Brevet FR2160714A1 — publié le 19730706

La présente invention concerne les machines de flottation preumatique utilisées pour l'enrichissement des minéraux, de préférence ceux dont la composition granulométrique s'étale dans une plage étendue. On connatt déjà une machine de flottation pneumatique comprenant une cellule pour la pulpe renfermant la matière à enrichir, et , placé dans la cuve, un dispositif dtaération de la pulpe, se présentant sous forme de tubes perforés raccordés à une source d'air comprimé. De telles machines sont capables d'enrichir une matière à gros grains à condition de les disposer en cascade ou d'utiliser un nombre supplémentaire de pompes ou élévateurs de pulpe a capacité d'écoulement de pulpe de ces machines n'excède pas 20m3/h par mètre courant de forant de la machine, ce qui ne satisfait pas aux exigences actuelles. On connaît aussi des machines de flottation pneumatiques comportant un dispositif d'aspiration à fente destiné à faire monter et aérer la pulpe et disposé le long de la cellule. Un dispositif de chargement de la pulpe et un dispositif de déchargement de celle- ci sont disposés respectivement sur les faces en bout mutuellement opposées de la cellule de la machine . Entre eux est prévu un seuil de débordemeet des écumes ,disposé sur la partie supérieure de la paroi latérale de la cellule. De plus, une boite de séparation d'air est montée au-dessus du dispositif d'appiration à fente, le long de sa sortie, et une bofte de distribution d'air, équipée de tubes, est prévue pour amener l'air à l'entrée du dispositif d'aspiration à fente. De telles machines ne sont pas aptes à enrichir un matériau à gros grains et d'autre part , tout broyage supplémentaire augmente le coût du traitement et accroît les pertes de matériau. lie but de l'invention est de supprimer les inconvénients mentionnés. A cette fin, l'invention viEe une machine de flottation pneumatique apte à enrichir un matériau dont la composition granulométrique s'étale dans une plage plus étendue, et ce en amenant ledit matériau à plusieurs reprises sur la couche d'écumes,machine qui permettrait en outre d'accroître le taux d'extraction du constituant utile, sans que son fonctionnement exige une disposition ex arcade des cellules , tout en permettant de réduire le nombre d'équipements auxiliaires pour le pompage de la pulpe Ce problème est résolu grâce à une machine de flottation pneumatique du type comprenant une cellule pour la pulpe renfermant le matériau à enrichir, munie d'un dispositif pour aérer la pulpe, un dispositif d'aspiration à fente monté le long de la cellule, un dispositif de chargement de la pulpe et un dispositif de déchargement de celle-ci disposés sur les faces en bout mutuellement opposées de la cellule et entre lesquels est monté un seuil de débordement des écumes disposé dans la partie supérieure de la cellule , sur la paroi latérale de celle-ci, uneboîte de séparation d'air ,montée au-dessus du dispositif d'aspiratIon à fente, le long de la fente de sortie de celui-ci, et une boîte de distribution d'air servant à amener l'air vers la fente d'entrée du dispositif d'aspiration , machine dans laquelle, conformément à l'invention, des plaques inclinées sont disposées l'une à la suite de l'autre sous le dispositif d'aération de la pulpe, lesdites plaques inclinées servant à guider le matériau déposé le long de la cellule vers la fente d'entrée du dispositif d'aspiration , dont le bord supérieur se trouve plus haut que le seuil de débordement des écumes , de manière que le matériau déposé sur les plaques inclinées et aspiré par le dispositif d'aspirationsolt ramenéà plusieurs reprises sur la couche d'écumes Une telle machine assure 1' enrichissement d'un matériau dont la composition granulométrique s'étale dans une plage étendue, grâce au fait que ledit matériau est ramené à plusieurs reprises sur la couche d'écumes, ce qui permet d'accroître le taux d'extraction et de disposer les cellules de la machine à un même niveau I1 est souhaitable de monter lesdites plaques inclinées en rangées disposées de part et d'autre du dispositif d'aspiration à fente. Cela permet d'augmenter la surface utile des cellules de la machine et d'assurer le débordement des écumes de deux côtés simultanément. Chacune des plaques inclinées est de préférence fixée de manière à pouvoir pivoter autour de son axe