Brevet FR2483252A1 — publié le 19811204

La présente invention est du domaine de l'enri- chissement des minéraux utiles et a notamment pour objet un aérateur pour machine à flottation. Elle peut être utilisée dans les industries métallurgique, houillère, chimique, alimentaire et autres, partout où l'on utilise les procédés de flottation. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans des machines à flottation destinées à concentration des minerais de métaux ferreux, non ferreux et rares. Il est connu un aérateur pour machine à flottation équipé d'un vibrateur électromagnétique (voire par exemple, le brevet français n0 1353878). Ce vibrateur permet à l'aérateur d'effectuer des mouvements oscillatoires verticaux dans la cellule de flotation. L'aérateur comporte un plateau muni d'un Jeu de tubulures servant à amener de l'air dans la pulpe. Le plateau est percé d'orifices coniques débouchants permettant le passage de la pulpe, ces orifices étant disposés de sorte que leur partie de moindre section soit orientéevers le bas. Une telle réalisation des orifices et une telle disposition de ceux-ci dans le plateau de l'aérateur permettent la formation de flux circulatoires de pulpe dans la cellule de flottation pendant que l'aérateur effectue des mouvements oscillatoires. En effet, lorsque le plateau de l'aérateur se meut vers le bas, le flux de pulpe ascendant provenant de la partie inférieure de la cellule de flottation passe dans sa partie supérieure en dehors des limites du plateau de l'aérateur, en contourant ce dernier. Cela est dt à la forte résistance exercée par les orifices pratiqués dans le plateau qui sont orientés par leur partie de moindre section en sens contraire du flux de pulpe venant de la partie inférieure de la cellule de flottation.Par contre, quand le plateau de l'aérateur monteS le flux de pulpe descendant provenant de la partie supérieure de la cellule traverse librement les orifices du plateau de l'aérateur pour passer dans la partie inférieure de la cellule. L'air amené dans la pulpe par les tubulures mentionnées est dispersé et mélangé avec les particules de pulpe, ce qui donne naissance à un mélange pulpe-air qui est entrainé par le flux de pulpe ascendant, provenant de la partie inférieure de la cellule de flottation, vers sa partie supérieure où ,de ce fait il se forme sur la surface de la pulpe une couche d'écume minéralisée. Il est à noter que l'aérateur décrit comporte avec un plateau à faible pourcentage de perforations, n'atteignant que 10 à 12% de sa superficie totale. En d'autres termes, le plateau d'un tel aérateur présente une petite section libre. Il résulte de cette faible proportion de perforations que les flux de pulpe circulatoires pulsés qui passent à travers les orifices du plateau de l'aérateur sontsi faibles qu'ils n'assurent pas l'obtention, dans la partie inférieure de la cellule de flottation, d'une vitesse des flux ascendants suffisante pour faire monter de grosses particules de pulpe à enrichir. Une élévationde la vitesse des flux circulatoires de pulpe en imprimant au plateau de l'aérateur des mouvements oscillatoires de fréquence plus élevée conduirait à la formation, dans la partie supérieure de la cellule de flottation, d'une zone de vibration intense de la pulpe saturée de bulles d'air, ce qui se traduit par la formation, à la surface de la pulpe d'une couche mousseuse peu stable et, donc, par une séparation par arrachement des particules minérales de la pulpe d'avec les bulles d'air. Par ailleurs, cet aérateur présente un autre inconvénient très sérieux, qui consiste en ce qu'il ne peut assurer un degré suffisamment élevé de dispersion de l'air amené dans la pulpe. Ceci s'explique par le fait que la vitesse linéaire d'écoulement de l'air des tubulures d'amenée d'air dépasse de beaucoup la vitesse des flux circulatoires de pulpe qui éJectent les bulles d'air. De ce fait, une extraction suffisante des minéraux n'est pas assurée ce qui restreint les possibilités techniques d'un tel aérateur. On connattt également un aérateur pour machine à flottation (voir, par exemple, le certificat d'auteur URSS n0 360104 ou les brevets analogues délivrés en France, nO 2116262, aux E.U.A. , nO 3735868, en Grande-Bretagne, ne 1290038, en R.F.A.,n 