Brevet FR2098272A1 — publié le 19720310

La présente invention concerne des appareils destinés à séparer les fines particules constituant une matière en fonction de certaines de leurs caractéristiques électriques, et en particulier un séparateur électrostatique utilisant à cette fin des champs électriques engendrés par un courant à haute tension. Il y a au moins soixante ans qu'on pratique aux Etats-Unis d'Amérique la séparation électrostatique des matières constituées de fines particules, notamment des matières minérales, selon le principe de base consistant à appliquer un champ de forces à un mélange de particules solides chargées ou polarisées, afin de réaliser un tri de ces particules en fonction de la valeur et du sens de leur charge. Les dispositifs électrostatiques de séparation antérieurs sont généralement constitués de machines qui font avancer un mélange de particules minérales sur une surface de convoya-ge mise à la masse et surmontée d'une électrode alimentée en courant à haute tension qui lui applique un champ électrostatique orienté transversalement. Une partie des particules est attirée par l'électrode et propulsée au-dessus d'une barre de séparation tandis que le reste, relativement peu influencé par la présence du champ électrostatique, reste sur la surface transporteuse ou passe sous la barre de séparation. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 476 991 décrivant ce principe, a été accordé à M. Thomas A. EDISON en 1892. Les principes de base du séparateur électrostatique d'Edison sont encore utilisés aujourd'hui dans les machines connues dans le commerce sous le nom de machines "à haute tension" et de machines "à induction directe", dans lesquelles la charge électrique de la matière en particules est obtenue soit par la décharge à effet de couronne d'une électrode à haute tension, soit par un champ électrique passant le long d'un rotor mis à la masse et supportant les particules fines et sèches. Dans les dispositifs à haute tension, les particules relativement mauvaises conductrices de l'électricité tendent à adhérer au rotor mis à la masse, tandis que la matière relativement bonne conductrice est projetée à l'écart du rotor par la force centrifuge ou attirée par une électrode située en aval de la décharge à effet de couronne. Dans les machines à induction directe, la matière relativement bonne conductrice de l'électricité prend la charge du rotor et est attirée dans le champ électrostatique, tandis que la matière relativement mauvaise conductrice demeure sur le rotor. BAD ORIGINAL COPY 71 24998 2098272 En plus de ces machines dans lesquelles la séparation s'accomplit par soulèvement ou projection de certaines des particules 0 à plus grande distance que les autres d'une surface mise à la masse, on a également essayé de déplacer la matière sur une surface 5 horizontale ou inclinée et d'en dévier latéralement une partie à 1'encontre de la gravité ou du sens de déplacement vibratoire au moyen de dispositifs électrostatiques. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 1 020 063 décrit une des premières réalisations de ce genre et notamment une forme de réalisation dans laquelle une 10 ligne d'électrodes chargées et parallèles au sens du déplacement sur une surface transporteuse de la matière en particules se déplace latéralement par rapport à cette surface pour provoquer un mouvement similaire de certaines des particules. Une autre forme de réalisation de ce brevet consiste en plusieurs électrodes es-15 pacées, surélevées et dans les extrémités desquelles se concentre la plus grande partie du champ électrique de chaque côté du trajet principal de la matière, faisant ainsi dévier une partie des particules par rapport à la direction générale de leur déplacement. Au cours des dernières années, on a renouvelé les tentatives 20 pour effectuer la séparation électrostatique d'une matière se déplaçant sur une surface transporteuse sensiblement horizontale en faisant dévier une partie de la matière latéralement par rapport à sa masse principale. Dans l'espoir de parvenir à un procédé vraiment efficace et très sensible de séparation d'une matière sèche 25 en particules, l'on a utilisé, parfois de façon relativement complexe, des électrodes de forme spéciale, des champs électriques engendrés par des courants aussi bien alternatifs que continus, ainsi que des rainures ou barrières déviatrices destinées à faciliter cette séparation. On peut citer à ce sujet les brevets des 30 Etats-Unis d'Amérique N° 2 699 869, N° 3 096 277, et N° 3217 880. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 009 573 décrit un autre procédé destiné à réaliser la séparation électrostatique d'une matière minérale. Dans le séparateur décrit par ce brevet, la matière en particules tombe verticalement par gravité et ren-35 contre une série de champs électrostatiques dont l'intensité est suffisante pour empêcher le passage de certaines particules et les repousser latéralement vers le haut, vers un emplacement où l'on peut les recueillir séparément. L'appareil électrostatique de séparation selon la présente 40 invention représente un perfectionnement par rapport aux séparateurs 71 24998 2098272 de la technique antérieure dans lesquels la séparation s'effectue dans un plan incliné ou sensiblement horizontal par déviation latérale de certaines particules par rapport à' la direction du déplacement de la matière. La matière en particules s'écoule dans un 5 passage ménagé à cet effet, et des électrodes espacées, situées au-dessus et au-dessous du courant de matière et alignées parallèlement de chaque côté de lui, engendrent un champ électrique orienté transversalement par rapport à ce passage. la charge de sens contraire des électrodes engendre un champ électrique qui 10 empêche normalement une certaine partie du mélange de matières de le traverser et l'oblige à se déplacer parallèlement à lui et latéralement par rapport au sens du