Brevet FR2104665A1 — publié le 19720421

L'invention, due à Monsieur Léonel BOUDIN dans le cadre des travaux qui lui ont été confiés par le demandeur, concerne un appareil de jigage simultané ainsi que le procédé mis en oeuvre permettant d'isoler en une seule opération plusieurs coupures densimétriques, I1 appareil pouvant être utilisé aussi bien en laboratoire que sur le terrain au cours d'une campagne de prospection. Dans l'état actuel de la technique, on est amené, pour d6terminer les différents minéraux contenus dans des formations alluvionnaires et éluvionnaires ou encore dans des formations rocheuses suffisamment altérées pour pouvoir se réduire en grains ou lamelles, à utiliser un jig afin d'extraire des produits légers les produits lourds dinomxés "concentrés" que ces produits légers peuvent contenir, en général en très faible quantité, et à confier au laboratoire le soin d'isoler les divers minéraux constituant les concentrés. Les jigs actuels comportent une grille supportant un lit filtrant d'une densité donnée d, au-dessus duquel on déverse le produit à séparer. Sous l'effet d'une pulsion alternée camsuniquée au fluide baignant le lit filtrant, le produit se sépare en deux catégories. La première, de densité inférieure à d, flotte sur le lit filtrant et s'évacue par un procédé quelconque, la seconde, de densité supérieure à d, traverse le lit filtrant et peut etre recueillie sous la grille du jig. Pour séparer les minéraux composant la seconde catégorie, ctest-à- dire les concentrés, il faut employer la méthode générale de l'emploi de liqueurs denses, méthode que l'on ne peut appliquer qu'en laboratoire. En effet, les liqueurs utilisées : bromoforme (densité 2,89), iodure de méthylène (densité 3?33), liqueur de Clérici (densité 4,06), etc..., sont des liqueurs d'un prix élevé, très souvent toxiques et nécessitant de travailler sous hotte ventilée. Ces liqueurs exigent de nombreuses manipulations accessoires co-ae le filtrage, le lavage et le rinçage des produits séparés, le séchage de ceux-ci et quelquefois le chauffage de la liqueur dense à une température donnée.EnPin, elles ne permettent pas de séparer à des valeurs de la densité plus fortes que celle de la liqueur de Clérici. On aurait pu penser à utiliser des séries de jigs possèdant des lits filtrants de densités différentes mais cela aurait conduit d'une part à multiplier le nombre des appareils et par conséquent le nombre des opérations de manipulation, de comaande, d'alimentation et d'autre part à prévoir des appareils ayant des capacités bien différentes afin d'assortir les appareils utilisés aux proportions très variables des minéraux de densités différentes à traiter. Dans ces conditions, une telle méthode ne pouvait titre utilise vkae en laboratoire. Le demandeur a donc conçu, à la suite de l'étude du comportement de corps immergés entre deux lits filtrants de densités distinctes, un appareil répondant au besoin de séparer en une seule opération les divers constituants d'un produit donné. Les expériences qu'il a faites ont montré qu'en dépit de la hauteur de la colonne de liquide pouvant séparer deux grilles supportant chacune un lit filtrant au-dessus duquel on avait préalablement disposé des produits à séparer selon leur densité, la séparation des produits pouvait encore s'obtenir sous l'effet d'une pulsion alternée de la colonne d'eau. La présente invention a donc pour objet à la fois un appareil de jigage et le procédé mis en jeu, l'appareil de jigage comportant au moins deux grilles disposées l'une au-dessous de l'autre et immergées dans une mEme colonne de liquide, chaque grille supportant un lit filtrant, le lit filtrant supporté par la grille inférieure étant de densité plus forte que celle du lit filtrant supérieur, l'appareil comportant en outre un moyen de pistonnage donnant au liquide une pulsion alternée verticale. I1 suffit donc d'alimenter un tel appareil à sa partie supérieure, c'est-à-dire au-dessus du lit filtrant de la grille supérieure pour obtenir une triple séparation : celle des produits légers de densité inférieure à la densité ds du lit filtrant de la grille supérieure, ces produits continuant de flotter à la surface du lit filtrant, celle des produits les plus lourds ayant passé successivement au travers des deux lits filtrants ds et di et celle des produits de poids intermédiaire ayant traversé le lit supérieur de densité ds mais flottant sur le lit inférieur de densité di. L'expérience ayant montré que l'on obtenait simultanément des séparations analogues en utilisant plusieurs grilles superposées, chacune supportant un lit filtrant, on voit qu'en disposant les lits filtrants par densités croissantes en allant de la grille supérieure vers la grille inférieure on effectue autant de coupures densimétriques qu'on le désire. Un autre objet de l'invention consiste en un appareil de ce type comportant en dessous de la grille inférieure une capacité dont le fond est déformable, ce dernier étant relié à un levier soumis à un mouvement vertical alternatif, un moyen quelconque exerçant une force réglable sur ledit levier lors de son mouvement d' entratnement du fond déformable vers le bas en vue de faciliter après chaque période