Brevet FR2176881A1 — publié le 19731102

La présente invention concerne un appareil de flottation dans lequel se trouve un dispositif de dispersion comportant plusieurs aubes de guidage perfectionnées, le dispositif de dispersion étant situé dans la cellule de flottation. Un appareil de flottation doit engendrer des bulles dans le liquide de flottation qui est constitué par un liquide introduit ou une pulpe (mélange de solides et d'eau) et il doit provoquer l'adhérence sur les bulles des matières contenues dans le liquide pour provoquer leur flottation et leur séparation, et par suite il est nécessaire que les bulles soient engendrées en quantité importante et en même temps que le plus grand nombre possible de bulles vienne en contact avec le liquide de flottation. En général, la quantité de bulles engendrées dépend de la quantité d'air introduite et de l'agitation vigoureuse du liquide de flottation, c'est-à-dire de l'augmentation de la vitesse de rotation de l'élé- ment agitateur tel qu'une roue ou un rotor augmentant en même temps la quantité d'air aspiré, ou du soufflage d'une quantité importante d'air dans la cuve de l'appareil de flottation. Cependant, un inconvénient est que dans le cas d'augmentation de la vitesse de rotation de ltorgane tournant pour l'augmentation de la quantité d'air aspiré, la consommation de courant électrique est augmentée, mais aussi l'usure par abrasion de l'or- gane tournant et de son support mécanique est augmentée.Dans le cas du soufflage d'air dans la cellule de flottation, un inconvénient est que la préparation de l'air comprimé nécessite des équipements et une consommation de courant supplémentaires pour produire l'air comprimé. La présente invention a pour objet un appareil de flottation perfectionné dans lequel les bulles formées par l'air aspiré sont mises efficacement en contact avec le liquide de flottation sans augmentation de la quantité d'air aspiré par le procédé décrit ci-dessus. A la suite de nombreuses études faites pour augmenter la possibilité de contact entre les bulles engendrées et le liquide de flottation dans un appareil de flottation dans lequel un tube d'aspiration d'air tel qu'un tube vertical ou un arbre creux est monté parallèlement à un axe de la cellule de flottation, et comportant un élément tournant pour agiter le liquide de flottation et un dispositif de dispersion ayant plusieurs aubes dans la partie inférieure de la cuve de flottation, il a été découvert con formément à l'invention que, quand la direction de dispersion du liquide de flottation devant être refoulé vers la paroi inférieure de la cuve à travers le dispositif de dispersion à partir de la partie centrale de la cellule de flottation par 1'élément tournant est dirigée tangentiellement parallèlement à la surface du fond de la cellule, bien que la quantité d'air aspiré à travers le tube d'aspiration ne soit pas considérablement modifiée par rapport au cas d'un appareil de flottation classique, les bulles remontent de toute la surface parallèle à la plaque de fond de la cellule et que par suite la possibilité de contact entre le liquide de flottation et les bulles est augmentée. La présente invention est basée sur la découverte résultant des études mentionnées ci-dessus. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel la figure 1 est une vue en perspective avec une partie coupée d'un appareil selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, et la figure 2 est une vue en plan suivant la ligne II-II de la figure 1 du dispositif de dispersion de l'appareil. La construction de l'appareil représenté sur les figures 1 et 2, en dehors des aubes de guidage ou aubes directrices 6, 7 du dispositif de dispersion 5, est à peu près similaire à celle d'un appareil de flottation d'un type antérieur. L'appareil représenté comporte une cuve 1, un élément tournant 2 monté sur un arbre 3, un tube d'aspiration d'air 4, un dispositif de dispersion 5 avec des aubes directrices 6, 7 fixées à deux joues 9 et 10, et une gouttière 8 pour la sortie de la mousse. L'arbre 3 tourne autour d'un axe vertical 0 et chaque aube s'étend entre un point intérieur A et un point extérieur B (figure 2). Quand ltélément tournant ou rotor à pales 2 est entrainé en rotation par l'arbre 3 dans le sens indiqué par la flèche dans le liquide char gé-dans la cuve 1, de l'air est aspiré dans le tube vertical d'aspiration 4. Cette aspiration d'air a lieu du fait de la dépression établie dans le dispositif de dispersion 5 quand le liquide de flottation s'écoule vers la paroi latérale de la cuve du fait de la rotation du rotor 2 qui refoule le liquide à travers les passages existant entre les aubes directrices 6 et 7 du dispositif de dispersion fixe 5. Dans un dispositif de dispersion classique, l'extrémité extérieure d'une aube correspondant à l'aube 6 de la figure 2 ne se trouve pas, dans le sens de rotation du rotor, au-delà d'une ligne passant par le centre 0 et par l'extrémité intérieure A de l'aube suivante 7, dans le sens de rotation du rotor. Cette extrémité extérieure se trouve, par exemple, en un point tel que le point C de la figure 2, les autres aubes ayant des formes