Brevet FR2111922A1 — publié le 19720609

' 2111922 la présente invention se rapporte à un procède ot à un appareil h cyclone, destinés à séparer des matières concassées et/ou broyées plongées dans un liquide on solution.?, de -fines» et de refus et permettant de rouler la densité de la solution de fines sans modifier 5 celle du produit initial. De plus, 1'appareil comporte des élément3 per;-.ettant ti'alimenter le cyclone cous débit constant. L'expéric-ncc a nontri que l'on peut utiliser efficacement des cyclones pour séparer des matières concassées ou broyées de divers genres en deux mélanges de gr a nulo ru; tries différentes. On utilise 10 pour cela les forces centripète et centrifuge qui s'exercent dans le cyclone, ce qui chasse les gosses particules vers la périphérie de ce cyclone, tandis que les fines sont chassées vers son axe. On peut ensuite retirer ces particules respectivement de la périphérie et du centre, ce qui sépare la matière initiale en fonction de la 15 granulometrie des particules. la grosseur granulemétrique de séparation est déterminée par les dimensions matérielles d'une particule qui, lorsqu'elle est exposée aux forces centripète et centrifuge dans le cyclone, est soumise à des forces égales tendant à la projeter vers le centre, et 20 vers la périphérie de ce cyclone. Cette notion de grosseur est importante si le produit qui vient du centre, que l'on appellera, courant ascendant, doit être utilisé dans un traitement ultérieur dans lequel la grosseur des particules a une importance déterminante, le produit qui vient de la périphérie, que l'on appellera courant 25 descendant, contient les particules de grosseur égale ou supérieure à cette grosseur de séparation. Colle-ci dépend de nombreuses variables, telles que la densité du produit introduit dans l'appareil, la pression à l'entrée, la granulonétrie de ce produit initial et la capacité du cyclone utilisé 30 On a constaté que si l'on augmente la densité du produit ini tial, la grosseur do séparation augmente, ainsi que la proportion en poids des matières solides dans les courants ascendant et descendant. Ce phénonrne provient essentiellement du fait que la poussée de flottai;,on augmente dans .le cyclone avec cette densité, ce qui 35 chasse des particrj.es plus grosses et plus lourdes vers le centre, d'où elles partent amis le courant ascendant. Celles qui sont trop grosses sont, chassées vers la périphorii o et sortent avec le 71 38811 2 courant descendant. Le fait d'auvent or la densit La pression à l'entrée affecte la capacité du cylone et la grosseur de séparation et, si on l'au&iîcntc, cette capacité est fortement améliorée et cette grosseur a usinante. La granulome tri o du produit- introduit influe sur la teneur en matières solides des courants ascendant et descendant, et lorsqu'ell au/;ionte, la densité du courant ascendant diminue, parce que les grosses particules, qui sont soumises à une force centrifuge plu grande, sortent avec le courant descendant. Par conséquent, la densité du courant ascendant diminue, et celle du courant descendant augmente. Il existe actuellement deux procédés pour augmenter la densité du courant ascendant, qui consistent à augmenter la densité du produit Introduit ou bien à ajouter un épaississant à ce courant. Avcc le premier, la classification qui a lieu dans le cyclone est inefficace, alors que le deuxième exige de forts investissements pour l'appareil d'épaississement, et dans certains cas, on ne peut aisément rendre le produit traité compact. La présente invention concerne un appareil et un procédé qui sont destinés à classer une solution de particules en deux composants granulometriques au moyen d'un cyclone, et grâce auxquels on peut augmenter la densité du courant ascendant qui contient les fines, sans modifier la densité du produit initial ni ajouter un épaississant. En outre, un agencement permet de maintenir le débit d'alimentation relativement constant. Elle se rapporte à un procédé et à un appareil destinés à séparer les particules d'une matière concassée ou broyée en la soumettant à des forces centripbte et centrifuge dans une zone cylindrique pratiquement fermée, puis en soutirant dans des sensdif-férents les solutions qui proviennent du milieu et de la périphérie de cette zone. Puis on réinjecte dans ladite zone une partie de l'une ou l'autre des deux solutions de manière à maintenir la densité de celle qui provient du centre et qui contient les fines, b. environ 25 à 40 pour cent en poids de matibres solides. On peut 