horizontal normal aux parois latérales du dispositif d'aspiration à fente. lie pivotement des plaques permet de varier leur angle d'inclinaison,donc la vitesse à laquelle le matériau à gros grains glisse sures plaques, et; ce qui est particulièrement important, de varier le nombre d'amenées du matériau à enrichir sur la couche d'écumes. Chacune des plaques de guidage inclinées d'une même rangée peut être reliée par des charnières à une tringle commune à ladite rangée et servant à varier simultanément l'angle d'inclinaison de toutes les plaques de cette rangée. Il est rationnel de monter dans la partie supérieure du dispositif d'aspiration, le long de son axe, une cloison verticale longitudinale divisant la fente de sortie du dispositif d'aspiration en deux parties à sections de passage égales, ce qui assure l'égalité des quantités de pulpe sortant des deux Cotés du dispositif d'taspiration. I1 est souhaitable de prévoir sous le dispositif d'aspiratùi une boite de distribution d'air comportant àsa partie supérieure une fente longitudinale pouvant être obturée par un dispositif de fermeture et disposée coaxialement à la fente d'entrée du dispositif d'aspiration. Une telle position de la fente de la boîte de distribution d'air assure une aspiration efficace dans la fente d'entrée du dispositif d'aspiration, du matériau à gros grains glissant sur les plaques sur toute la longueur de la cellule. Il est avantageux d'exécuter ledit dispositif de fermeture sous forme dtun volet monté verticalement dans la fente de la boite de distribution d'air et percé de trous latéraux pour la sortie de l'air, et de relier le volet , à l'aide d'une tige, la membrane à ressort d'un vérin pneumatique. Une telle exécution du dispositif de fermeture assure 11 obturation automatique de la fente de la boîte de distribution d'air quand l'amenée d'air est interrompue. Pour mieux expliquer l'invention, un exemple non limitatif d'exécution de la machine conforme à l'invention est décrit ci-dessous à l'aide des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente ure machine de flottation pneumatique conforme à l'invention ( vue latérale avec arrachement partiel); - la figure 2 idem, vue en coupe transversale suivant un plan vertical - la figure 3 représente la partie inférieure de la même machine avec un arrachement permettant de voir le dispositif d'obturation dans la fente de la boite de distribution d'air; - la figure 4 est une vue en coupe suivant 1V-TV de la figure 3. lia machine de flottation comprend une ou plusieurs cellules 1 ( figures 1 et 2 ) disposées à un même niveau et remplies d'une pulpe dont on désire extraire un matériau enrichi, . lia partie supérieure de la cellule 1 est rectangulaire , tandis que sa partie inférieure est pyramidale. Un dispositif 2 de chargement de la pulpe ( le sens d'acheminement de la pulpe est indiqué par des flèches) est monté sur l'une des parois en bout de la cellule 1, tandis qu'un dispositif 3 de déchargement de la pulpe est monté au bas dela paroi opposée. Entre les dispositifs 2 et 3 , à la partie supérieure de chacune des deux parois latérales de la cellule 1, se trouve un seuil 4 de débordement des écumes . lie long de la cellule 1 est monté un dispositif d'aspiration 5 à fente, de part et d'autre duquel est monté un dispositif 6 d'aération de la pulpe, constitué par des tubes perforés raccordés à une source d'air comprimé ( non représentée sur les figures ).Au-dessus du dispositif d'aspiration 5 , le long de sa sortie, est fixée une boîte 7 de séparation d'air, comportant des déflecteurs 8, des fentes longitudinales 9 pour la sortie de l'air à l'atmosphère , et des fentes 10 pour l'amenée de la pulpe - sur la couche d'écumes. Dans cette même zone supérieure une cloison verticale 11 divisant la-fente de sortie du dispositif d'aspiration 5 en deux parties à sections de passage égales est montée le long de l'axe longitudinal du dispositif d'aspiration 5 lia cloison il est destinée à diviser la pulpe, à sa sortie du dispositif d'aspiration , en deux courants égaux dirigés vers la cellule 1 lie bord supérieur du dispositif d'aspiration 5 à fente se trouve à un niveau supérieur à celui du seuil 4 de débordement des écumes, et chacune de ses parois latérales possède sur son côté extérieur, une visière curviligne 12 pour l'amenée tangentielle sur la couche d'écumes, des