuse métallique 31, à l'aplomb du tambour 6 lui-même situé à l'aplomb du bac B de récupération des éléments ferromagnétiques évacués en 32 de façon gravitaire ou par un système d'aspiration. 30 La grille vibrante 5 est montée sur un système 33 d'actionnement de vibrations connu en lui-même, entre la sortie 34 de la trémie et le dessus 35 du tambour 6.

On a représenté sur la figure 5 un autre mode de réalisation d'un séparateur 40 selon l'invention qui comprend deux séries 41 et 42 d'aimants différents, ce qui entraine un relargage, en 43 et 44, de minerai enrichi avec deux teneurs en éléments ferromagnétiques différents, dans deux bacs 45, 46 différents. Plus précisément une première série d'aimants 12, dits forts, de 0,2 T par exemple, va retenir un nombre aussi important que possible d'éléments ferromagnétiques, le minerai ainsi enrichi tombant en 43 dans le premier bac 45 avec une première concentration moyenne en éléments ferromagnétiques d'intensité moyenne, les éléments très magnétisés restant par contre collés au tambour. Ceux-ci sont ensuite relargués à leur tour en 44 dans le bac 46, lorsque la deuxième série 42 d'aimants plus faibles (0,12 T par exemple) cesse d'agir, permettant d'obtenir dans le bac 46, un minerai chargé en éléments ferromagnétiques avec une teneur plus forte, puisque l'essentiel du minerai peu chargé a été déposé du fait de la force centrifuge et de la gravité dans le bac 45 précédent (seuls les éléments très magnétisés sont en effet restés en contact avec le tambour pendant la fin du cycle). Dans un autre mode de réalisation le tambour comprend au moins trois séries d'aimants de force différentes et ce également à l'intérieur d'une même série.

A titre d'exemple le tableau suivant indique, en fonction de la teneur initial de FeO dans le sol en pourcentage en poids, la force (en tesla T) de chaque barreau d'aimant d'une série considérée utilisable dans un mode de réalisation de l'invention. Feo % 7%à9% 10%à12% 13%à15% 16%à18% Plus Aimant N° de19% série 1 à 10 0,28 0,26 0,24 0,22 0,2 / série 11 0,265 0,245 0,23 0,21 0,19 2 12 0,25 0,235 0,215 0,2 0,18 13 0,24 0,22 0,205 0,185 0,17 14 0,225 0,21 0,19 0,175 0,16 15 0,21 0,195 0,18 0,165 0,15 16 0,195 0,18 0,17 0,155 0,14 17 0,18 0,17 0,155 0,145 0,13 18 0,17 0,155 0,145 0,13 0,12 série 19 à 27 0,15 0,14 0,13 0,12 0,11 3 Dans cet exemple les séries sont ordonnées, la série 1 étant celle située le plus haut verticalement sur le tambour et la série 3 le plus bas, la série 2 étant composée de barreaux dont l'intensité est par ailleurs dégressive. Par exemple, pour une séparation dans un sol comprenant 14% en masse de FeO sur un tambour comportant 27 barreaux d'aimants, le quatorzième barreau (2ème série) dans l'ordre de vis-à-vis d'un élément de minerai sur le tambour lors de la séparation, est d'une force magnétique de 0,19 T.

Le dispositif est également et par exemple prévu avec des moyens 47 d'injection d'un fluide en partie basse 48 du séparateur, pour augmenter sa puissance de séparation, par exemple par projection d'air (rôle de séchage éventuel et/ou décrassage des particules non magnétique) ou d'eau (lavage).