déplacement du reste de la matière qui continue à traverser le champ dans la direction initiale. En faisant varier la fréquence et la valeur de la tension 15 appliquée aux électrodes, on peut réaliser la séparation de différentes matières diélectriques ou conductrices de l'électricité. La séparation des matières relativement bonnes conductrices et des matières relativement non conductrices se fait en général plus facilement que dans les autres séparateurs électrostatiques^ mais 20 on peut obtenir également la séparation des matières relativement non conductrices et présentant des caractéristiques diélectriques analogues en faisant varier la fréquence de la tension. La forme de réalisation préférée de l'invention comporte plusieurs champs électriques espacés et parallèles, orientés à peu 25 près transversalement par rapport au trajet de la matière tout en faisant avec lui un angle tel qu'une composante de forces s'exerce dans le sens de ce trajet. Ces champs électriques étroits constituent une suite de barrières dont chacune fait dévier une certaine partie de la matière le long de son bord d'amont, de sorte que la 30 totalité de la partie de la matière capable d'être déviée l'est par un petit nombre de ces premiers champs électriques. On applique une tension alternative entre les jeux d'électrodes espacés au-dessus et au-dessous du trajet de la matière, et on a constaté qu'il est possible, en faisant varier la fréquence de cette ten-35 sion, de faire varier la charge des particules de nature différente et donc de les faire repousser par les champs électriques en fonction de cette charge. Dans la présente invention, contrairement à ce qui se passe dans les réalisations de la technique antérieure, la séparation 40 des particules s'effectue nettement au niveau des bords d'amont BAD ORIGINAL 71 24998 2098272 des champs électriques, du fait que ces derniers se trouvent nettement délimités par une électrode en forme de grille. Le séparateur de la présente invention permet d'effectuer des séparations délicates de mélanges minéraux jusqu'ici impossibles à séparer, 5 par exemple le mélange wolframite et monazite ou le mélange chrysocolle et chalcopyrite. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre explicatif, mais nullement 10 limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : la figure 1 est une élévation latérale schématique du séparateur électrostatique de la présente invention incorporé à un ensemble comportant également le dispositif d'alimentation continue 15 de la matière en particules ; la figure 2 est une vue en plan à plus grande échelle du séparateur électrostatique de la figure 1 dont la plaque supérieure est représentée en arrachement par souci de clarté ; la figure 3 est une élévation latérale à plus grande échelle 20 de l'appareil de la figure 2 dont certaines parties sont représentées en coupe ; la figure 4 est une vue éclatée en perspective représentant les principaux composants du séparateur électrostatique et notamment la structure d'une des électrodes en forme de grille ; 25 la figure 5 est une vue en plan à plus grande échelle de la plaque transporteuse et de parties de la plaque superposée et du couvercle du séparateur électrostatique de la figure 2, faisant notamment ressortir l'emplacement des déflecteurs et des barrières par rapport à l'électrode sous-jacente en forme de grille ; 30 la figure 6 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un des déflecteurs de la figure 5 ; la figure 7 est line vue en perspective à plus grande échelle d'une partie des éléments assumant les fonctions de barrière et de collecteur à l'égard de la matière repoussée et représentés sur 35 la figure 5, certaines de leurs parties étant représentées en coupe par souci de clarté ; la figure 8 est une coupe à plus grande échelle et partiellement schématique selon la ligne 8-8 de la figure 2 et représentant les plaques diélectriques entre lesquelles se déplace la matière 40 en particules, ainsi que la nature des champs électriques et 71 24998 5 2098272 l'action qu'ils exercent sur la matière ; et la figure 9 représente schématiquement le circuit électrique du séparateur électrostatique selon l'invention. La figure 1 représente un séparateur électrostatique 20 selon 5 l'invention incorporé à un ensemble de traitement de la matière comportant également un système d'alimentation 22 qui fait arriver continuellement à une extrémité du séparateur une matière M constituée de fines particules. Cette matière se déplace longitudina-lement et horizontalement le long du séparateur et sa partie qui 10 n'est pas repoussée par les champs électrostatiques se décharge à l'autre extrémité du séparateur sur une courroie transporteuse d'évacuation 24. Les particules qui, parce qu'elles sont capables de recevoir et de retenir une charge électrique déterminée, se trouvent repoussées par les champs électrostatiques et sont déviées 15 par eux latéralement, sont recueillies dans des auges 26 installées contre les bords latéraux du séparateur. Un produit de moins bonne qualité, constitué d'un mélange des deux séries de particules constituant la matière, tombe dans des récipients collecteurs sous-jacents 28 disposés à l'extrémité du séparateur contre les bords 20 latéraux de la courroie transporteuse 24. Suivant le procédé habituel utilisé dans cette technique, ce produit de qualité médiocre est périodiquement renvoyé vers le dispositif d'alimentation pour être traité à nouveau dans le séparateur. Le dispositif d'alimentation 22 peut être un ensemble classi-25 que animé de vibrations et constitué d'une trémie et d'un bac. Le bac 30 vibre sous l'action d'un ensemble vibratoire 31 à la base 32 duquel il est relié par les extrémités inférieures de deux ressorts à lame 33 dont les extrémités supérieures sont fixées à son support 34, lequel est soumis aux vibrations exercées par un moteur 30 d'entraînement électromagnétique 35. Une trémie 37, fixée à l'arrière du bac, contient la matière M constituée de particules mélangées et la vibration du bac provoque la chute, par l'orifice inférieur de la trémie, de petites quantités successives de matière que le bac amène ensuite et fait tomber verticalement sur l'extré-35 mité contiguè* du séparateur 20. Le bac comporte de préférence une chemise chauffée (non représentée) capable d'élever suffisamment la température de la matière avant son arrivée au séparateur pour que l'humidité ambiante, ou contenue initialement dans la matière, ne puisse pas modifier les caractéristiques électriques des parti-40 cules. 