Brevet FR2173132A1 — publié le 19731005

La présente invention a pour objet une machine ou appareil de flottation capable de soutirer une plus grande quantité d'air que les appareils de flottation classiques, pour une puissance constante. Un appareil de flottation est destiné è engendrer des bulles dans un liquide de flottation consistant en un liquide proprement dit, ou une pulpe, (émulsion de matières solides et d'eau) introduit dans cet appareil, et à faire flotter ces bulles, en y maintenant la substance contenue dans ce liquide de flottation pour en séparer cette substance et, par conséquent, les appareils de flottation capables de produire une grande quantité de bulles font l'objet de recherches poussées. En pratique, on peut, jusqu'à un certain point, augmenter le rendement de la flottation en fonction de la quantité de bulles engendrée. Selon la technique antérieure, on peut, dans une certaine mesure, régler la quantité de bulles en choisissant convenablement la nature et la quantité de l'agent émulsifiant. Toutefois, étant donné que le volume ou la quantité de bulles à engendrer est approximativement fonction du volme d'air à introduire dans l'appareil, le procédé qui consiste à augmenter la quantité d'air introduite par accroissement de l'agitation du liquide de flottation ou la vitesse de rotation de l'élément tournant servant à agiter ce liquide de flottation (tel un impulseur ou rotor) ou le procédé consistant à insuffler une grande quantité d'air dans la cellule de flottation ont été jusqu'à présent d'un emploi courant. Toutefois, le premier procédé s'est révélé défectueux en ce sens que, lorsque l'on augmente la quantité d'air introduite en accroissant la vitesse de rotation de l'élément tournant de l'appareil de flottation, non seulement on augmente ainsi la consommation d'énergie (par exemple d'énergie électrique), mais on accélère de plus l'usure de l'élément tournant ainsi que de la pièce qui maintient son support; le second procédé, consistant à insuffler un débit important d'air dans la cellule de flottation, est également défectueux en ce sens que la préparation d'air comprimé et son introduction dans l'appareil nécessitent un équipement complémentaire et une plus grande quantité d'énergie. L'invention a donc pour objet une machine de flottation pouvant aspirer automatiquement une grande quantité d'air sans faire appel aux procédés énoncés ci-dessus d'augmentation de la quantité d'air introduite. La demanderesse a effectué de nombreuses recherches pour augmenter la quantité d'air introduite dans un appareil de flottation comportant un élément d'aspiration d'air, par exemple une colonne montante ou un arbre creux, parallèle à l'axe de la cellule de flottation, le fond de cette cellule de flottation comportant un élément tournant servant à agiter le liquide de flottation et associé à un diffuseur. Ces recherches ont montré que l'augmentation de la vitesse d'entraînement du liquide de flottation refoulé par le centre de la cellule de flottation en direction de sa paroi intérieure par l'élément tournant augmente également la quantité d'air introduite dans la colonne d'aspiration et que, de plus, lorsque le fond de cette cellule de flottation comporte une plaque servant à régler l'orientation de l'écoulement du liquide, la quantité d'air introduite augmente considérablement. L9invention repose sur ces observations. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme préférée de réalisation de la machine de l'invention. Sur ce dessin - la figure 1 est une vue en élévation avant dtune cuve ou cellule d'une machine de flottation selon l'invention; et - la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1. La machine selon l'invention représentée comprend essentiellement les éléments suivants : une cellule ou cuve de flottation 1, un impulseur 2, un arbre 3, une colonne montante 4 d'aspiration d'air, un diffuseur fixe 5, les aubes 6 de ce diffuseur fixe, le fond 7 de la cellule de flottation, les aubes de guidage 8 à 8" í et une auge 9 de déversement de pulpe. Il convient de remarquer que, mises à part les aubes de guidage 8 à 8''', l'appareil de flottation selon l'invention, tel que représenté sur les figures, est sensiblement analogue aux appareils classiques de flottation. Lorsque l'on envoie le liquide de flottation dans la cellule 1 et que le propulseur 2 est en rotation du fait de l'arbre 3, dans le sens de la flèche, l'air est aspiré dans la colonne montante 4. Cet entraînement d'air est provoqué par la diminution de pression à l'intérieur du diffuseur fixe 5 lorsque l'on met le liquide de flottation en écoulement vers la paroi latérale de la cellule, et que cet air passe entre les nombreuses aubes 6 du diffuseur 5 et est dispersé. Si, conformément à l'invention, on prévoit des aubes de guidage 8 à 8"' sur le fond de la cellule de flottation, comme représenté sur les figures, la quantité d'air passant dans la colonne montante 4 est considérablement augmentée. On peut considérer que ce résultat est dû au fait que le volume de liquide de flottation à soutirer, lorsque la vitesse de rotation de l'impulseur augmente,ainsi que le débit du liquide de flottation, qui doit être diffusé, augmentent en conséquence.En d'autres termes, on peut considérer que, lorsque la vitesse de diffusion ou la vitesse d'écoulement du liquide de flottation diffusé à travers les intervalles des aubes 6 du diffuseur fixe 5 augmente, la pression à l'intérieur de ce diffuseur 5 baisse beaucoup plus que dans le