Brevet FR2133463A1 — publié le 19721201

La présente invention concerne les dispositifs d'enrichissement en suspension aqueuse de matériaux fins, tels que notamment les terres à porcelaine, feldspaths et autres miné- raux. On connaît des séparateursdestinés à#l'enrichis- sement des minerais de fer oxydés et qui comportent un rotor annulaire divisé par des cloisons transversales en capacité contenant les éléments ferro-magnétiqu# tels que des boulets en acier. Le fond de chaque capacité est en forme de pyramide tronquée, et est muni d'orifices d'évacuation de la pulpe et de l'eau. Le rotor tourne entre les entrefers du circuit magnétique d'un système électromagnétique. Pendant la rotation du rotor, on introduit alternativement dans chaque capacité un courant continu d'eau et de pulpe la traversant. La pulpe est alimentée au moment où les capacités se trouvent entre les entrefers du système électromagnétique et l'eau lorsqu'elles sont hors de ces entrefers. Au cours du passage de la capacité dans l'entrefer du circuit magnétique du système électromagnétique, l'aimantation des éléments ferromagnétiques, se trouvant dans cette capacité, est produite et ceux-ci assurent l'extraction des particules magnétiques des minéraux ferreux contenus dans la pulpe traversant la capacité. La pulpe débarrassée de ces particules est ensuite évacuée par un orifice vers un collecteur. Lorsque la capacité est dégagée de l'entrefer du circuit magnétique, les éléments ferromagnétiquzssof démagnétisês, et de l'eau est alors introduite dans la capacité en écoulement continu pour entratner les particules ferreuses extraites vers des collecteurs spéciaux. Dans les séparateurs connus, l'extraction de la matière initiale dans l'écoulement n'assure pas l'extraction complète des particules à propriétés magnétiques relativement faibles, par suite de la vitesse importante de passage de courant de pulpe dans la capacité, ce qui exclut la possibilité de séparation des matériaux contenant des minéraux de ce type. De plus, au cours de la séparation des matières initiales, on n'utilise pas les forces d'attraction sélective des particules hydrophobes des minéraux à extraire vers les surfaces hydrophobes des éléments filtrants, ce qui abaisse également le rendement de séparation de matières fines en suspension. L'utilisation d'un système électromagnétique dans le séparateur à circuit magnétique provoque une dissipation de de l'énergie magnétique et n'assure pas 1 utilisation complète de cette dernière tout en affectant la qualité de séparation de la pulpe initiale. Le système électromagnétique volumineux mis en oeuvre dans ces filtres de séparation connus augmente leurs dimensions, tout en les rendant plus coûteux L'invention remédie à ces inconvénients et a pour objet un séparateur qui assure un prélèvement plus complet des particules constituant les minéraux d'impureté contenus dans la matière initiale. Ce séparateur, destiné à l'enrichissement des matériaux fins en suspension, comportant au moins deux capacités de séparation en matière amagnétique dans l'une desquelles les minéraux d'jmpuretés sont extraits de la pulpe, et dans l'autre, les minéraux prélevés sont évacués par de liteau, et comportant des bobines électromagnétiques pour l'aimantation des éléments filtrants ferromagnétlqus contenuslans lesdites capacités, est caractérisé essentiellement en ce que dans chacune des capacités, entre les éléments ferromagnétiques sont placées au-dessus des capacités des bobines électromagnétiques pouvant pivoter autour de l'axe de symétrie vertical des capacités; un organe de répartition assurant l'alimentation séparée et alternativf de la pulpe et de l'eau est associe àchacune des capacités. Dans ce nouveau séparateur, chaque capacité est formée par deux cylindres concentriques dont l'intervalle constitue une enceinte de réception de la pulpe traitée, et comporte un fond en forme de cane ayant un orifice au sommet dans lequel est montée une soupape magnétique permettant d'évacuer l'eau entratnant les minéraux prélevés, et à la partie supérieure du cylindre extérieur est ménagé un orifice pour déverser la pulpe traitée. Dans ce séparateur, l'organe de distribution est constitué par une cuve tournante, divisée par une cloison concentrique en deux sections, respectivement pour la pulpe et 1 eau, et deux entonnoirs fixes de réception, disposés sous la cuve; sur les co#tés diamétralement opposés du fond de chacune des sections de cuve sont ménagés des orifices servant au déversement de la pulpe et de l'eau dans les entonnoirs qui, au cours de la rotation de la cuve, alimentent les capacités à tour de rôle en pulpe et en eau. On utilise comme éléments ferromagnétiques des boulets en acier, ou des tôles en acier, ondulées, recouvertes d'une pellicule hydrophobe. Au cours de la séparation de la matière initiale, les particules