2055951, en Suède, nO 340452, au Japon, nQ 722282, et en Australie nO 465910). Cet aérateur est pourvu d'une grille servant à l'agitation de la pulpe, ainsi que d'un distributeur d'air. La grille de l'aérateur est constituée par un cadre de forme rectangulaire, à l'intérieur duquel, entre ses grands cotés latéraux, sont disposées, parallèlement A ses petits ces latéraux, des tiges qui se trouent dans un même plan et sontdquidistantes l'une de l'autre, la pulpe passant entre ces tiges au cours du fonctionne- ment de l'aérateur. Les tiges de la grille sont creuses et fixées par leur extrémités aux grands cotés latéraux du cadre. Le distributeur d'air se présente sous la forme d'un tube fermé à ses deux extrémités. Il est soudé auxdites tiges et s'étend le long de l'axe longitudinal du cadre de la grille. Aux points de jonction des tiges creuses de la grille avec le distributeur d'air sont prévus des trous correspondants à l'aide desquels les volumes intérieurs des tiges communiquent avec celui du distributeur. Une tringle creuse relie ce dernier à un vibrateur et à un dispositif d'amenée d'air. Sur les tiges sont réalisées par gommage des lames élastiques en caoutchouc. Ces lames sont disposées le long des tiges et y sont fixées par paires en formant entreplles des canaux orientés suivant lesdites tiges et présentant une section en V. Il est prévu le long des tiges, entre les lames élastiques, des trous lisses faisant communiquer les volumes intérieurs des tiges avec les canaux mentionnés. L'aérateur qui vient d'être décrit fonctionne comme suit. Au cours de l'opération de flottation, l'aérateur effectue, sous l'action du vibrateur, des mouvement oscillatoires verticaux dans la cellule de flottation remplie de pulpe. Pendant lesdits mouvements oscillatoires périodiques de l'aérateur, sa grille agite la pulpe dans la partie inférieure de la cellule de flottation, les lames élastiques fermant et ouvrant alternativement les espaces entre les tiges. Ainsi, lorsque l'aérateur se meut vers le bas, les lames élastiques fixées par paires sur les tiges s'écartent sous l'effet de la pression de la pulpe dirigée de bas en haut, de sorte que les lames élastiques situées entre deux tiges adJacentes de chaque paire entrent en contact en recouvrant ainsi les espaces entre les tiges. Dans ce cas, le flux de pulpe passe de la partie inférieure de la cellule de flottation dans sa partie supérieure en dehors des limites de la grille de l'aérateur, en contournant celle-ci. Par contre, au cours du déplacement de l'aérateur vers le haut les lames élastiques se rapprochent sous l'effet de la pression de la pulpe agissant dans la direction de haut en bas et ouvrent les espaces entre les tiges. Ici, le flux de pulpe provenant de la partie supérieure de la cellule de flottation passe à travers les espaces entre les tiges dans sa partie inférieure en agitant dans son mouvement les particules contenues dans la pulpe. Ainsi, l'aérateur décrit assure l'obtention de flux circulatoires de pulpe passant par la grille, les flux de pulpe ascendants passant de la partie inférieure de la cellule dans sa partie supérieure en dehors de la grille, et les flux de pulpe descendants venant de la partie supérieure de la cellule pénétrant dans sa partie inférieure à travers les espaces entre les tiges de la grille. En même temps, on envoie l'air fourni par le dispositif d'amenée d'air, par l'intermédiaire de la tringle creuse, dans le distributeur d'air d'où il est ensuite dirigé vers les tiges creuses. L'air sortant par les orifices des tiges entre dans les canaux entre les lames élastiques. Sous l'effet des oscillations périodiques des lames élastiques qui s'écartent et se rapprochent alternativement, l'air est dispersé dans les canaux et se mélange avec la pulpe en formant ainsi un mélange pulpe air qui est entraîné par le flux de pulpe ascendant hors des canaux dans la partie supérieure de la cellule de flottation, où il se forme à la surface de la pulpe une couche d'écume minéralisée. La grille de cet aérateur présente une section libre plus grande que celle du plateau de l'aérateur décrit précédemment. Cela favorise la formation de flux de pulpe circulatoires plus intenses, flux qui contribuent à l'obtention, dans la