cas où l'on n'emploie pas d'aubes de guidage 8 à 8''' et qu'en conséquence la quantité d'air introduite augmente également. I1 est donc possible, conformément à l'invention, d'accroître considérablement le débit d'air introduit dans l'appareil de flottation sans augmenter la vitesse de rotation de l'impulseur 2 et avec un accroissement de puissance insignifiant. On peut donc augmenter le débit de substances à envoyer dans la pulpe évacuée par l'auge 9 de déversement, ce qui augmente le rendement de flottation. On peut obtenir les résultats énoncés ci-dessus en ne disposant qu'une seule aube de guidage au fond de la cellule de flottation, mais on obtient le meilleur rendement avec environ quatre aubes de guidage. I1 est préférable que ces aubes de guidage soient incurvées, comme représenté sur les figures, mais ces aubes peuvent également être plates et de forme rectangulaire. En ce qui concerne la position à donner à ces aubes de guidage sur le fond de la cellule de flottation, il convient de remarquer qu'il est préférable de fixer chaque aube,de manière que son bord se trouve juste audessous de l'élément tournant (par exemple un impulseur ou rotor), mais on peut également disposer cette aube pour que son bord se trouve plus ou moins sous la circonférence du cercle balayé par l'élément tournant. Par ailleurs, la cellule de flottation dans laquelle sont disposées les aubes de guidage n'est pas nécessairement circulaire et peut avoir une forme quelconque tout en donnant sensiblement les mêmes résultats dans tous les cas. Les deux exemples suivants donnent une indication du rendement assuré par l'appareil selon l'invention. EXEMPLE 1 On effectue l'essai avec trois appareils de flottation, à savoir : 1) un appareil de flottation a selon l'invention muni d'un moteur et dont la cellule de flottation a la forme représentée sur les figures; 2) un second appareil de flottation b également selon l'invention et différent du premier par les aubes de guidage incurvées qui sont remplacées par des aubes plates rectangulaires disposées en travers du fond de l'appareil et dont les bords se trouvent juste auudessous de la circonférence du cercle balayé par l'impulseur 2; et 3) un appareil de flottation c identique à celui représenté sur les figures, mais qui ne comporte pas d'aubes de guidage, pour que l'on puisse établir une base de comparaison entre les rendements obtenus. On remplit les trois cellules de flottation de la mEme quantité d'eau et l'on donne aux trois impulseùrs la mdme vitesse de rotation, on mesure le volume d'air entratné dans la colonne montante dans chacun de ces trois cas, on obtient les résultats du tableau I suivant TABLEAU I 2 Appareil de flottation Quantité d'air en l/mn/m appareil a de flottation selon l'invention 1 800 appareil b de flottation selon l'invention 1 300 appareil c de référence 900 EXEMPLE 2 On réalise la flottation respectivement à l'aide de l'appareil a de l'exemple 1 et de l'appareil c de référence.On introduit dans chaque appareil de flottation de l'eau ayant une concentration en ions Cu de 30 parties pour mille et l'on ajoute de l'éthyle xanthate de sodium ainsi qu'un agent d'émulsion; on obtient des précipités de xanthate de cuivre que l'on soumet à la flottation pendant 10 mn. On adopte pour ces deux appareils les mêmes conditions de flottation, c'est-8-dire température et vitesse de rotation du propulseur.Les résultats obtenus sont indiqués au tableau II ci-dessous TABLEAU II Appareil de Concentration en Répartition du cuivre en flottation Cu dans les rebuts dans après flottation (en parties pour rebuts pulpe mille) appareil a de flottation selon 0,4 1,3 98,7 l'invention appareil c de 2,4 8,0 92,0 référence EXEMPLE 3 On broie un minerai de zinc ayant une teneur en zinc de 4,5% pour obtenir des grains dont 18% passent au tamis à mailles de 0,23 mm, puis on prépare une patte ayant une concentration de ces grains égale à 40 %. Cin ajoute à cette pate du sulfate de cuivre, de l'éthyle xanthate de sodium et un produit émulsifiant, et l'on effectue la flottation pendant 10 mn avec les deux appareils de l'exemple 2. On obtient les résultats donnés au tableau III ci dessous TABLEAU III Appareil de Teneur en zinc Répartition du zinc en flottation des rebuts (%) dans rebuts erai flottant appareil a de flottation selon 0,08 2,0 98,0 l'invention appareil c de 0,21 5,2 94,8 référence I1 va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toutes modifications de détail sans pour cela sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Machine de flottation comprenant une cuve ou cellule de flottation, un conduit d'aspiration servant à introduire de l'air dans le liquide contenu dans cette cellule, un élément tournant servant à agiter ce liquide et un diffuseur fixe, cet appareil étant caractérisé par le fait que le fond de la cellule comporte au moins une aube de guidage partant, dans le sens radial, d'une partie de ce fond au-dessous de l'élément tournant, et dirigée vers la paroi intérieure de la cellule. 2. Appareil de flottation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit fond comporte quatre aubes de guidage. 3. Appareil de flottation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les aubes de guidage sont incurvées et que leur convexité est dans le sens de rotation de l'élément tournant. 4. Appareil de flottation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites aubes de guidage sont des plaques rectangulaires disposées en croix sur le fond de ladite cellule.