71 38811 3 utiliser par o::c:nplG un cyclone donneur oui or.t (2 ilijvj $«tijïe canalisation «o réinj cotion montée entro la conduite dans laquelle le courant amendant pars ce et la conduite à'alimentation, parce que l'on peut ainsi renvoyer h 1 'entrée une partie de cc courant 5 ascendant. La £^\a niûcmé-trie moyenne de cette partie est inférieure à colle du produit initial, do sorte eus leur mélange donne une granulome trie. oui est encore inférieure à celle de cc produit ir.ii:ial. Par conséquent, à conditions de fonctionnement constantes, lorsque la solution à granulometrie plus faible ainsi forcée est 10 envoyée dans le cyclone, elle produit un courant ascendant, dont la densité est plus grande que si une partie du courant ascendant antérieur n'avait pas été mélangée au produit introduit, parce que celui-ci contient maintenant plus de particules de grosseur inférieure à la grosseur de séparation et que par suite ce courant a3-15 cendant en contient plus. On augmente de cette manière la densité de ce courant sans modifier l'efficacité de classification du cyclone. A l'inverse, dans le cas où il faut diminuer la densité du courant ascendant, on peut renvoyer dans le produit initial une 20 partie du courant descendant. La granulométrie moyenne de ce courant est supérieure à celle de ce produit initial, et le mélange donne à l'entrée du cyclone un produit qui a plus de particules de dimensions supérieures à la grosseur de séparation, ce qui diminue la densité du courant ascendant et augmente celle du courant descendant. 25 On peut augmenter ou diminuer la densité du courant ascendant en réinjectant respectivement une partie de ce courant ou une partie du courant descendant. On peut aussi utiliser cette caractéristique de réinjection pour assurer le débit voulu de produit initial à l'entrée du cy-30 clone. On le fait en utilisant un dispositif détecteur de niveau dans un réservoir nui est relié à la conduite d'alimentation do ce cyclone. Lorsque le niveau de la matière à traiter tombe dans ce réservoir à une cote prit?éterminée au-dessous de laquelle il ne reste plus asces de cette matière pour maintenir le débit désiré 35 dans le cyclone, ce dispositif émet un signal, que l'on peut utiliser pour régler le débit de la partie injectée du courant ascendant et/eu du courant descendant. On peut donc augmenter le débit de cette 71 388 l'i 4 2111922 partie pour faire remonter le niveau dans lo réservoir, ce qui maintient le cl/bit û ' alimentation désiré, le- *.é l ficacité du fonctionnement du cyclone. Les naticres que l'on peut classer en appliquant le procédé; selon 1 'invention sont par exemple la schceiitc, 1er, minerais de molybdène et de cuivre et d'autres minerain métalliques ou non. En principe, on peut classer par ce procédé tout produit en milieu liquide dont les particules ont des granul.cmétries différentes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et dont la figure unique représente schématiquement une installation permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. On a représenté sur cette figure un cyclone 1 qui compoi^te une conduite 2 de sortie du courant ascendant, une conduite d'alimentation 3 et une conduite 4 de sortie du courant descendant. La conduite 2 se divise en une conduite 5, qui alimente une installation 6 de traitement par flottation, et en une seconde conduite 7 dont une vanne 8 peut régler le débit de façon à renvoyer par la conduite 10 une partie du courant ascendant dans un réservoir 9. Le courant descendant qui circule dans la conduite 4 se divise et est envoyé dans une conduite 19 et une conduite 20, le débit de cette dernière étant réglé par une vanne 13 de façon à renvoyer une partie de ce courant dans le réservoir 9, par une conduite 21. Un dispositif 11 de détection du niveau est monté de façon à émettre un signal destiné à manoeuvrer les vannes 8 et/ou 13 par des conducteurs 22 et/ou 23 respectivement, lorsque le niveau du produit tombe dans le réservoir 9 au-dessous d'une cote prédéterminée. Un densimotre 12 est branché sur la conduite 5 de façon à mesurer et indiquer la densité du produit qui y passe, et il est relié à un dispositif (non représenté) qui est destiné à émettre un signal de manière à commander soit la vanne 8,soit la vanne 13, par des conducteurs 24 et 25 respectivement, si cette densité est respectivement inférieure ou supérieure à une valeur prédéterminée. Une conduite 14 envoie une matière concassée ou broyée composée de particules non classées venant d'une source 