La figure 6 montre schématiquement un mode de réalisation d'un système 50 d'injection par buses 51 (par exemple une dizaine) disposées régulièrement sur une rampe/tuyauterie 52 d'alimentation en air ou en eau, à partir d'un compresseur ou d'une pompe 53, commandé (trait mixe 54) par un automate 55 également connecté pour contrôle/commande du moteur 56 d'actionnement en rotation du tambour 6. La rampe 52 est disposée selon un angle y (par exemple 450) à partir du plan vertical longitudinal 57 du tambour et permet par exemple d'arroser, par exemple avec une pression de quelques bars, par exemple 10 bars, le tambour rotatif comme décrit ci-avant, les éléments ferromagnétiques étant quant à eux évacués (flèche 58) par exemple sur un tapis vibrant 59 disposé en contrebas du bac B, en forme de lèche frite de section transversale triangulaire et dont la base inférieure 60 est en pente pour évacuation.

La figure 7 montre le dispositif 1 de la figure 4 fixé sur un chariot roulant 61 automoteur et/ou tractable. Celui-ci est par exemple d'encombrement au sol inférieur à 6 m 50 par 3 m par exemple 6 m 30 sur 2 m 35 et se révèle facilement manoeuvrable. Il comporte un système 62 d'aspiration/évacuation des éléments ferromagnétiques par ventilateur, connecté via un réseau de tuyauterie 63, 64, à un récipient 65 tampon, de stockage provisoire du minerai enrichi obtenu, avant reprise et évacuation en 66. On va maintenant décrire en référence à la figure 8 la mise en oeuvre du procédé et dispositif plus particulièrement décrit ici.

Lorsqu'un site minier a été identifié et qu'il est décidé de l'exploiter, par exemple un site de sable ferreux, on détermine (étape 70) la granulométrie moyenne (diamètre équivalent d ou y) des particules de minerai que l'on veut traiter de façon à récupérer les particules ferromagnétiques qui sont quant à elles et par exemple de diamètre moyen équivalent à z. - Parallèlement on effectue en 71 la mesure du taux 10 de richesse en FeO moyen de la carrière qu'il est prévu d'exploiter. A partir de ces éléments, et d'autres liés à l'exploitation économique de ladite carrière (vitesse de traitement, taux 1 de pureté recherchée etc...) on 15 fait le choix (étape 72) du dimensionnement des barreaux, de leur agencement et du diamètre du tambour rotatif du séparateur. On construit alors le dispositif et l'installation correspondante en 73 qu'on amène sur le site 20 d'exploitation du séparateur. Les étapes suivantes décrivent l'exploitation proprement dite du séparateur et donc la mise en oeuvre du procédé d'utilisation dudit séparateur. Pour ce faire on alimente en 74 gravitairement le 25 séparateur en minerai par le biais de la trémie. Avec l'invention on notera que même si le minerai est humide, on pourra fonctionner puisque la suite de tressautements permet de façon étonnante de se libérer plus facilement de la gangue de boue 30 collante. L'étape suivante 75 est en effet celle de la séparation progressive par tressautement (« Jump » en langue anglo-saxonne) et rotation du tambour.

Dans le mode plus particulièrement décrit, on prévoit, ou non, une alimentation en eau de lavage sous pression (test 76) avec injection 77, ou non. Un tri par taux i de pureté des éléments 5 ferromagnétiques peut ici également être choisi ou non (test 78). Puis une étape 79 de récupération des éléments ferromagnétiques (et des résidus non complétement séparés malgré la grande efficacité du dispositif 10 proposé) est effectuée, avec possibilité de recirculation (sur le même séparateur et/ou un séparateur suivant). Un test 80 pour déterminer si on souhaite une évacuation du minerai enrichi en continu ou non est 15 alors réalisé. Si oui, il y a alors épandage et/ou formation de talus en direct (étape 81) sachant que le caractère mobile du dispositif permet de le déplacer également en continu pour permettre une bonne répartition des 20 tas de minerais enrichis ultérieurement récupérés par exemple par camion benne. Si non, il y a alors stockage tampon en 82, avec choix de vidange du stockage (test 83) et ensuite retour à l'étape 81.

25 Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où 30 le matériau constitutif des aimants est différent du Néodyme.