courants de pulpe provenant du dispositif d'aspiration 5, à traversoles fentes 10. lia partie inférieure du dispositif d'aspiration 5 est évasée en vue d.'une meilleure aspiration de la pulpe. Sous cette partie se trouve une boite 13 de distribution d'air ( figures 3 et 4 ) comportant à sa partieMsupérieure une fente longitudinale 14 pouvant être obturée par un dispositif de fermeture 15. La fente 14 de la boite de distribution d'air 13 est disposée coaxialement à la fente d'entréeRdu dispositif d'aspiration 5. lie dispositif de fermeture 15 se présente sous forme d'un volet 16 monté verticalement dans la fente 14 de la boite 13 de distribution d'air. Le volet 16, percé de trous latéraux 17 pour la sortie de l'air, est relié à l'aide d'une-tige 18 à la membrane 19 à ressort d'un vérin pneumatique 20 ( figure 2 ). lie volet 16 et la partie supérieure de la boite 13 de distribution d'air sont gommés ( figure 4 ). Sous le dispositif 6 ( figures 1 et 2 ) d'aération de la pulpe sont montées la suite l'unie dé l'autre , des plaques inclinées 21 servant à guider les matières déposées le long de la cellule 1 vers la fente d'entrée du dispositif d'aspiration 5. lies plaques de guidage 21 sont montées en deux rangées disposées de part et d'autre du dispositif d'aspiration 5 à fente. Chacune d'elle est fixée de manière à pouvoir pivoter autour de son axe horizontal normal aux parois latérales du dispaLtif d'aspiration 5, grâce à la fixation articulée de chaque plaque 21-, par l'intermédiaire d'un support 22, à la paroi latérale de la cellule 1 et à une tringle 23. Chacune des plaques de guidage 21 d.?uné même rangée est articulée à la tringle 23 commune aux plaques de cette rangée et servant à varier simultanément l'angle d'inclinaison des plaques de cette rangée. La variation de l'angle d'inclinaison des plaques est destinée à varier la vitesse de déplacement du matériau à gros grains se déposant sur les plaques , ainsi que le nombre d'amenées ( recyclages ) de ce matériau sur la couche d'écumes à travers le dispositif d'aspiration 5. La machine de flottation pneumatique conforme à l'invention fonctionne de la manière suivante. La pulpe contenant les gros grains hydrophobisés et hydrophiles du matériau à enrichir est versée dans la cellule 1 de la machine par le dispositif de chargement 2 qui distribue la pulpe en un courant réguler dans toute la largeur de la cellule 1. lies particules finement broyées du matériau à enrichirse déplacent alors avec le courant de pulpe au-dessus du dispositif 6 d'aération de la pulpe , qui , par ses tubes perforés , injecte dans la pulpe de l'air qui remonte sous forme de bulles saturant la pulpe. lies grains hydrophobisés du matériau à enrichir adhèrent aux bulles d'air et forment une couche d'écumes minéralisées. Les particules hydrophiles, qui ne flottent pas, descendent par gravité sur les plaques inclinées et, selon l'angle d'inclinaison de celles-ci, glissent sur ces plaques une vitesse correspondante.A mesure qu'elles descendent , elles se condensent dans la partie pyramidale de la cellule 1 de la machine et sont aspirées dans la fente d'entrée du dispositif d'aspiration 5. La pulpe sortant du dispositif d'aspiration 5 est divisée par la cloison 11 en deux courants qui se dirigent , de part et d'autre du dispositif d'aspiration 5, sur les déflecteurs 8. lies grosses bulles d'air crèvent et l'air se dégageant de la pulpe s'échappe par la fente 10 vers la boîte 7 de séparation d'air, et la pulpe aérée, sous forme d'une couche d'écumes 'écoule sur la visière curviligne 12 et , à travers la fente, sur la surface de la pulpeuse trouvant dans la cellule 1. lies grains hydrophobisés, relativement gros, du matériau sont retenus dans la couche d'écumes et sont, conjointement avec les particules fines flottantes du matériau, évacués par dessus le seuil 4 par gravité ou à l'aide d'un écumeur ( non représenté dans la figure ). Les particules hydrophiles,qui ne flottent pas descendent à nouveau par gravité sur les plaques 21 qui sont disposées en rangée plus près du dispositif de déchargement et de préférence parallèlement l'une à la suite de l'autre avec une inclinaison réglée au moyen de la tringle 23. La présence des plaques 21 dans la cellule 1 permet aux particules déposées du matériau à enrichir de retourner à plusieurs reprises sur la couche d'écumes. La possibilité de