de pulsion le mouvement de descente du fluide à travers les divers lits lorsque ces derniers possèdent de fines granulométries ou lorsque l'amplitude du mouvement oscillant est important. I1 devient ainsi possible de réaliser des coupures rapides meme dans le cas d'utilisation de plusieurs lits filtrants de granulométries relativement faibles exerçant d' eux-mes un ralentissement de la circulation de l'eau dans son mouvement de haut en bas. Le levier pouvant Etre coxandé manuellement, on voit l'intérêt d'un tel appareil permettant d'obtenir immédiatement sur le terrain la séparation densimétrique des divers composants d'un produit en une seule et meFme opération. D'autres avantages et caractéristiques de l'appareil ressortiront de la description suivante faite en référence au dessin annexé qui représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. Sur le dessin La figure 1 est une vue schématique en élévation de l'appareil, et la figure 2 la vue schématique en coupe de l'appareil après arrachenent du socle et du déversoir. L'appareil comporte à sa base un jig 1 dont le fond, constitué par une membrane élastique 2, se déplace alternativement vers le haut et vers le bas au moyen du levier 3 dont l'extrémité attaque la pièce tronconique 4 fixée à la paroi déformable élastique 2. Cette pièce tronconique comporte un prolon gemment entourant l'orifice 2a de la paroi et sert de conduit pour le passage des produits de forte densité lorsque le bouchon représenté schématiquement en 5 est retirés Le levier 3 peut être actionné soit manuellement, soit par l'inter médiaire d'un galet 6 monté sur un support 7 pouvant etre déplacé sur le bras du levier 3 afin de faire varier la course de la pièce 4.Le bloc 8 comprenant un moteur d'entraSnement, non représenté, et la came 9 entratnée par l'arbre 10 peut se déplacer parallèlement au levier 3. Au-dessus du jig 1, on a monté un premier tamis 11, également visible figure 2, s'embottant dans la partie supérieure du jig et reposant sur ses bords. Dans l'exemple choisi, un second tamis 12 s'embote au-dessus du tamis Il et un tamis 13 constitue la partie supérieure de l'appareil surmonté par le dispositif d'alimentation 14 des produits à traiter. L'alimentation s'effectue au-dessus et au centre de l'appareil. Reposant sur la périphérie du dernier tamis 13 se trouve un dispo sitif de récupération 15 des stériles. Ce dispositif comporte une rampe hélicoïdale 16 d'évacuation débordant du tamis 13. Des pieds 17 et 18, soudés ou rivés à leur partie supérieure à la rampe hélicoïdale 16, comportent à leur base une partie coudée et perforée de façon à venir se fixer par les boulons 19 et 20 sur les tiges filetées 21 et 22. Ces tiges sont montées sur les brides 23 Maintenant la membrane 2. I1 suffit donc, pour assurer l'étanchéité de l'appareil, de maintenir appliqués entre-eux le jig 1 et les tamis 11, 12 et 13 au moyen des tiges et des pattes 17 et 18 et d'entourer les rebords des tamis par des joints amovibles 24, en caoutchouc ou en toute autre matière appropriée. On peut ainsi modifier à volonté le nombre de tamis superposés selon le nombre de coupures densimétriques que l'on désire réaliser. On remarquera encore que le coflt de l'appareil peut titre extrtmement réduit, les tamis tels que 11, 12 et 13 pouvant etre de simples tamis disponibles dans le commerce. On a représenté sur la figure 2 une coupe partielle de chaque tamis destinée à montrer la disposition des produits séparés. Le tamis-ll supporte un lit filtrant 25 de densité d1, le tamis 12 un lit filtrant 26 de densité d2 et le tamis 13 un lit filtrant 27 de densité d3. Si l'on suppose que la densité d1 est supérieure à la densité d2, elle meme supérieure à la densité d3, on constate, après avoir déversé les produits à séparer par la goulotte d'alimentation 14 au-dessus du centre du lit filtrant 27, que sous 11 action du pistonnage exercée par le jig 1 les produits de densité inférieure à d3 restent seuls dans la partie 28 et finissent par déborder de la périphérie du tamis pour tomber sur la rampe d'évacuation 16 lorsque l'alimentation des produits à séparer se poursuit.En même temps, l'ensemble des concentrés ayant passé au travers du lit filtrant 27 et de la grille 29 supportant le lit se divise en une partie 30, de densité comprise entre d2 et d3, et en une partie traversant le lit filtrant 26 et la grille 31 lui servant de support. Les concentrés ayant traversé le lit 26 se divisent, au cours de la meme opération de pistonnage, en une partie 32 de densité comprise entre d1 et d2, les concentrés les plus lourds de densité supérieure à d1 traversant le lit filtrant 25 et la grille 33, comme indiqué par les flèches 34, pour tomber dans le conduit d'évacuation obturé par le bouchon 5. On constate encore que dès la traversée du lit filtrant 27 les produits à traiter se répartissent sur toute la section transversale de l'appareil, les produits de faibles densités se déversant à la périphérie du tamis 13 mais l'ensemble des concentrés traversant la grille 29 d'une façon uniforme sur toute sa surface. Cette pénétration des concentrés se poursuit à tous les niveaux, y compris sur la grille 33 comme l'indiquent les flèches 34. Les