Claims (24)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'un minerai (19) contenant des particules (20) de matériaux ferromagnétiques, dans lequel on alimente le minerai gravitairement en partie haute (3) d'un cylindre rotatif (6) de séparation magnétique et on récupère en partie basse (48) lesdites particules ferromagnétiques ainsi séparées, caractérisé en ce que pour séparer magnétiquement les particules du reste du minerai, on les attire sur la surface du cylindre (6) en les soumettant au fur et à mesure de leur rotation avec le cylindre (6) à une succession de champs magnétiques uniformes rapprochés créés entre les pôles positifs (13) et négatifs (14) respectifs d'aimants (11, 11') droits permanents adjacents en forme de barreau de largeur L inférieure à 4 cm, parallèles à l'axe (8) du cylindre rotatif, et disposés tangentiellement, par rapport à un support (9) fixe interne audit cylindre (6) rotatif, le pôle négatif (14) d'un aimant (11, 11') étant en vis à vis du pôle positif (13) de l'aimant adjacent (11, 11'), les champs magnétiques étant chacun d'une intensité d'une première valeur déterminée comprise entre 0,1 T et 0,4 T.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que avant traitement, on détermine le diamètre équivalent moyen d des grains (19) de minerai à _ traiter et on dimensionne la largeur L des barreaux 30 de sorte que L soit égale ou sensiblement égale à 3d.
3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que avant traitement, on détermine la teneur en FeO duminerai (19) à traiter et on dimensionne l'épaisseur e des barreaux (11, 11') à partir de ladite teneur en FeO, pour obtenir la valeur déterminée de l'intensité magnétique recherchée.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les barreaux (11, 11') étant de section rectangulaire, on les fixe sur un support (9) interne cylindrique de sorte que les arêtes inférieures (16, 16') de deux barreaux adjacents (11, 11') soient séparés l'un de l'autre d'une distance x.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (9) interne est de diamètre compris entre 30 et 60 cm.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première valeur déterminée est supérieure à 0,15 T et inférieure à 0,28 T.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on applique au moins deux séries de champs magnétiques uniformes d'intensités différentes sur deux secteurs (23 ; 24 ; 27) du cylindre (6) rotatif correspondant.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que on utilise des premiers champs magnétiques successifs d'une première intensité, ou compris dans une première plage d'intensités, sur une première partie du séparateur (1) rotatif pour trier les éléments ferromagnétique (20) des grains (19) de minerai et des deuxièmes champs magnétiques d'une deuxième intensité, ou compris dans une deuxième plage d'intensités, inférieure à la premièreintensité, ou aux intensités de la première plage d'intensités, sur une deuxième partie du séparateur rotatif, pour trier les éléments ferromagnétiques entre eux en fonction d'un premier critère de propriétés magnétiques.
9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première intensité magnétique est supérieure a 0,2 Tesla et la deuxième intensité comprise entre 0,12 et 0,2 Tesla.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, on utilise des troisièmes champs magnétiques d'une troisième intensité, ou compris dans une troisième plage d'intensités, inférieure à la deuxième intensité, ou aux intensités de la deuxième plage d'intensités, sur une troisième partie du séparateur, pour trier les éléments ferromagnétiques en fonction d'un second critère de propriétés magnétiques.
11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on injecte latéralement et parallèlement à l'axe de rotation, de l'air sur le séparateur (1) en amont de sa partie basse (48), pour augmenter le décollement du minerai non attiré par les aimants (11, 11') lors de la rotation du séparateur (1).
12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on injecte de l'eau sous pression sur la face externe du cylindre (6) rotatif dans le sens inverse de rotation en partie inférieure et longitudinalement par rapport au cylindre.