faire pivoter ces plaques d'un angle déterminé permet de régler la charge de la phase solide sur la couche d'écumes. Ainsi , par exemple , en cas de descente en pente du matériau sur les plaques inclinées , le nombre de séparations s'accroît , alors qu'il diminue en cas de descente en pente douce,la pulpe appauvrie en constituant utile est déchargée à travers le dispositif 3. L'air débité dans le dispositif d'aspiration 5 à travers la bote 13 de distribution d'air dans laquelle le volet 16 est relevé, sort de la boîte 13 par l'orifice 17 du volet. En cas de variation de la chute de pression d'air dans le vérin pneumatique 20, la membrane 19 à ressort agit sur la tige 18 et le volet 16 se déplace vers le bas, en fermant ainsi la fente longitudinale 14 de la bote 13 de distribution d'air . On évite ainsi, en cas d'arrêt de la machine, l'engorgement de la fente longitudinale 14 de la boite 13 de distribution d'air. Les essais effectués ont montré que la machine de flottation pneumatique conforme à l'invention peut être utilisée avec succès pour le traitement d'un matériau dont la composition granulométrique s'étale dans une plage étendue. Par exemple, on a soumis à la flottation des minerais potassiques à dimension de grains allant jusqu'à 4 mm, des minerais sulfurés jusqu'à 2 mm et du charbon} jusqu'à 13 mm, la limite inférieure étant de 5 à 10 microns. De plus, les frais d'investissement sont considérablement réduits et le taux d'extraction du constituant utile augmente de 2 à 3%. Bien entendu , l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple . En particulier ,elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs comS;inaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention REVEND I CTI0NS 1. Machine de flottation pneumatique, du type comprenant une cellule pour la pulpe contenant le matériau à enrichir, un dispositif d'aération de la pulpe, un dispositif d'aspiration à fente monté le long de la cellule, un dispositif de chargement de la pulpe et un dispositif de déchargement de celle-ci, disposés respectivement à des extrémités opposées de la cellule et entre lesquelles est monté un seuil de débordement des écumes, disposé dans la sortie supérieure de la cellule sur la paroi latérale de celle-ci, une boîte de séparation d'air montée au-dessus du dispositif d'aspiration à fente, le long de sa fente de sortie, et une boite de distribution d'air servant à amener l'air vers la fente d'entrée du dispositif d'aspiration, caractérisée en ce que sous le dispositif d'aération de la pulpe sont placées, les unes à la suite des autres, des plaques inclinées ayant sasiblement la même largeur que ladite cellule et la même hauteur que celle-ci sous le dispositif d'aération précité, lesdites plaques étant destinées à guider les matières déposées le long de la cellule vers la fente d'entrée du dispositif d'aspiration dont le bord supérieur est situé à un niveau plus élevé que celui du seuil de débordement des écumes, de manière que les matières déposées sur les plaques inclinées et aspirées par le dispositif d'aspiration soient ramenées à plusieurs reprises sur la couche d'écumes. 2. Machine de flottation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les plaques inclinées sont montées en rangées disposées de part et d'autre du dispositif d'aspiration à fente. 3. Machine de flottation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chacune des plaques inclinées est fixée de manière à pouvoir pivoter autour de son axe horizontal normal aux parois latérales du dispositif d'aspiration à fente. 4. Machine de flottation selon l'une des revendicatons précédentes, caractérisée en ce que chacune des plaques inclinées d'une même rangée de plaques est articulée à une tringle commune à ladite rangée et permettant de moditier simultanément l'angle d'inclinaison des plaques de ladite rangée. 5. Machine de flottation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que sous le dispositif d'aspiration est montée une boîte de distribution d'air ayant à sa partie supérieure une fente longitudinale disposée coaxialement à la fente d'entrée du dispositif d'aspiration et pouvant être obturée par un volet monté verticalement dans ladite fente longitudinale et comportant des trous latéraux pour la sortie de l'air, ledit volet étant relié par une tige à une membrane à ressort d'un vérin pneumatique.