71 24998 2098272 Le séparateur électrostatique représenté sur la figure 4 comprend les éléments de base suivants : un plateau de montage 38, une plaque porte-électrode inférieure 40 sur laquelle se déplace la matière, une plaque porte-électrode supérieure 42 surmontant la 5 précédente et séparée d'elle, et un couvercle 44 surmontant l'électrode supérieure et fixé au bord du plateau de montage par des vis 45 (figure 3) de manière à serrer et maintenir l'ensemble. L'entraînement du séparateur électrostatique est assuré par un ensemble vibratoire classique 46 analogue à l'ensemble 31 et qui comporte 10 une base 47 supportant les extrémités inférieures de deux ressorts à lame 48 dont les extrémités supérieures sont fixées à un support 49, lui-même assujetti à une plaque de raidissement 52 reliée à la face inférieure du plateau 38 (figure 3). Un élément d'entraînement électromagnétique 50, monté sur la base et comportant un arbre os-15 cillant relié à une extrémité du support 49, entraîne l'ensemble 46 qui fait vibrer tout le séparateur incliné pair rapport à l'horizontale, de façon que chaque particule progresse pas à pas de l'extrémité d'alimentation jusqu'à l'extrémité de déchargement du séparateur et tombe sur une plaque inclinée 5^ fixée au bord de 20 l'électrode inférieure 40. Les fréquences provoquant le mouvement vibratoire du séparateur sont,de façon classique, de 60 hertz. Comme on l'a déjà dit, la matière M se déplace entre les plaques 40 et 42. Les électrodes sont constituées par des grilles de forme correspondante imprimées respectivement sur la surface su-25 périeure de la plaque 42 et la surface inférieure de la plaque 40 et permettant d'engendrer entre ces plaques plusieurs champs électriques modifiant nettement le mouvement de la matière sur la surface de l'électrode inférieure. Toute la partie du séparateur électrostatique entourant les électrodes, c'est-à-dire les plaques 30 40 et 42, le couvercle 44, et le plateau 38, est constituée d'une matière diélectrique de façon à ne pas permettre le passage du courant dans les séparateurs et à concentrer les champs électriques dans la zone d'action des grilles. On a pu constater qu'une matière particulièrement bien adaptée à la réalisation des composants du 35 séparateur électrostatique était une matière à base de polycarbo-nate dont la résistance à la fatigue et à l'abrasion est excellente et dont les qualités diélectriques permettent d'obtenir des champs électrostatiques très denses et donc de séparer de grosses particules (2 à 2,38 mm). 40 Une des caractéristiques importantes de la présente invention 71 24998 7 2098272 réside dans la disposition particulière des électrodes en forme de grille engendrant les champs électriques. Comme le montrent bien les figures 4 et 5> ces grilles d'électrode présentent sensiblement la forme d'une arête de hareng ou d'une succession de chevrons. 5 La grille ou électrode supérieure 60 (figure 4) comporte un élément central ou axial 60a orienté dans le sens du mouvement vibratoire de la matière dans le séparateur, et plusieurs éléments 60b orientés latéralement, reliés à l'élément central et inclinés par rapport à lui dans le sens du mouvement de cette matière. Les éléments 60b 10 sont écartés les vins des autres et, dans la forme de réalisation représentée, cet écartement est environ de 2,5 cm. L'extrémité externe de chacun des éléments 60b est séparée par un intervalle (figure 4) d'un élément 60ç prolongeant en ligne droite l'élément 60b, l'ensemble des éléments 60b et 60ç_ formant ainsi, de chaque côté de 15 l'électrode supérieure, deux ensembles d'électrodes distincts. la structure 62 de la grille d'électrode inférieure (représentée en trait interrompu sur la figure 5) est pratiquement identique à celle 60 de l'électrode supérieure et comporte un élément central 62a auquel sont reliés plusieurs éléments latéraux 62b séparés de 20 et prolongés par des éléments 62ç_ sur les côtés de l'électrode inférieure. Ces grilles d'électrode sont de préférence constituées d'empreintes en matière bonne conductrice de l'électricité, par exemple de l'argent, peintes ou appliquées par pulvérisation sur les surfaces respectives supérieure et inférieure des électrodes 25 supérieure et inférieure. On préfère généralement ne pas superposer exactement les deux électrodes dans le plan vertical. Les grilles de l'électrode supérieure sont donc décalées légèrement vers l'avant dans le sens du mouvement de la matière, comme représenté sur la figure 5 et mieux 30 encore sur la coupe à plus grande échelle de la figure 8. Cette position relative des électrodes provoque, comme indiqué sur la figure 8 par la ligne F, une légère inclinaison des champs électriques vers l'avant dans le sens du mouvement de la matière entre les électrodes (indiqué par la flèche de la figure 8) ; on a constaté que cette 35 inclinaison permet de réaliser une meilleure séparation des diverses matières en particules. Il est possible de régler la position de l'électrode supérieure par rapport à l'électrode inférieure, comme on va l'expliquer plus loin, de façon que les grilles puissent prendre l'une par rapport à l'autre dans le plan horizontal prati-40 quement toutes les positions souhaitables. 