expériences ont encore montré qu'une telle séparation densimétrique multiple sous l'effet d'un seul jig pouvait etre encore réalisée en faisant varier le nombre des coupures, et par conséquent le nombre des tamis superposés, sans avoir à faire varier soit leur hauteur, soit leur diamètre. Seul le mouvement propre du fond élastique 2 peut etre modifié afin de tenir compte de la granulométrie des produits à traiter. C'est pourquoi il est préférable d'utiliser, dans le cas d'une commande automatique, un mécanisme pouvant faire varier la course du levier 3, sa cadence ainsi que sa vitesse au cours d'un meme cycle. Ces nécanismes étant déjà connus en soi, on a seulement représenté le curseur 7, étant entendu que le bloc 8 supportant le moteur d'entratflement est luise déplaçable et que la came 9 est interchangeable. Cependant, lorsque l'on doit réaliser au moins deux coupures à l'aide de lits tres fins, on a constaté qu'après le temps de pulsion correspondant à la montée de l'eau sous l'action du mouvement de bas en haut de la membrane, la vitesse de retombée de l'eau était insuffisante pour permettre au levier 3 de rester en contact avec la came 9 par l'intermédiaire du galet 6. On remédie à un tel inconvénient en utilisant un ressort 35 que l'on coMprime plus ou moins entre le levier 3 et le support 36, lequel comporte une tige filetée que l'on monte plus ou moins à l'aide des écrous 38. Ainsi, lors de la descente du fond élastique 2, le galet 6 reste en contact avec la came 9. On aurait pu tout aussi bien utiliser une came à gorge ou une contre came mais ItexpCrience montre qu'un simple ressort suffit en général à assurer la succion. Bien que l'on ait décrit l'invention en se référant à un seul mode de réalisation, il est clair que de nombreuses modifications, adjonctions ou suppressions pourraient être apportées aux éléments constitutifs de l'appareil sans sortir pour cela du cadre de l'invention qui s'étend à tout appareil utilisant des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1.) Appareil de jigage pour l'obtention simultanée de plusieurs coupures densimétriques, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux grilles disposées l'une au-dessous de l'autre et immergées dans une meme colonne de liquide, chaque grille supportant un lit filtrant, le lit filtrant supporté par la grille inférieure étant de densité supérieure à celle du lit filtrant supérieur, l'appareil comportant en outre un moyen. de pistonnage donnant au liquide une pulsion alternée verticale. 2') Appareil de jigage tel que revendiqué en 1 dont le moyen de pistonnage est composé d'une membrane élastique située au-dessous de la grille inférieure, ladite membrane constituant le fond de 1' appareil étant fixée d'une part à une pièce centrale tronconique fixée à l'extrémité d'un levier commandant le mouvement alterné de ladite paroi et, d'autre part, par sa périphérie, à l'intérieur d'une paroi constituant avec la membrane la partie inférieure de l'appareil. 30) Appareil de jigage tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 ou 2 dont les grilles appartiennent à des tamis amovibles s'embottant les uns dans les autres, le tamis inférieur stemboftant dans la partie supérieure de la paroi supportant le fond élastique de l'appareil, la jonction de chaque tamis avec le tamis inférieur ou ladite paroi étant rendue étànche par une bande cylindrique en caoutchouc ou en tout autre produit élastique. 4-) Appareil de jigage tel que revendiqué en 3 dont la paroi inférieure est supportée par un socle et dont le bord du tamis supérieur est coiffé par une pièce équipée de pattes, des tiges filetées reliant lesdites pattes à au moins une bride de ladite paroi inférieure afin d'assurer une application parfaite des tamis les uns au-dessus des autres. 5 ) Appareil de jigage tel que revendiqué en 4 dont ladite pièce coiffant le bord du tamis porte un déversoir hélicotdal pour l'évacuation des produits de faible densité. 60) Appareil de jigage tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 2 à 5 dont le dispositif de commande du levier du dispositif de pistonnage comporte un porte galet déplaçable le long dudit levier et un bloc moteur équipé d'une came amovible, le bloc étant susceptible d'être déplacé pour faire coopérer ladite came et ledit galet. 70) Appareil de jigage tel que revendiqué en 6 dont le levier coopère en outre avec un ressort de tension réglable, ledit ressort renforçant l'action du poids du liquide lors de la phase de succion du mouvement de pis tonnage. 8 ) Procédé mis en jeu par l'appareil de jigage revendiqué dans ltune quelconque des revendications 1 à 7 selon lequel on dispose sur les grilles des tamis superposés, des lits filtrants de densité croissante d1 dn, du lit inférieur t au lit supérieur n, on alimente les produits à traiter au-dessus du centre du tamis supérieur, on communique au liquide baignant les lits filtrants superposés un mouvement alterné de pulsion et succion, on évacue les produits les plus légers à la périphérie du tamis supérieur, on récupère les produits concentrés de densité d comprise entre di et dj au-dessus du lit i et l'on recueille les produits de densité supérieure à dl au fond de l'appareil.