à faibles propriétés magnétiques sont mieux retenues par des éléments ferromagnétiques, du fait que la séparation de la matière initiale est réalisée à l'intérieur de la capacité dans des conditions d'écoulement laminaire. Il en résulte l'augmentation de la gamme des minéraux pouvant être traités dans ce nouveau filtre de séparation. L'application d'une pellicule hydrcphobe sur les éléments ferromagnétiques permet d'utiliser, au cours de la séparation de la matière initiale, les forces d'attraction sélectives des particules hydrophobes de la matière à traiter sur les surfaces hydrophobes des éléments, ce qui améliore également l'effi- cacité de séparation des matières initiales. La disposition des bobines électromagnétiques dans chacune des capacités, entre les éléments ferromagnétiques, réduit la dissipation d'énergie magnétique tout en permettant de l'utiliser plus complètement, et ainsi d'améliorer le processus de séparation des matières initiales. L'absence d'un circuit magnétique dans le séparateur permet de réduire l'encombrement et le poids de l'appareil, tout en le rendant moins coûteux L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation, et des dessins, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation de face, en partie coupée d'un séparateur pour l'enrichissement de matériaux fins en suspension, - la figure 2, est une vue en plan du filtre de séparation de la figure 1, et - la figure 3, est une vue en plan des trémies ou entonnoirs de réception. Le séparateur comporte un bâti 1 (figure 1, 2) en forte tôle d'acier sur lequel sont fixées symétriquement et rigidement deux capacités de séparation 2. Au-dessus de ces capaciti 2, sur l'arbre 3,est monté, avec possibilité de pivotement par rapport à l'axe de symétrie vertical des capacités 2 cofncidant avec l'axe 3, un dispositif de distribution 4 servant à l'alimentation alternée et séparée de la pulpe et de l'eau dans chaque capacité filtrante 2. Chaque capacité filtrante 2 est en matièreanagnétique, et est constituée par deux cylindres concentriques, intérieur 5 et extérieur 6, ménageant entre eux une enceinte 7 servant à recueillir la pulpe traitée. Le fond 8 de la capacité2est raccordé au cylindre extérieur 6, est de forme conique et est muni d'un orifice 9 d'évacuation. Dans cet orifice 9 du fond 8 est montée une soupape magnétique 10 permettant d'évacuer l'eau entratnant les particules de minéraux extraits A la partie supérieure du cylindre extérieur 6 est ménagé un orifice 11 de trop plein permettant d'évacuer la pulpe traitée. A l'intérieur de la capacité 2 est disposée une grille 12 sur laquelle sont placés le cylindre intérieur 5 et la bobine électromagnétique 13 qui est enfermééeans un capot étanche 14 en métal amagnétique. Cette bobine est noyée entre des éléments ferromagnétiques hydrophobes 15 qui sont constitués par des boulets en acier, ou par des tôles ondulées en acier recouvertes d'une fine pellicule de matière hydrophobe (de 3 à 5 /u d'épaisseur), telle qu t un silicone liquide. L'organe de répartition 4 est constitué par une cuve 16, touas. par rapport à l'axe de symétrie des capacités 2, et deux entonnoirs d'admission 17 fixés sous la cuve 16. La cuve 16 est calée sur l'arbre 3, coaxialement sur l'axe de symétrie vertical des capacités 2. Une extrémité de l'arbre 3 tourne dans un palier 18 situé au centre du bâti 1. Un deuxième appui de l'arbre 3 est constitué par un palier 19 monté dans une douille 20 (figure 3) disposée entre les entonnoirs d'alimentation 17 La cuve 16 est partagée par une cloison concentrique 21 en deux sections 22 et 23 destinées respectivement à la pulpe et à l'eau. Dans les fonds 24, 25 des sections 22 et 23 sont ménagés des orifices respectifs 26 et 27 de déversement de la pulpe et de l'eau dans les entonnoirs d'admission 17. Sur la paroi extérieure de la cuve 16 est monté un dispositif à pression 28 actionnant des interrupteurs de fin de course 29 lorsque la pulpe est débitée dans les capacités 2. Les entonnoirs d'admission 17 sont en forme de demi-cylindres, dans les fonds 30 (figure 3) desquels sont ménagés des orifices 31 d'évacuationfidans les capacités 2, de l'eau et de la pulpe déversées dans les entonnoirs 17 Le séparateur fonctionne de la façon suivante Avant d'amener à la cuve 16 (figures 1 2) la pulpe constituée par une suspension de terre à porcèlaine à faible teneur en impuretés minérales (oxydes de fer et de titane), celle-ci est traitée avec des réactifs afin de conférer à ces impuretés minérales des propriétés hydrophobes.La pulpe traitée de cette façon est amenée dans la section 22, tandis que de l'eau est amenée dans la section 23. Ensuite, l'arbre 3 est mis en rotation avec la cuve 16 qui en est solidaire. En cours de rotation de la cuve 16 > lapulpe et l'eau sont déversées en alternance consécutive dans les entonnoirs d'admi; sion 17, et ainsi