71 24998 8 2098272 La matière alimentant la plaque inférieure 40 tombe dans un récipient 74 formé par une paroi arrière 70, une paroi avant 72 et deux courts éléments 73 de paroi latérale. Le bord inférieur central de la paroi 72 comporte une étroite ouverture 75 permettant à 5 la matière que contient le récipient de passer et d'être propulsée vers l'avant sous forme d'une mince couche sur la surface centrale de la plaque à électrode inférieure. A mesure que la matière avance le long de la plaque inférieure, une certaine partie de cette matière, relativement non influencée par la présence des champs élec-10 trostatiques, se déplace vers l'avant sensiblement dans la direction des flèches A (figure 5), tandis que le reste, ayant acquis une charge déterminée opposée à la polarité des champs électriques à un moment donné, est dévié de feçon à se déplacer parallèlement aux éléments 62b, comme indiqué par les flèches B (figure 5). 15 Plusieurs déflecteurs 80, dont l'un est représenté en détail sur la figure 6, sont disposés sur le dessus de la plaque inférieure 40 et à l'aplomb de l'intervalle séparant les éléments 60b, 60ç_. Ces déflecteurs réunissent les plaques à électrode, la plaque 42 reposant ainsi sur la surface supérieure 81 du déflecteur. Chacun 20 de ces déflecteurs comporte une branche 82 orientée sensiblement vers l'intérieur en direction de l'élément 62a de façon à ramener vers le centre de la plaque à électrode les particules qui se seraient écartées latéralement de façon inopportune par suite d'une collision avec d'autres particules et non par suite de l'influence 25 des champs électrostatiques. Chaque déflecteur comporte également une seconde branche 84 parallèle aux éléments sous-jacents 62b, 62ç_ et formant pont entre eux, de façon que les particules repoussées par le champ électrique engendré entre les éléments 60b et 62b ne puissent pas avancer sur la plaque 40 avant d'avoir été 30 soumises à l'influence du champ électrique engendré entre les éléments 60ç_ et 62ç_. On a constaté pratiquement que la matière repoussée par les champs électriques est forcée de se déplacer le long d'une ligne parallèle aux éléments de la grille mais un peu en arrière de ceux-ci, sensiblement dans le plan de la surface arrière 35 86 du déflecteur. Cela est illustré quelque peu schématiquement sur la figure 8, dans laquelle on voit de grosses concentrations de matière situées en arrière des champs électriques, le déplacement oblique progressif de cette matière dans le sens latéral résultant de la combinaison des forces dues au mouvement vibratoire d'alimen-40 tation et de la force de répulsion engendrées par les champs. 71 24998 9 2098272 La figure 7 représente en détail deux barrières 90* montées sur les parties latérales de la surface supérieure de la plaque 40, et qui assurent une séparation supplémentaire de la matière en particules. Plusieurs parois 92 perpendiculaires à la plaque 40 et 5 reliant les plaques à électrode constituent des prolongements matériels des champs électriques. Ces parois sont reliées par des parois basses 94 formant barrières, au-dessus desquelles doit passer la matière repoussée et qui forment avec elles, au niveau des bords latéraux de la plaque à électrode inférieure, des poches 96 10 dans lesquelles s'accumule cette matière repoussée. Chacune des poches 96 comporte un conduit vertical 97 d'évacuation allant de la plaque inférieure au plateau de montage sous-jacent 38 (figure 3), de sorte que la matière que contiennent les poches parvient finalement à des auges collectrices 26 installées sous l'appareil. 15 La matière qui ne passe pas par-dessus les barrières 94 descend finalement le long de la surface de la plaque inférieure et se décharge dans les récipients collecteurs 28 destinés au produit de médiocre qualité. On a constaté pratiquement qu'il était souhaitable d'espacer les plaques a électrode d'environ 4,75 et de don-20 ner à la paroi formant barrière une hauteur d'environ 1,6 mm ou encore un tiers de la hauteur totale du conduit. On voit sur la figure 4 que la plaque inclinée 54 d'évacuation située à l'extrémité aval du séparateur 20 comporte deux parois verticales de guidage 101 entre lesquelles passe la matière 25 non repoussée. Deux barres de séparation ou de .distribution 103, inferieare articulées sur 1 extrémité aval de la plaque/40, facilitent la séparation de cette matière du produit de médiocre qualité. Chacune de ces barres 103 comporte à son extrémité interne un bord tranchant 104 permettant de partager nettement la matière en par-30 ticules qui se déplace vers l'extrémité d'évacuation de la plaque inférieure. Ce bord tranchant se trouve contre le dernier des déflecteurs au niveau de l'extrémité de la grille à électrode. On peut, en faisant pivoter vers l'intérieur les barres 103, ne séparer la matière qu'au centre même de la plaque à électrode, ce qui 35 permet d'améliorer la qualité du produit dans certains cas, par exemple dans le cas où les champs électrostatiques ne produisent qu'une faible déviation de certaines des particules d'un mélange. La figure 9 représente schématiquement un circuit permettant d'appliquer une tension de courant alternatif à fréquence varia-40 ble entre les grilles ou électrodes inférieure et supérieure 62 et 71 24998 2098272 60. Un générateur d'audio-fréquences classique 110 engendre une tension dont les fréquences varient entre 30 et 400 hertz environ. Un transformateur T1 relie la sortie du générateur 110 à un circuit d'amplification linéaire qui amplifie séparément chaque demi-5 cycle de l'onde sinusoïdale produite et transmet la tension amplifiée au primaire d'un transformateur haute tension T2 dont le secondaire est relié aux grilles d'électrode. L'amplification de chaque demi-cycle de la tension appliquée est produite par un ensemble d'amplification à trois étages en série constitué des tran-10 sistors TRI, TR2 et TR3, le signal de sortie du transistor TR3 étant appliqué à la base d'un transistor TR4 relié en série au primaire du transformateur et assumant la