Brevet FR2362670A1 — publié le 19780324

La présente invention concerne les cellules de flottation pour l1 enrichissement des minéraux. On corlnalt des cellules de flottation avec des cuves comportant des dispositifs de chargement et de déchargement, ainsi que des agitateurs actionnés par des commandes de retation et servant à disperser l'air et à le mélanger à la pulpe conteront le minerai à enrichir. Dans ces cellules de flotation on utilise des agitateurs de type centrifuge-radial ou bien à tiges. la dispersion l'air circulant conjointement avec la pulpe s'effectue sous l'effet des chocs auxquels il est soumis par les aubes et les tiges de l'agitateur et du stator. La difficulté de la dispersion de l'air s'explique par la durée ineignifiente (fractions de seconde) du séjour de 1 dans la zone de dispersion et par le nombre infime (de l'ordre e quelques unités) d'actions dispersives exercées par les organes de l'agitateur sur la veine d'air admise sous pression dens lapulpe. les tentatives dradmission dans la pulpe de plus ce 1 m3/mn d'air par m3 de volume de pulpe dans la cuve de la rellule n'ont pas donné les résultats escomptés. Au contraire, 11 efficacité de l'action de dispersion diminue considérablement, car l'air passe entre les aubes et les tiges sans se disperser,et à - la surface de la pulpe se forment des lames qui détruisent la couche. On a remarqué que la dispersion de l'air dépend de la vitesse circonférentielle de l'agitateur. Ainsi, par exemple l'efficacité de la dispersion s'accroît quand la vitesse circonférentielle de l'agitateur augmente, mais cette augnentation' s'accompagne d'un accroissement de la puissance absorbe. Actuellement, la vitesse circonférentielle optimale des agitateurs du type centrifuge-radial et des agitateurs à tiges se situe entre 6,5 et 9,0 m/s. Mais ces vitesses n'assurent pas le taux d'aération voulu de la pulpe. Le but de la présente invention est d'éviter les ccIi- cations indique'es. Or slest donc proposé de créer une cellule de flottation dont l'agitateur serait conçu de manière à assurer w un rende=en+ plus élevé et une utilisation plus économique de la cellule, grâce à l'accroissement du taux d'aération de la pulpe la solution consiste en une cellule de flottation comprenant une cuve comportant un dispositif de chargement, un distosi--- de déchargement et un agitateur actionné par une commanie de rotation et servant à disperser l'air et à le mélanger bien a pulpe,cellule dans laquelle, conformément à l'invention, l'agitateur la forme d'un corps s'élargissant vers le haut de la cuve et comportant, sur sa surface extérieure continue évasée, des saillies et des creux alternés. La cellule de flottation munie d'un tel agitateur assure un rendement plus élevé, grâce à une dispersion plus fine, de l'air et à l'accroissement du taux d'aération de la pulpe. l'air est mieux dispersé par suite de son prolongé près de la surface extérieure de l'agitateur, 5 12 zone d'action des saillies et des creux, qui sont des éléments assurant la dispersion fractionnant efficacement la veine flair léchant l'agitateur de bas en haut sous forme d'une couche s'amincissant au fur et à mesure de l'augmentation de la dimension transversale de l'agitateur Il est préférable de réaliser l'agitateur de la cellule de flottation sous forme d'un cône à surface gaufrée. Un tel agitateur facilite le démarrage de la cellule r flottation après un arrêt subit. On peut aussi réaliser l'agitateur de la cellule de * flottation sous forme d'une pyramide dont les arêtes constituent des saillies pour la dispersion de l'air. Dane. ce cas, la fabrication et les réparations- de l'agitateur sont simplifiées. On peut aussi réaliser l'agitateur de la cellule de flottation sous forme d'une demi-sphère avec des saillies iisposées suivant sa génératrice. Dans ce cas, le chemin parcouru par l'air à la surface de l'agitateur est augmenté, ce qui permet une dispersion plus fine de l'air. I1 est préférable de réaliser l'agitateur oreux, avec ~~ orifice de sortie à sa partie inférieure, et de le fixer au moyen d'un disque sur un arbre creux à travers lequel l'air est admis dans la cavité de l'agitateur. On obtient dans ce cas une diminution du poids da agitateur et . l'air est admis plus uniformément. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on décrit plus bas plusieurs exemples non limitatifs de réalisation de la cellule de flottation de l'invention, avec renvois aux dessins annexés qui représentent - fa figure 1 une cellule de flottation comportant un agitateur conforme à l'invention (vue en coupe verticale de cuve de la cellule); - la figure 2, un agitateur en forme de cône (vue en coupe partielle); - la figure 3 un agitateur en forme de demi-sphère(vue en coupe partielle et avec arrachement), fixé sur un arbre creux ; - la figure 4, une cellule de flottation coiportt un agitateur en forme de cône et des dispositifs pour l'--- sement de produits de grosse granulométrie (vue en coupe de la cuve suivant un plan vertical). la cellule de flottation faisant l'objet de l'invention comprend une cuve 1 (figure 1) à section droite, carrée c- rectangulaire, avec des dispositifs de chargement et de déchargement (non représentés sur les dessins). la cellule est équipée d'une commande 2 pour la rotat - d'un arbre creux 3 sur lequel est cale: un agitateur 4. la cavité de l'arbre 3 est mise en communication avec une d'air comprimé (non représentée sur les dessins). L'agitateur 4 est disposé entre des palettes de stator 5, montées sur une console 6 adjacente à la paroi de la cuve 1. L'agitateur 4 a la forme d'un corps à surface ertérieure contirr, évasée, s'élargissant vers le haut de la cuve 1 et comportant des saillies 7- (figure 2) et des creux 8 alternés Ces saillies peuvent être de petits cuves ou de petites @ équerres disposés en quinconce sur toute la hauteur et tout le périmètre du cône 9, ou bien elles peuvent être constituées par des tiges, des ondulations, des nervures ou des gaufrures, dispcsees suivant la génératrice du corps de révolution. On peut réaliser sur la surface de l'agitateur des creux 8 de formes et dimensions différentes. L'agitateur 4 peut aussi eAtre réalisé sous forme d'une pyramide (figure 1) dont les arêtes constituent les saillies 7 destinées à disperser l'air. Suivant un autre exemple de réalisation, l'agitateur 4 peut se présenter sous forme d'une demi-sphère 10 (figure 3) (ou d'un demiellipsoïde) avec des saillies 7 disposées suivant ses génératrices. Pour diminuer le poids de l'agitateur, celui-ci peut être réalisé creux, avec un orifice 11 (figure 2) à sa partie inférieure, et être fixé sur l'arbre creux-3 à l'aide d'un disque 12 fermant l'agitateur à sa partie supérieure. Pour la flottation de produite de groese granulométrie, on peut fixer sur le bout inférieur de l'arbre 3 (figure 4 de l'agitateur 4 une pompe axialeouà hélice 13. L'agitateur 4 est alors réalisé creux et mis en communication avec la cavité de l'arbre 3 par des orifices 14 (figure 2) pratiqués dans la paroi de l'arbre 3.Dans ce cas l'agitateur est fixé à l'arbre 3 par le disque 12, de telle façon qu'entre l'extrémité inférieure de l'agitateur 4 et la surface de l'arbre 3 il y ait un écartement annulaire pour la sortie de l'air. in outre, dans la cuve 1 (figure 4) est placée une grille 15 afin qu'il se forme sur cette grille un lit fluidisé de particules de produit a enrichir, tandis qu'une grille inclinée 16 est disposée dans la zone de chargement de la cellule. Dans la cuve 1 (dans la zone de chargement du produit brut) est installé un air-lift 17. Un chenal de circulation 3 est en ouvre prévu, dans lequel la pulpe est aspirée à partir de la cure 1 à travers une fente 19 pour être amenée dans l'agitateur 4 et dans l'air-lift. Pour l'admission de l'air dans l'air-lift 17 es. prévu un tube 20, tandis que polir l'admission du produit brut dans la cellule est prévu un dispositif de chargement 21. L'évacuation des queues de flottation s'effectue à travers un tube 22, et l'évacuation du produit enrichi, s travers seuil 23. la cellule de flottation fonctionne de la façon suivante. Pour faire tourner l'agitateur 4 (figures 1 et 4) on met en marche la commande 2. Ensuite, on admet la pulpe cuve 1 de la cellule de flottation et, à travers l'arbre creux 3, on aime l'air dans la partie inférieure rétrécie de l'agitateur 4 et dans l'air-lift 17. L'air comprimé sort de l'agitateur 4 a travers l'orifice inférieur 11 de celui-ci et, sous l'action de sa propre force ascensionnelle, remonte sous forme d'une couche mince léchant l'agitateur 4. Etant donné que la surface de l'agitateur 4 comporte des saillies et est élargie vers