partie inférieure de la cellule de flottation, d'une vitesse suffisante des flux de pulpe ascendants pour faire monter des particules de dimensions importantes. En outre ces flux circulatoires intenses permettent une agitation plus efficace de la pulpe dans la partie inférieure de la cellule de flottation pour une fréquence d'oscillations de la grille de l'aérateur moins élevée que dans le cas de l'aérateur précedent. De ce fait, les vibrations ayant lieu dans la partie inférieure de la cellule de flottation ne sont pas transmises à sa partie supérieure, c'est-à-dire qu'il existe dans cette partie une zone calme de flottation sans séparation des particules minérales de pulpe d'avec les bulles d'air. Toutefois, les lames élastiques faisant partie de l'aérateur décrit n'assurent pas encore un degré suffisamment élevé de dispersion de l'air dans la pulpe. De ce fait, cet aérateur permet d'extraire de la pulpe des particules de grandes dimensions, mais seulement dans une moindre mesure les particules fines, ce qui limite ses possibilités techniques. L'invention vise donc un aérateur pour machine à flottation dans lequel le distributeur d'air serait conçu de façon à assurer une dispersion préalable de l'air dans la pulpe avant sa dispersion dans les canaux entre les lames élastiques en vue d'obtenir un degré plus élevé de dispersion de l'air dans la pulpe que celui assuré par l'aérateur, connu. A cet effet, il est proposé un aérateur pour machine à flottation, comportant un distributeur d'air monté dans une grille pour le brassage de la pulpe, constituée par des tiges espacées portant chacune une paire de lames élastiques destinées à former des canaux qui sont orientés le long desdites tiges et sont destinés à recevoir la pulpe et l'air provenant dudit distributeur d'air, de sorte que l'air est dispersé dans lesdits canaux en se mélangeant avec la pulpe et que le mélange pulpe-air ansi formé est entratné hors des canaux par les flux circulatoires engendrés par la grille du fait que ses lames élastiques ferment et ouvrent les espaces entre les tiges lors des mouvements oscillatoires de la grille dans le plain vertical, ledit aérateur étant caractérisé suivant l'invention en ce que ledit distributeur d'air comprend un organe disperseur qui le divise en deux cavités, dont l'une est destinée à recevoir l'air, tandis que l'autre est ouverte pour recevoir la pulpe e ommunique avec lesdits canaux, de sorte que l'air est dispersé préalablement dans le distributeur en se mélangeant avec la pulpe. Une telle réalisation de l'aérateur permet d'effectuer la dispersion de l'air dans la pulpe en deux étapes. En efet, l'air est d'abord dispersé dans le distributeur d'air en se mélangeant avec la pulpe grace audit organe disperseur. Ensuite, le mélange pulpe-air ainsi formé passe de la cavité destinée à recevoir la pulpe dansés canaux entre les lames élastiques, ou se produit une nouvelle dispersion de l'air dans le mélange mentionné. Grâce à la réalisation, dans l'aérateur proposé, de la dispersion de l'air dans la pulpe en deux étapes, on obtient un degré plus élevé de dispersion de l'air que dans l'aérateur connu. Il est rationnel que le distributeur deair comprenne un bSti rectangulaire d'ait les parois latérales sont reliées entre elles au moyen de organe disperseur en formant une section transversale en forme de H et pourvues de fentes disposées au dessous du niveau de l'organe disperserur, en regard desdits canaux. Un tel bati rectangulaire à section transversale en forme de H permet l'accès de la pulpe au distribu- teur d'air d'en base Cela facilite la pénétration de la pulpe dans le distributeur d'air pendant les mouvements oscillatoires verticaux de lvaerateur et contribue donc à un meilleur brassage de la pulpe avec l'air dispersé. Il est intéressant que ledit organe disperseur soit exécuté sous la forme d'une cloison rectangulaire percée d'orifices. Une telle conception de l'organe disperseur est très simple et facile à réaliser. Il est en outre avantageux que le distributeur d'air présente un évasement disposé au dessus dudit bâti rectangulaire et fixé à celuimcio Une telle disposition permet, d'une part, d'obtenir une distribution régulière de l'air admis dans l'aérateur le long de l'organe