fonction d'interrupteur général. Pour favoriser le maintien de la linéarité du signal de sortie par rapport au signal d'entrée venant du générateur 110, 15 deux transistors en série TR5 et TR6 sont reliés d'une part à la terre et d'autre part à l'émetteur de chacun des transistors TR4. La polarisation des émetteurs des ensembles d'simplification est effectuée par une tension positive +V par l'intermédiaire de résistances de polarisation RI et R2, et celle des collecteurs est as-20 surée par une tension négative -V qui sert aussi à amener les transistors de commutation TR4 sur le primaire du transformateur haute tension par l'intermédiaire d'une prise centrale mise à la terre. Une des extrémités du secondaire du transformateur haute tension comporte les conducteurs Ll, L2 et L3 reliés respectivement 25 aux éléments d'électrode 62c_ et 62a de la plaque inférieure à électrode, comme représenté sur la figure 5« L'autre extrémité du secondaire est reliée à l'élément central 60a de l'électrode de la plaque supérieure par un conducteur L4 pénétrant dans un isolateur vertical 112 (figure 3). Le secondaire du transformateur haute 30 tension T2 comporte une prise de tension réglable comportant elle-même deux conducteurs L5 et L6 reliés aux éléments d'électrode 60ç_ au moyen d'isolateurs verticaux 114. La tension entre les éléments d'électrode 60£ et 62ç étant inférieure à celle existant entre les éléments 60b et 62b, le pou-35 voir de séparation de deux matières dissemblables diminue, c'est-à-dire devient moins net dans les parties latérales du séparateur, et il est possiblç de réaliser une meilleure séparation de la matière dans ces parties, afin que les auges 26 reçoivent un produit concentré de bonne qualité. 40 Pour assembler le séparateur selon l'invention, on place la 71 24998 2098272 plaque à électrode supérieure 42 sur le dessus des déflecteurs 80 et des barrières 90 de la plaque 40. On place ensuite le couvercle 44 sur la plaque à électrode supérieure de façon que les isolateurs verticaux 114 et 112 reliant les électrodes au transformateur pas-5 sent par des fentes allongées 116 ménagées dans une extrémité de ce couvercle. Puis on assujetti le couvercle au plateau 38 au moyen des vis 45 de façon à serrer étroitement l'une contre l'autre les plaques à électrodes. L'allongement des fentes 116 permet de faire glisser horizontalement la plaque supérieure par rapport à la pla-10 que inférieure avant de les serrer l'une contre l'autre. Dans le cadre de la présente invention, il est souhaitable normalement que la grille d'électrode de la plaque supérieure soit légèrement décalée vers_ l'avant par rapport à celle de la plaque inférieure, comme on l'a déjà dit. On peut ainsi faire varier l'angle d'incli-15 naison des champs électriques et donc régler les effets de séparation et, dans le cas de certains minéraux, il est aussi possible de superposer sans décalage les deux grilles d'électrodes pour obtenir l'efficacité maximale du processus de séparation. Bien qu'on ne puisse pas comprendre encore parfaitement le 20 fonctionnement théorique du séparateur selon l'invention, on estime que l'efficacité de la séparation des particules différentes d'un mélange quelconque dépend principalement de leur grosseur et de leur densité, de la polarité de la charge utile à la surface de la particule, de la vitesse à laquelle est effectuée la charge, du 25 rythme auquel s'effectue l'alimentation en matière, et de l'importance des déviations dues aux collisions aléatoires entre particules . En général, plus la particule est grosse, moins elle est influencée par les champs électrostatiques. On peut agir directement 30 sur ce facteur en augmentant la tension de l'électrode. On doit donc augmenter la tension entre les électrodes en fonction de la grosseur des particules, du moins, évidemment, dans la limite autorisée par la structure du séparateur et la résistance de l'isolant, qui entraîne elle-même une limitation de la grosseur des ,par-35 ticules à séparer. Si un mélange comporte des particules dont les gammes de grosseur sont différentes, il est d'usage de séparer d'abord les particules selon ces gammes et de traiter ensuite chaque gamme séparément, puisque la tension au cours d'un cycle de fonctionnement du séparateur ne peut effectivement séparer que les 40 particules comprises dans une gamme déterminée de grosseurs. 71 24998 is 2098272 Il semble que le facteur "densité" influe sur la distance à laquelle les particules sont repoussées du champ électrique. Si la densité de la matière varie, il peut donc s'avérer nécessaire de faire varier la position horizontale de la plaque à électrode su-5 périeure par rapport à la plaque inférieure comme précédemment expliqué afin de faire varier l'inclinaison du champ électrique dans le sens du mouvement et à permettre à la masse principale des particules repoussées de se déplacer latéralement sans obstacle entre les déflecteurs 80. 10 En ce qui concerne la charge donnée aux particules par les champs électriques, il apparaît que certaines particules minérales ne tolèrent une charge que d'un seul sens (positif ou négatif), alors que d'autres particules cristallines peuvent avoir des charges contraires de part et d'autre de leur axe de symétrie structu-15 ral. D'autres particules encore ne se chargent apparemment pas en surface à cause de la faible durée de leur exposition à un champ de polarité donnée et de la lenteur avec laquelle elles prennent la charge. La valeur de la charge acquise par une particule dans un temps donné est normalement directement proportionnelle à la 20 constante diélectrique de la matière mais elle peut varier du fait de la présence sur cette dernière de pellicules superficielles ou des caractéristiques géométriques des particules. Le rythme auquel le séparateur est alimenté en matière est important à deux points de vue, d'une part en ce qui concerne le 25 volume de matière déplacé par unité de surface