le haut, la couche d'air s'amincit. La vitesse circonférentielle de l'agitateur 4 en rctation est plus grande à sa partie supérieure qu'à sa partie inférieure, ce qui crée sur sa surface une circulation de la pulpe suivant une spirale ascendante. L'air, en montant suivant la surface conique sous l'action de sa propre force ascen s@@@e et sc l'effet deskourants de circulation, est comprisé é sur la surface de l'agitateur 4 et subit tout au long de son par@our l'action des inégalités de la surface, aussi est-il finenent dispersé.A la partie supérieure de l'agitateur 4 l'air dispersé est projeté avec les courants de pulpe sous forme de filets tangentiels horizontaux dans la zone des palettes de stavor 5, destinés à arrêter le mouvement giratoire de la pulpe à l'intérieur de la cuve 1. La pulpe de départ est amené à travers le dispositif de chargement 21, qui assure une distribution uniforme de la sur toute la largeur de la cuve 1. La pupe est admise dans la zone @u l'aération est accrue par le fonctionnement 17. Une partie du minéral utile est séparée par flottation lors de sot passage à travers la zone dans laquelle l'aératic accrue. Le 3 particules non séparées se déposent sur la grille inclinée 16 (figure 4), qu'elles ne peuvent traverser et glissent sur la grille vers le bas, en étant périodiquement mises en suspension par les courants ascendants de pul aérée, ce qui assure une flottation supplémentaire du constituant utile. La partie du produit non séparée par flottation, ayant atteint l'extrémité de la grille inclinée 16, se dépose sur la surface de la grille horizontale 15, sur laquelle elle forme un lit fluidisé, grâce à l'action des courants ascendants de pulpe aérée arrivant en permanence de la partie inférieure. Dans ce lit s'effectue une flottation complémentaire du minéral utile. Les queues de flottation sont évacuées de la chanbre par le tube 22. L'évacuation du produit en mousse de la cuve 1 s'effectue à travers le seuil 23. L'appareil comporte deux circuits de circulation de la pulpe. Un circuit est créé par le fonctionnement de l'air-lift 17,et le second, par la pompe 13 montée coaxialement à l'agitateur 4 sur 11 arbre creux 3. les essais ont montré que l'on obtient une dispersion plus efficace de l'air à des vitesses circonférentielles plus petites et dans des volumes plus grands que dans 'e cas de dispersion de l'air au moyen des agitateurs connus. Ainsi, par exemple, une dispersion satisfaisante de l'air est obtenue avec des vitesses circonférentielles de l'ordre de 3,5 à 4,0 m/s, tandis quEune vitesse de 7 m/s on obtient une dispersion de l'air se situant entre 2,5 et 3,0 m3/mn par ce volume de la cuve. En conséquence, une dispersion fine est assurée à de faibles vitesses circonférentielles et, par conséquent, avec une consommation d'énergie réduite. Bien entendu, l'invention n'est nullement linitée aux modes de réalisation décrits et représentes qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens consituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon 11 esprit de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Cellule de flottation du type comprenant une cuve équipée d'un dispositif de chargement ainsi que d'un agitateur mis en mouvement pour disperser l'air et le mélanger ayec la pulpe, ledit agitateur possédant une forme allant en s'élargis- sant vers le haut, ainsi que, du côté extérieur, des saillies et des creux alternés, et étant caractérisée en ce que l'agi- tateur est fermé en haut par un disque, comporte un orifice de sortie à sa partie inférieure et est mis en mouvement par un arbre creux à travers lequel l'air est admis à l'intérieur de l'agitateur. 2 - Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'agitateur précité est réalisé sous forme d'un cône à surface latérale gaufrée. 3 - Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'agitateur précité est réalisé sous forme d'une pyramide dont les arêtes constituent les saillies précitées pour la dispersion de l'air. 4 - Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'agitateur précité est réalisé sous forme d'une demi- sphère avec saillies distribuées suivant ses génératrices. 5 - Cellule suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le disque précité recouvrant l'agitateur fait saillie du contour de la surface latérale de ce dernier.