disperseur etp d'autre part,. de distribuer régulièrement le mélange pulpe-air dans la cavité du distributeur d'air destinée à recevoir la pulpe, suivant les canaux entre les lames élastiques. En conséquence, il se produit une saturation uniforme des flux de pulpe ascendants en bulles d'air suivant toute la longueur de la grille de l'aérateur, ce qui permet une extraction uniforme des minéraux de la pulpe sur toute la superficie de ladite grille. L'invention sen miteux comprises et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux à la lumière de la descrition explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente, en perspective, l'aérateur pour machine à flottation, objet de l'invention, vu de face avec arrachement; - la figure 2 représente la grille pour le brassage de la pulpe, avec le bâti rectangulaire; - la figure 3 est une vue en coupe de l'aérateur proposé, suivant I-I de la figure 1;; L'aérateur pour machine à flottation (figure 1) faisant l'objet de la présente invention comprend une grille 1 destinée à brasser la pulpe et dans laquelle est monté un distributeur d'air 2. La grille 1 (figure 2) pour le brassage de la pulpe comporte un cadre 3 de forme rectangulaire, à l'intérieur duquel, entre ses grands cotés latéraux 4 et parrallèlement aux cités latéraux 5, sont disposées des tiges 6. Les tiges 6 sont régulièrement espacées et se trouvent toutes dans un même plan. Les espaces 7 entre les tiges 6 permettent le passage de la pulpe au cours du fonctionnement de l'aérateur considéré. Les extrémités des tiges 6 sont soudées en 8 côtés latéraux 4 du cadre 3. Sur les tiges 6 (figure 1) sont formées par gommage deux rangées 9 de lames élastiques 10 réalisées en caoutchouc. Ces lames élastiques 10 sont disposées le long des tiges 6 et sontfixées sur celle-ci par paires en formant entre elles des canaux 11 orientées suivant lesdites tiges et présentant une section transversale en V. Le distributeur d'air 2 se trouve entre deux rangées 9desiresélastiques 10. Le distributeur d'air 2 (figure 1) comporte un bSti rectangulaire 12 et un évasement 13. ,Le bati rectangulaire 12 (figures 1 et 3) a deux parois latérales 14 reliées entre elles par lUntermddiaire d'un organe disperseur 15, de sorte qu'il présente une section transversale en forme de H. L'organe disperseur 15 (figures 2 et 3) est exécuté sous forme d'une cloison rectangulaire percée d'une pluralité d'orifices 16 répartis régulièrement sur toute la surface de la cloison, et de plusieurs orifices 17. L'organe disperseur 15 (figure 3) est soudé en 18 au parois latérales 14 du bati rectangulaire 12. Dans les parois latérales 14 sont pratiquées des ouvertures 19 pour le passage des tiges 6. Pendant 4'assemblage de la grille 1, les tiges 6 sont fixées en outre, en 20 auxparois latérales 14 du bati rectangulaire 12, On a ménagé dans les parois latérales 14 (figure 1 et 3) du bdtti rectangulaire 12, au-dessous du niveau de l'organe disperseur 15, des fentes 21 disposées en regard des canaux 11 formés par les lames élastiques 10. Le bSti rectangulaire 12 (figure 2) est fixé par une soudure 22 aux cotés latéraux 5 du cadre 3. L'évasement 13 (figures 1 et 3) possède une bride supérieure 23 et une bride inférieure 24. Dans cette dernière sont formés des trous filetés 25 co-axiaux aux orifices respectifs 17 de l'organe disperseur 15, ansi que des trous lisses 26. L'évasement 13 (figure 3) est fixé au bati rectangulaire 12 par des vis 27 passant à travers les orifices lisses 17 de l'organe disperseur 15 et vissées dans les trous filetés 25 de la bride 24 de l'évasement. Entre la bride 24 (figures 1 et 3) de l'évasement 13 et l'organe disperseur 15 est formée une cavité 28 destinée à recevoir l'air et qui communique par les trous 26 de la bride 24 avec lez hume intérieur de l'évasement 13. Il est prévu au dessous de l'organe disperseur 1 sone cavité 29 ouverte à sa partie basse pour donner accès à la pulpe. Entre les cotés latéraux 4 (figure 2) du cadre 3 et les extrémités 30.des lames élastiques 10 sont formés des jeux 31. De même, entre les parois latérales 14 (figure 3) du bâti rectangulaire 12 et les extrémités 32 des lames élastiques 10 sont formés des Jeux analogues 33. La bride supérieure 23 de l'évasement 13 (figure 1) est