et d'autre part en ce qui concerne la vitesse de déplacement des particules. Le volume d'alimentation est important du fait que toutes les particules doivent théoriquement pouvoir être séparées pendant le temps qu'elles mettent à parvenir à l'extrémité de décharge du séparateur. Si ce 30 volume est escessif, une particule normalement destinée à être déviée par les champs électriques peut traverser ceux-ci par suite soit d'une collision aléatoire avec les autres particules, soit des effets de masque qui se produisent lorsque la 'concentration des par ticules dans la zone d'action des champs est forte. Ce rythme d/a-35 limentation a également des conséquences directes sur la vitesse avec laquelle les particules prennent la charge, comme précédemment indiqué, car s'il est trop rapide chaque particule reste moins long temps soumise à l'action du champ électrique et ne peut acquérir la charge suffisante pour la faire repousser par le champ. En considé-* 40 rant la question sous un autre aspect, il est évident qu'un rythme 71 24998 d'alimentation rapide engendre sur les particules une force de propulsion plus grande qui s'oppose aux forces de répulsion des champs électriques. On estime que les particules peuvent être généralement grou-5 pées en quatre catégories : (l) les particules négatives, c'est-à-dire celles qui ne peuvent être chargées nettement en surface que négativement ; (2) les particules positives, c'est-à-dire celles qui ne peuvent être chargées en surface que positivement ; (3) les particules à deux pèles, c'est-à-dire celles qui prennent une char-10 ge positive à l'une de leurs extrémités et une charge négative à l'autre ; et (4) les particules inertes, c'est-à-dire celles qui n'acquièrent aucune charge significative pendant une période donnée. Les particules actives, c'est-à-dire celles capables d'être repoussées par les champs électriques, sont les particules négatives et 15 positives, tandis que les particules à deux pèles et les particules inertes vont traverser les champs. Cette classification des particules en actives ou inactives dépend de la fréquence de la tension du courant alternatif appliqué. Lorsqu'on fait varier la fréquence, certaines particules initialement inactives deviennent actives et 20 vice versa. Cela est illustré dans le séparateur 20 de la présente invention par la séparation d'un mélange de chalcopyrite et de chrysocolle dont la grosseur des particules est comprise entre 0,23 et 0,15 mm. Avec des champs électriques engendrés par une tension dont la fréquence était de 60 hertz, pratiquement toute la matière 25 a été repoussée par les champs électriques et évacuée sur les cêtés du séparateur. A la fréquence de 180 hertz, on a constaté que pratiquement toute la matière était inactive, c'est-à-dire propulsée par le vibrateur dans le sens de la longueur de la plaque 40 et déchargée à l'extrémité d'aval du séparateur. En réalisant plusieurs 30 séparations à un certain nombre de fréquences comprises entre 60 et 180 hertz, on a trouvé une fréquence (162 hertz) où presque toutes les particules de chrysocolle ont été activées et repoussées par les électrodes tandis que pratiquement toutes les particules de chalcopyrite sont restées inactives et sont passées à travers les 35 champs électriques. On est donc parvenu pour une fréquence de 162 hertz à réaliser une séparation excellente alors qu'à 60 et à 180 hertz pratiquement aucune séparation n'a pu être obtenue. Les particules à deux pèles ainsi que les particules inertes traversent les champs électriques et l'on a découvert qu'elles ten-40 dent à se déplacer vers le centre du séparateur entre les éléments 2098272 71 24998 14 2098272 60a et 62a. Les particules à deux pôles sont par exemple celles dont la structure est parfaitement ou presque parfaitement cristalline, par exemple la galène, les cristaux de quartz, et certaines variétés de grenat et de tourmaline. Il est possible de classer grossièrement de la manière suivante les particules actives et inertes pour des champs électriques engendrés par des tensions de courant alternatif de cinq à dix mille volts à la fréquence de 60 herts : PARTICULES ACTIVES 10 1. Tous les minéraux micacés 2. Feldspath 3. Chalcopyrite 4. Pyrite 5. Cobaltite 15 6. Magnétite 7. Hématite 8. Rutile 9. Or (natif) 10. Argent (natif) 20 11. Or (Tellurures) 12. Argent (Sulfures) 13. Diamant 14. Wolframite 15. Cinabre 25 16. Thorite 17. Molybdénite 18. Chrysocolle 19. Cuivre (natif) 20. Sphalérite (noire) 30 21. Ilménite PARTICULES INACTIVES 1. Calcite 2. Scheelite 3. Apatite 4. Fluorine 5. Azurite 6. Malachite 7. Baryte 8. Limonite 9. Zircon 10. Grenat 11. Soufre 12. Monazite 13. Cérusite 14. Tourmaline 15. Braunite 16. Béryl 17. Cassitérite 18. Sphalerite (sauf Marmatite) Les paramètres ci-après donnent un exemple des possibilités du séparateur électrostatique selon l'invention : un mélange composé de 20,7 % de wolframite et de 79>3 % de monazite débité à 35 raison de 14 kg à l'heure environ passait entre des plaques à électrode de 25 x 41 cm, soit grossièrement 10 dm2 ; la tension appliquée entre les électrodes centrales en forme de grilles était environ de 6 000 volts et d'environ 4 500 volts entre \les électrodes latérales en forme de grilles, la fréquence étant de 60 Hz. Après 40 le premier passage dans le séparateur, on a constaté que 97*6 % de à A 71 24998 « 2098272 la wolframite avait été repoussé par le champ électrostatique et recueilli sur les côtés du séparateur, tandis que 1,4 % de cette matière était retrouvé dans le produit de qualité moyenne recueilli à l'extrémité de décharge du séparateur. On peut donc dire que 5 99 % de la wolframite a été récupéré, puisque le produit de médiocre qualité serait normalement repassé dans le séparateur. La proportion de wolframite contenue dans le concentré recueilli latéralement dans le séparateur était de 99 % alors que la proportion de wolframite du composé initial était seulement