dans les capacités 2. Lorsque l'orifice 26, de déversement de pulpe de la section 22, est dans la zone de l'entonnoir 17, la pulpe est amenée dans la capacité 2. Simultanément le dispositif à pression 28 enclenche l'interrupteur de fin de course 29, et la bobine électro magnétique > pla##e dans agate capacité 2, est alimentée en courant continu magnét4sant les éléments ferromagnétiques 15 et la soupape 10, laquelle est attirée à l'intérieur de la capacité 2 et ferme l'orifice 9 ménagé dans le fond 8 de celle-ci. Lorsque la pulpe amenée à la capacité 2 passe par les éléments ferromagnétiques 15, l'action des forces magnétiques engendrées et des forces d'attraction sélective réalise l'extraction des minéraux recherchés (oxyde de fer et de titane) par adhérence de ces derniers aux éléments 15. Au moment où le courant électrique passe dans la bobine électromagnétique 13, la soupape magnétique 10 est attirée dans l'orifice 9 et la séparation des minéraux recherchés est effectuée dans la capacité. La pulpe débarrassée des impuretés (oxydes de fer et de titane) débouche dans l'enceinte 7 de réception et est évacuée par l'orifice de déversement 11 vers un collecteur spécial (n'est pas représenté). Lorsque l'orifice d'évacuation 26 de pulpe de la section 22 sort de la zone de l'entonnoir et que s'y engage l'ori- fice d'évacuation 27 de l'eaude la section 23, le dispositif à pression 28 coupe le courant électrique, et la capacité 2 reçoit de l'eau. Les éléments ferromagnétiques 15 et la soupape 10 sont démagnétisés et cette soupape dégage l'orifice 9 d'évacuation de la capacité. L'eau amenée dans cette capacité 2 entratne les particules démagnétisées d'impuretés (oxydes de fer et de titane) et coule dans l'orifice 9, que dégage la soupape magnétique, vers le collecteur (non représenté). Le cycle de fonctionnement du séparateur est ensuite répété. Le fonctionnement de l'autre capacité 2 est analogue à celui de la première, à l'exception du fait qu'au moment du débit de la pulpe à l'une des capacités, l'autre reçoit de l'eau. TABLEAU I Parambtre du filtre de séparation NO Désignation du paramètre Valeur du paramètre et unités de mesure 1 Productivité spécifique du séparateur par dm2 de surface d'éléments 270 2 Vitesse d'écoulement 2,5 cm/s 3 Intensité du champ magnétique 10 000-12 000 Oersted TA#B#LEAU Il Résultats de séparation des terres à porcelaine des impure tés à l'aide du filtre de l'-invention Gisement et pr#d#lts Teneur,g Teneur,# #iancheur,# trait#és Terre à porcelaine du gisement de Gloukhovets de Gloukhovets initial ou 89 1,35 83 traité 0,53 0,71 91 Terre à porcelaine du gisement de Manouilsk initial 0,70 1,1 95 traité 0,52 0,45 92 REVENDICATIONS 1. Séparateur destiné à l'enrichissement de matières fines en suspension aqueuse comportant au moins deux capacités en matière amagnétique dans l'une desquelles sont extraits les minéraux d'impuretés de la pulpe, tandis que dans l'autre les minéraux extraits sont évacués par de l'eau, et des bobines électromagné tiques pour l'aimantation des éléments ferromagnétiques contenus dans ces capacités, ce séparateur étant caractérisé en ce que dans chacune des capacités, entre des éléments ferromagnétiques, les bobines électromagnétiques sont montées au-dessus des capaci tésXest estmonté un organe de distribution pouvant pivoter autour de l'axe de symétrie vertical de celles-ci, pour alimenter alternativement et séparément la pulpe et l'eau dans chacune des capacités. 2. Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque capacité est formée par deux cylindres concentriques dont l'intervalle constitue une enceinte réceptrice de la pulpe traitée, et d'un fond en forme de cône, dont l'orifice au sommet de ce cône est muni d'une soupape magnétique permettant l'évacuation de l'eau entratnant#les minéraux extraits, et à la partie supérieure du cylindre extérieur est ménagé un orifice de déversement de la pulpe traitée. 3. Séparateur suivant la revendication 1 ou 29 caractérisé par le fait que ledit organe de distribution est constitué par une cuve tournante, divisée par une cloison concentrique en deux sections destinées respectivement à la pulpe et à l'eau, et deux entonnoirs d'admission fixes, disposés sous cette cuve, dans les fonds de chacune de ses sections des orifices diamétralement opposés étant ménagE sur les fonds de cette cuve pour évacuer la pulpe et 1 eau vers des entonnoirs qui, au cours de la rotation de la cuve, introduisent alternativement la pulpe et l'eau qu'ils reçoivent dans les capacités filtrantes. 4. Séparateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les éléments ferromagnétiques sont des boulets d'acier recouverts d'une pellicule hydrophobe. 5. Séparateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les éléments ferronagnétiques sont des tôles d'acier,ondulées,recouvertes d'une pellicule hydro phobe.