15, dans le réservoir 9, où cette matière est mélangée à un liquauc, u« i-wu pur «ACi.tpxc, 71 38811 5 2111922 venant d'uno source 16 par une conduite 17. Une pompe 18 envoio le produit contenu dans le réservoir dans la conduite d'alimentation 3. En service, le produit non classé est envoyé dans le réservoir, 5 où il cet riélcngé à un liquide, tel que l'eau, puis la pompe refoule ce nél m go dan;; lo cyclone sous le débit de a ire, qui dépend essen-tiollcne»; de la capacité de ce cyclc-no. Ce produit y est soumis à dos forces centripète et centrifuge qui en séparent les parti-cul.es, les petites passant dans la régicr. de l'axe du cyclone, tan-10 dis que les grosses s'accumulent à la périphérie de ce dernier, les fine??, c'est-h-àire les particules dont la grosseur est égale ou intérieurs à la grosseur de séparation, sortent ensuite dans le courant ascendant alors que les grosses particules, c'est-à-dire celles dont la grosseur est égale ou supérieure à cetto grosseur 15 de séparation sortent dans le courant descendant. Cette grosseur de séparation est fonction de la densité du produit introduit, laquelle est en fonction inverse du rendement du cyclone. La conduite 2 envoie le courant ascendant à un appareil de traitement par flottation. Le densinètre 12 mesure la densité de 20 ce courant et au cas où il faut pour le traitement que cette densité soit comprise dans une certaine plage et où la densité mesurée ne se trouve pas dans cette plage, il envoie par l'intermédiaire d'un, générateur classique un signal destine à faire ouvrir la vanne 8 ou 13, suivant que la valeur de cette densité est respectivement 25 en deçà ou au-delà de cette plage. Si la densité mesurée est trop faible, la vanne 8 s'ouvre do façon à renvoyer une partie du courant ascendant dans le réservoir. Cela diminue la granulometrie moyenne du produit contenu dans ce réservoir et, à pression et débit d'alimentation constants, la densité du courant ascendant 30 augmente « Ce procédé de réinjection évite d'avoir à augmenter la densité du produit initial ou à ajouter un épaississant au courant ascendant lorsqu'il lait augmenter la densité de ce dernier. De r-iCnc, si In densité no sure o est supérieure au:: valeurs fixées, le dons;inièt:."C 12 envoie un signal destiné à manoeuvrer la 35 vanne 13 c-e façon à renvoyer une partie du courant descendant au ré--serv'eir 9. Cela augmente la granulouétrie moyenne dans ce réservoir et diminue donc la densité du courant ascendant en augmentant celle 71 38811 s 2111922 du courant descendant. On a ainsi réalisé un circuit automatique, destine à maintenir la densité du courant ascendant sensiblement constante. Pour que la quantité de produit resto constante dans 3_e réservoir, on utilise le dispositif 11 de façon à créer un signal destiné à manoeuvrer les vannes 0 et/ou 13 si le niveau de ce produit to:.ibe dans ce réservoir à une cote au-dessous do laquelle il n'y en a plus assez pour fournir à la pompe 18 la quantité nécessaire pour maintenir la pression et le débit désirés dans la conduite d'o.limentation. Ces vannes renvoient une partie du courant ascendant et/ou du courant descendant dans le réservoir en maintenant dans ce dernier le niveau voulu pour assurer le débit d'alimentation approprié .'si la densité du courant ascendant varie pendant que le dispositif 11 a ouvert les vannes 8 et/ou 13, le signal envoyé par le densimètre ouvrira encore plus l'-une ou l'autre de ces vannes, de maniéré à maintenir cette densité dans la plage désirée pendant cette période. On remarquera que l'on peut utiliser indépendamment à volonté le dispositif de détection du niveau, ou le densiîaètre et que, lorsqu'on utilise ce dernier, il peut être avantageux de ne manoeuvrer que l'une des vannes pour renvoyer une partie du courant ascendant ou du courant descendant dans la conduite d'alimentation. Il est aussi possible d'ajouter d'autres cyclones en parallèle ou en série afin d'obtenir une plus grande capacité. Par ailleurs, on peut renvoyer une partie du courant ascendant d'un premier cyclone à l'entrée d'un second de façon à régler la densité du courant ascendant de ce dernier, puisque cette densité est fonction de la granulométrie à l'entrée de ce second cyclone, quelle que soit la manière dont cette granulation est obtenue. On a utilisé un cyclone de 254 mm pour classer une scheelite (timgstato de calciun) destinée à Otre utilisée dans un procédé de flottatio.v» la densité nécessaire pour ce procédé était d'environ 34 fi en poids de matières solides, de façon que la durée de 71 38811 7 2111922 flottation r-oit d ' e;v. iron 9 minutes. La pression à l1 entrée du cyclone a été f i::co à C ,35 bar do maniera eue le débit du mélange de schoolitc et d!c:au soit de Gf 0 ri"5/!