13. 13. Dispositif de traitement d'un minerai contenant des particules de matériaux ferromagnétiques, 27 3020971 comportant une trémie (4) d'alimentation gravitaire du minerai, un cylindre (6) rotatif de séparation magnétique situé au à l'aplomb vertical de ladite trémie (4) et au moins un bac (B) de récupération en 5 partie basse (48) du séparateur (1) desdites particules (20) ferromagnétiques ainsi séparées, le séparateur (1) comportant un tambour (6) cylindrique externe mobile en rotation autour d'un axe (8) horizontal et, un support cylindrique (9) fixe 10 interne au tambour (6), caractérisé en ce que ledit support fixe comporte une première portion (23) de surface supérieure muni d'au moins une première série d'aimants (11, 11') droits permanents adjacents en forme de barreau de largeur L inférieure à 4 cm, 15 disposées parallèlement à l'axe horizontal de rotation et tangentiellement par rapport audit support (9), le pôle négatif (14) d'un aimant (11, 11') étant en vis à vis du pôle positif (13) de l'aimant adjacent (11, 11'), les champs magnétiques 20 générés par lesdits barreaux adjacents étant chacun d'une intensité magnétique d'une première valeur déterminée comprise entre 0,1 T et 0,4 T.
14. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les barreaux (11, 11') sont de 25 section rectangulaire inférieure à 16 cm2.
15. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les particules ou grains (19) de minerai étant de diamètre moyen équivalent d, la largeur L = 3d. 30
16. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que les barreaux sont d'épaisseur e comprise entre 1,5 et 2,5 cm, avantageusement 2 cm.
17. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que les barreaux (11, 11') étant de section rectangulaire, ils sont fixés sur le support (9) interne de sorte que les arêtes (16, 16') inférieures de deux barreaux (11, 11') adjacents sont séparés l'une de l'autre d'une distance x.
18. 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que le 10 support 9 interne est de diamètre compris entre 30 et 60 cm.
19. 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 18, caractérisé en ce que le support cylindrique fixe comprend ladite première 15 portion 23 munie de barreaux adjacents pour générer des premiers champs magnétiques d'une première intensité, ou compris dans une première plage d'intensités, sur une première partie du séparateur (1) rotatif pour trier les particules (20) ou 20 éléments ferromagnétiques des grains de minerai (19) non magnétisés associé à un premier bac (B) de récupération et une deuxième portion (24) munie d'une deuxième série de barreaux adjacents pour générer des deuxièmes champs magnétiques d'une deuxième 25 intensité, ou compris dans une deuxième plage d'intensités, inférieure à la première intensité, ou aux intensités de la première plage d'intensités, associé à un deuxième bac de récupération, pour trier les éléments ferromagnétiques entre eux en fonction 30 d'un premier critère de propriétés magnétiques.
20. 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le support (9) fixe comporte une troisième portion (27) munie de barreauxadjacents pour générer un troisième champs magnétique d'une troisième intensité ou compris dans une troisième plage d'intensités, inférieure à la deuxième intensité, ou aux intensités de la deuxième plage d'intensités, associé à un troisième bac de récupération pour trier les éléments ferromagnétiques en fonction d'un second critère de propriétés magnétiques.
21. 21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 et 20, caractérisé en ce que la première intensité est supérieure à 0,2 Tesla et la deuxième intensité est comprise entre 0,12 et 0,2 Tesla.
22. 22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 21, caractérisé en ce que la ou les portions de support (9) porteuses d'aimants s'étendent sur un arc de cercle de longueur supérieure à 50% de la périphérie du support.
23. 23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 22, caractérisé en ce que il comprend de plus des moyens (50) d'injection d'eau et/ou d'air comprimé sur la partie basse (48) du tambour (6).
24. 24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 22, caractérisé en ce que il est monté sur une plateforme mobile (61) et en ce que le cylindre (6) rotatif comporte des moyens de motorisation dudit cylindre en rotation comprenant un automate (55) programmable comportant des moyens de commande (56) de la vitesse, de l'accélération, et de la décélération desdits moyens de motorisation.