correspondantes satisfaisant à cette position C.Pour cette raison, il a été observéque,pendant la rotation du rotor, le liquide de flottation et les bulles sont expulsés suivant une direction montante oblique à l'intérieur de la cellule de flottation, ou qu'il existe une tendance importante au clapotis, de sorte que la possibilité de contact entre les bulles et le liquide ainsi que la durée de contact sont faibles, ce qui entraine une diminution du rendement de l'appareil. Par contre, selon l'invention le liquide de flottation et les bulles refoulés par le rotor en rotation reçoivent un mouvement dans une direction circulaire parall-èle à la surface du fond de la cuve du fait que l'extrémité extérieure B de chaque aube se trouve au-delà de la ligne passant par le centre 0 et l'extrémité intérieure de l'aube 7 suivante5 de la façon représentée sur la figure 2, de sorte que les bulles sont distribuées sur une surface ou couche large au voisinage de la surface du fond de la cuve et que par suite la possibilité de contact entre les bulles et le liquide de flottation est considérablement augmentée. Autrement dit, ainsi qu'il apparaît sur les figures 1 et 2, l'extrémité extérieure B d'une première aube directrice 6 située entre les joues de fixation 9 et 10 du dispositif de dispersion 5 se trouve dans une position au-delà de la ligne droite passant par le centre 0 du dispositif de dispersion et l'extrémité intérieure A de l'aube directrice suivante7 (dans le sens de rotation du rotor), cette disposition étant répétée pour les autres aubes afin d'augmenter la possibilité de contact entre les bulles et le liquide de flottation. Dans un appareil de flottation comportant un dispositif de dispersion tel que décrit ci-dessus selon l'invention, le liquide de flottation refoulé par le rotor reçoit un mouvement dans une direction circulaire horizontale sous la forme d'une couche située au fond de la cuve, sans recevoir de mouvement dans une direction inclinée vers le haut dans la cellule, et les bulles remontent ensuite jusqu'à la partie supérieure de la cellule. Plus précisément, conformément à l'invention une couche de bulles est formée à peu près au niveau de la surface du fond entre le pourtour extérieur du dispositif de dispersion 5 et la paroi latérale de la cuve 1 et la distance d'ascension des bulles à partir de cette couche jusqu'à la surface du liquide est considérablement augmentée par rapport au cas d'un appareil de flottation classique, et par suite le contact entre les bulles et le liquide de flottation est considérablement augmenté De ce fait, l'adhérence des bulles à la matière devant être séparée est augmentée et le transfert par unité de temps de cette matière à la mousse échappant ensuite à travers la gouttière 8 est aussi augmenté, de sorte que le rendement de l'appareil est supérieur. I1 doit être noté que le dispositif de dispersion selon l'invention peut être monté non seulement dans une cuve de flottation cylindrique mais aussi dans une cuve de flottation de n'importe quel type, un effet similaire étant obtenu dans tous les cas. L'invention est illustrée plus particulièrement par l'exemple suivant. Deux appareils ont été utilisés pour les essais suivant cet exemple, un premier appareil entrainé par un moteur avec une cellule de flottation d'une structure similaire à celle représentée sur la figure 1, c'est-à-dire avec un dispositif de dispersion dans lequel le point d'extrémité B de chaque aube directrice se trouve au-delà du prolongement de la droite 0-A, et pour la comparaison un appareil d'une structure similaire à celle de l'appareil selon l'invention mais dans lequel l'extrémité extérieure de chaque aube directrice du dispositif de dispersion se trouve en un point tel que le point C, considéré ci-dessus. Une eau résiduaire industrielle contenant 30 ppm d'ions Cu a été envoyée dans chaque appareil avec addition de xanthate d'éthyle et d'un agent mouillant pour la formation de précipités de xanthate de cuivre, avec une durée de traitement de flottation de 10 minutes, les conditions de flottation dans les deux appareils (température et vitesse de rotation du rotor) étant les mêmes. Les résultats sont donnés par le tableau ci-aprEs. Teneur en Cu dans le Distribution du Cu (%) -produit de queue (ppm) produit de Mousse queue Appareil selon l'invention 0,8 2,7 97,3 Appareil de comparaison 2,0 6,7 93,3 Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVEND I CATI ON Appareil de flottation comportant une cuve, un tube d'aspiré ration d'air pour l'introduction d'air dans le liquide pour provoquer la flottation, un rotor pour agiter le liquide et un dispositif de dispersion comportant plusieurs aubes directrices le tube d'aspiration, le rotor et le dispositif de dispersion étant situés dans la cuve de flottation, caractérisé en ce que l'extrémité extérieure de chaque aube directrice du dispositif de dispersion est située au-delà du prolongement d'une droite passant par le centre du dispositif de dispersion et l'extrémité intérieure de l'aube de guidage immédiatement suivante dans le sens de rotation du rotor, cette forme étant répétée pour toutes les aubes de guidage.