*:?r cette ocheolito provenant cl.1 lin broye'jr elacci .;:e. On a ne cuire la densité du courant ascendant et on a ccn:v.taté qu'allé iHa.it de 30 cr. poids de matières solides, ce qui était inférieur à la valeur nécessaire pour le traitement par flot ta tien. Cn a renvoyé une partie, soit environ. 35 de ce courant à l'entrée du cyclone et une seconde mesure do la densité a indique qu'elle était de 35 '/' en poids de matières colides. On a maintenu cette densité à environ 34 >-> valeur exigée pour le traitement, en réglant la proportion de courant ascendant renvoyée entre environ 30 et 35 ?'• Cn a donc augmente cette densité et on l'a maintenue dans la plage fixée sans augmenter la densité du mélange initial ni ajouter d'épaississant au courant ascendant. Il va do soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, nais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter diverses variantes sans sortir de son cadre. 71 38811 s 2111922 )■ ■■' .:'rjT1 ^ ' ;s 1 . Pï-ocrklé ? réparation, de particules cn milieu liquide en solutions do pnrfcicules fines et grocceo, caractérisé par le fait cu'on envoie :,ous débit censibleruent constant le liquide 5 contenant les pr.rt.Lep.les dans une s;onc sensiblement fermée soumise à des forces centripète et centrifuge de façon à chasser la fraction Grossière des particules vers la périphérie de cette zone tandis que la fraction fine se déplace vers le milieu de ladite zone, on fait sortir dans un sens la fraction do la solution qui 10 se trouve au milieu, on fait sortir la fraction de cette solution qui se trouve à la périphérie dans un cens qui ne coïncide pas avec le sens précédent et on renvoie une partie d'au moins une de ces fractions dans la zone, jusqu'à ce que la densité de la fraction qui provient du milieu de cette ;:one soit comprise dans une 15 plage prédéterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la plage des densités prédéterminées est comprise entre environ 25 et 40 fi en poids de matières solides. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 20 qu'après avoir amené la densité dans la plage de3 valeurs prédéterminées, on renvoie une partie d'au moins l'une des fractions extraites dans le réservoir d'alimentation,si le niveau du milieu liquide se trouvant dans ce réservoir tombe au-dessous de celui qui est nécessaire pour que le débit sous lequel la zone est ali- 25 montée soit sensiblement constant, 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la substance classifiée est de la seheelite, un minerai de molybdène ou un minerai de cuivre. 5. Procédé selon la revendication 1, caractéricé par le fait 30 que la substance à classifier est de la seheelite et que la densité de la fraction qui provient du milieu de la zone est d'environ 34 fi en poids de matières solides. 6. Installation destinée à la séparation de particules en milieu liquide, et qui comprend un cyclone comportant une con-35 duite d'alimentation venant d'un réservoir, une conduite de sortie du courant ascendant et une conduite- do sortie du courant descendant, caractérisé par le fait que cotte installation comporte 71 38811 9 2111922 au moins une conduite de réinjcction monte o entre cc o conduites de sortie et cotte conduite d'alimentation * 7. Installation selon la revendicatien G, caractérisée pur le "fait qu'elle comprend. au soins uns vanne actionnée par des si-gnau'.r, cui est ronùuo flans au moins l'une des conduites de sortie, et un d les ouvrir alors et à régler l'importance de la partie du courant d'au moins l'une des conduites de sortie qui est renvoyée dans la conduite d'alimentation. 8. Installation selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif de détection du niveau, qui est capable d'émettre un signal si le niveau de la solution dans le réservoir tombe au-dessous d'une cote prédéterminée, au moins une vanne rr.anocuvrée par les signaux et montée dans au moins l'une des conduites de sortie, et un circuit de transmission des signaux émis par le dispositif à cette ou à ces vannes» do façon à manoeuvrer ces dernières et à régler ainsi l'importance de la partie du courant d'au moins l'une des conduites de sortie qui est renvoyée dans le réservoir lorsque le niveau dans ce dernier tombe au-dessous de la cote nécessaire pour alimenter le cyclone sous débit constant.