de 20,7 %• 10 Dans un séparateur selon l'invention comportant des plaques à électrodes d'environ 25 x 41 cm, il est possible d'atteindre des cadences d'alimentation en matière de 45 kg à l'heure. En outre, bien que le séparateur électrostatique selon l'invention tel qu'on l'a décrit ne comporte qu'une zone de séparation, on a constaté 15 qu'il était possible d'en superposer plusieurs dans l'appareil, ces zones étant toutes alimentées par un upiqup dispositif vibratoire d'alimentation. Autrement dit, il est possible de disposer au-dessus de la plaque 42 une seconde plaque 40, elle-même surmontée d'une autre plaque 42, etc., de façon à constituer un grand 20 nombre de canaux d'alimentation superposés. Il est ainsi possible d'augmenter plusieurs fois le débit du séparateur moyennant seulement une légère augmentation de la puissance nécessaire et de 1'encombrement. Il est possible de réaliser plusieurs étages de séparations 25 de la matière en isolant soit des éléments individuels, soit de préférence des groupes d'éléments 60b et 62b d'un bout à l'autre du séparateur. On applique alors des tensions de courant alternatif de fréquences différentes à chacun de ces groupes. Comme c'est la fréquence des champs électriques qui détermine le degré d'activité 30 des particules, il apparaît qu'il est possible de provoquer la répulsion de différentes particules en différents endroits espacés longitudinalement du séparateur et donc d'obtenir une séparation progressive de plusieurs minéraux en un seul passage dans le séparateur. On peut également augmenter le nombre de séparations au 35 cours d'un seul passage en combinant l'effet de la gravité et les effets électrostatiques, par exemple au moyen d'un basculement des plaques à électrode autour de leur axe longitudinal et/ou d'une surface transporteuse rayée. On voit donc que le rendement du séparateur électrostatique 40 selon l'invention est excellent, et l'on a constaté qu'il est â 71 24998 2098272 capable de séparer des particules minérales de grosseur comprise entre 0,03 mm et 2 mm difficiles sinon impossibles à séparer par les procédés de séparation électrostatiques classiques, Il permet par exemple de séparer la cassitérite de la pyrite, la monazite de 5 l'euxénite, la scheelite de la wolframite, la cérusite de la pyrite, et le grenat de la magnétite et de l'ilménite. Il est donc possible d'utiliser la présente invention pour nettoyer et séparer diverses parties d'une matière déjà traitée par.d'autres procédés classiques de séparation électromagnétiques, par gravité ou par 10 flottation. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est en outre très souple puisqu'il suffit de faire varier la valeur et la fréquence de la tension appliquée pour modifier les effets des champs électrostatiques sur les différentes particules minérales, et qu'on peut aussi modifier l'emplacement de ces champs par rap-15 port au sens du mouvement des particules en faisant varier les positions relatives des plaques à électrode dans le sens horizontal. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son 20 cadre. $ 71 24998 2098272 REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation d'une matière constituée de fines particules dont un champ électrique influence une partie différemment du reste, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste 5 à acheminer la matière le long d'une trajectoire au moins partiellement horizontale et en travers de laquelle une tension électrique, appliquée entre des électrodes supérieures et inférieures, engendre un ou plusieurs champs électriques parallèles orientés latéralement et espacés longitudinalement par rapport à ladite trajectoire, une 10 partie des particules étant ainsi déviée parallèlement audit champ et latéralement par rapport à ladite trajectoire, le reste poursuivant son mouvement initial en traversant les champs. 2. Rpocédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second champ électrique d'intensité plus faible que le premier le 15 prolonge latéralement dans le sens du déplacement des particules déviées, la matière pouvant être redirigée vers le centre de ladite trajectoire dans la zone comprise entre ces deux champs électriques. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 20 consiste à réaliser, à l'extrémité aval de ladite trajectoire, une séparation supplémentaire des particules situées respectivement vers le centre et sur les côtés de cette trajectoire. 4. Séparateur électrostatique destiné à séparer les fines particules constituant une matière, ce séparateur étant caractérisé en 25 ce qu'un dispositif d'alimentation comportant un transporteur déplace ladite matière dans une première direction longitudinale sur une surface transporteuse au moins partiellement horizontale, un générateur applique entre deux électrodes sensiblement parallèles, disposées respectivement au-dessus et au-dessous de ladite surface 30 et orientées dans une seconde direction transversale et pouvant comporter une composante parallèle à la première direction, une tension qui engendre un champ électrique orienté transversalement par rapport à ladite surface et déviant une partie des particules en leur faisant prendre la seconde direction, le reste de la matière 35 traversant ledit champ électrique dans la première direction. 5. Séparateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune desdites électrodes comporte un certain nombre d'éléments parallèles espacés les uns des autres dans la première direction et orientés dans la seconde direction, ladite surface transporteuse 40 pouvant être entièrement horizontale, le dispositif d'alimentation 71 24998 18 2398272 pouvant être vibratoire, ladite tension pouvant être une tension alternative de fréquence prédéterminée, et le séparateur pouvant comporter un dispositif permettant de faire varier cette fréquence. 6. Séparateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que 5 le transporteur est constitué de deux plaques diélectriques superposées et écartées l'une de l'autre, la plaque supérieure supportant sur sa surface inférieure une des électrodes, la plaque inférieure supportant sur sa surface supérieure l'autre électrode, et ladite surface transporteuse étant constituée par la surface supé- 10 rieure de la plaque supérieure. 7. Séparateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacune des plaques comporte, en plus de sa première électrode et sur la même face que celle-ci, une autre électrode constituée de plusieurs éléments orientés dans la même seconde direction que ceux 15 de cette première électrode mais séparés d'eux, et en ce qu'un générateur établit entre cette seconde paire d'électrodes une tension inférieure à celle existant entre la première paire d'électrodes. 8. Séparateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que plusieurs déflecteurs, disposés entre les plaques dans l'intervalle 20 séparant les deux paires d'électrodes, font dévier une certaine par tie des particules sensiblement dans la première direction en les écartant de la seconde, la surface supérieure de la plaque supérieure pouvant comporter plusieurs barrières superposées, aux extrémités externes de la seconde paire d'électrodes, ainsi que des or- 25 ganes collecteurs situés à l'extérieur de ces barrières et recueillant les particules passant par-dessus ces dernières. 9. Séparateur électrostatique destiné à séparer une matière constituée de fines particules et caractérisé en ce qu'il comprend un transporteur dont la surface transporteuse est au moins partiel- 30 lement horizontale, un vibrateur déplaçant longitudinalement et pas à pas la matière le long de ladite surface, deux électrodes en forme de grille à chevrons dont les branches, orientées vers l'extérieur dans le sens du déplacement de la matière, forment des angles égaux par rapport à la direction longitudinale et peuvent être re- 35 liées à leur point de convergence par un élément orienté dans cette même direction, ces deux électrodes étant alignées l'une avec l'autre et la seconde étant disposée au-dessus de la surface convoyeuse et un générateur appliquant entre les deux électrodes une tension engendrant un champ électrique, de façon à faire dévier une partie 40 des particules le long du bord amont de ce champ et latéralement 71 24998 19 2098272 par rapport à la direction longitudinale, ladite tension pouvant être une tension de courant alternatif de fréquence variable entre environ J>0 et 400 Hz. 10. Séparateur selon la revendication S, caractérisé en ce 5 qu'un dispositif de réglage permet de déplacer l'une par rapport à l'autre les électrodes dans le sens longitudinal afin de modifier l'inclinaison des champs électriques qu'elles engendrent par rapport à un plan horizontal. 11. Séparateur selon la revendication $, caractérisé en ce que 10 le transporteur est constitué de deux plaques diélectriques dont la première supporte sur sa face inférieure la première électrode et la seconde, qui est parallèle au transporteur et le surmonte, supporte sur.sa surface supérieure la seconde électrode. 12. Séparateur selon la revendication S, caractérisé en ce 15 qu'il comporte une seconde paire d'électrodes en forme de grille dont chacune comporte plusieurs éléments reliés ensemble et prolongeant respectivement les éléments de chacune des électrodes de la première paire tout en étant séparée d'eux par un intervalle, et un générateur appliquant entre les électrodes de cette seconde 20 paire une tension indépendante de celle appliquée entre les électrodes de la première paire, et en ce qu'il peut comporter en outre,d'une part plusieurs déflecteurs disposés sur le transporteur sensiblement au-dessus dudit intervalle et entre chacun.des éléments des deux électrodes supérieures, afin de faire dévier une 25 certaine partie des particules vers une position située entre les éléments des électrodes de la première paire, et d'autre part,plusieurs barrières disposées sur le transporteur au-dessus des extrémités externes des éléments de l'électrode supérieure de la seconde paire, ainsi que des organes collecteurs situés à l'extérieur 30 de ces barrières et destinés à recueillir la partie des particules passant par-dessus ces dernières. 13. Séparateur selon la revendication 11, caractérisé en ce que deux barres de séparation articulées sur l'extrémité aval du transporteur et^rès de ses bords latéraux séparent la matière 35 transportée par lui en deux parties dont l'une se déplace au milieu du transporteur et l'autre le long de ses bords. 14. Séparateur électrostatique destiné à séparer une matière constituée de fines particules, et caractérisé en ce qu'il comprend deux plaques diélectriques parallèles et sensiblement horizontales, 40 un dispositif d'alimentation déplaçant dans le sens longitudinal 71 24998 20 2098272 et pas à pas la matière entre ces plaques le long de la surface supérieure de la plaque inférieure, deux électrodes parallèles montées respectivement sur la plaque supérieure et sous la plaque inférieure et orientées vers l'extérieur obliquement par rapport 5 au sens longitudinal, et un générateur appliquant une tension entre les électrodes de façon à engendrer en travers desdites plaques un champ électrique d'intensité telle qu'il empêche le passage d'une partie des particules dans le sens longitudinal et les dévie latéralement le long de son bord d'amont. 10 15. Séparateur selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs premières et secondes électrodes, parallèles et sensiblement horizontales, les premières étant alignées avec les secondes, de façon à engendrer entre les plaques et transversalement par rapport à celles-ci plusieurs champs électriques 15 parallèles et espacés; la tension pouvant être une tension alternative de fréquence prédéterminée, et le séparateur pouvant comporter en outre un dispositif faisant varier cette fréquence entre environ 30 et 400 Hz.