fixée par des vis 34 et des écrous 35 à la bride 36 d'une tringle creuse 37 qui relie l'aérateur de la machine àflottation à un vibrateur et à un dispositif d'amenée d'air dans l'aérateur (non représentés). Le fonctionnement de l'aérateur pour machine à flottation, objet de la présente invention, se déroule de la manière suivante. L'aérateur est monté dans la cellule de flottation remplie de pulpe à enrichir (non représentde).Un vibrateur approprié (non représenté) imprime à l'aérateur des mouvementsoscillatoires dans le plan vertical. En même temps, on amène de l'air dans l'aérateur depuis un dispositif d'amenée d'air (non représenté) par l'intermédiaire de la tringle creuse 37. Lorsque l'aérateur effectue les mouvements oscillatoires périodiques, sa grille 1 (figure 1) brasse la pulpe dans la partie inférieure de la cellule de flottation et les lames élastiques 10 ouvrent et ferment alternativement les espaces 7 entre les tiges 6. En effet, lorsque l'aérateur se meut vers le bas, les lames élastiques 10 fixées par paires sur les tiges 6 s'écartent sous l'effet de la pression de la pulpe dirigée de bas en haut, et les lames élastiques 10 se trouvant entre deux tiges voisines de chaque paire de tiges 6 entrent alors en contact mutuel en fermant ainsi les espaces 7 entre les tiges 6.Dans ce cas9 la pulpe provenant de la partie inférieure de la cellule de flottation passe dans sa partie supérieure en dehors des limites de la grille 1 de l'aératur en contourant celle-ci. Par contre9 quand l'aérateur monte, les lames élastiques 10 fixées par paires sur les tiges 6 se rapprochent sous l'action de la pression de la pulpe dirigée de haut en bas et ouvrent ainsi les espaces 7 entre les tiges 6. Alors la pulpe venant de la partie supérieure de la cellule de flottation passe par les espaces 7 entre les tiges 6 dans la partie inférieure de la cellule en agitant dans ce mouvement les particules de pulpe. Ainsi, l'aérateur proposé assure la formation de flux de pulpe circulatoires de sorte que les flux de pulpe ascendants passent de la partie inférieure de la cellule dans sa partie supérieure en dehors des limites de la grille 1 de l'aérateur, tandis que les flux de pulpe descendants passent de la parties supérieure de la cellule dans sa partie inférieure par les espaces ventre les tiges 6 de la grille 1 de l'aérateur. En meme temps, l'air fourni par le distributeur d'air arrive 9 par l'intermédiaire de la tringle creuse 37 dans l'évasement 13 où il est distribué régulièrement suant toute la longueur de la bride inférieure 24. Ensuite l'air traverse les trous 26 prévus dans la bride 24 pour pénétrer dans la cavité 28 du bâti rectangulaire 12 Simultanément, la pulpe remplit la cavité 29 du bâti rectangualaire 12 Grâce aux mouvements oscillatoires de l'aérateur dans le plan vertical, l'air et la pulpe se mélangent et circulent intensivement à travers les orifices 16 de l'organe disperseur 15 depuis la cavité 28 du bti rectangulaire 12 vers sa cavité 29 et vice versa.En conséquence, il s'opère une dispersion préalable de l'air dans la pulpe. Cette dernière se saturant de de bulles d'air en formant ainsi un mélange pulpe-air. Ce mélange pulpe-air passe de la cavité inférieure 29, par les fentes 21 réalisées dans les parois latérales 14, dans les canaux 11 entre les lames élastiques 10. Les mouvement alternatifs des lames élastiques 10 qui tantot se rapprochent, tantt s'écartent font que l'air est de nouveau dispersé dans les canaux 11, le degré de dispersion des bulles d'air dans le mélange pulpe-air étant de ce fait élevé. Le mélange pulpe-air contenant des bulles d'air finement dispersées et entraîné pendant la remontée de l'aérateur, depuis les canaux Il vers la partie supérieure de la cellule de flottation par le flux de pulpe ascendant, ce qui entraine la formation d'une couche d'écume minéralisée, à la surface de la pulpe. L'aérateur proposé procure une meilleure dispersion de l'air comparativement aux aérateurs connus pour machines à flottation, ce qui permet de travailler non seulement sur des matériaux à gros grains, mais aussi sur ceux à grains fins, d'où une extraction plus efficace du produit utile de la pulpe, une meilleure qualité du concentré flcé et une réduction de la durée de la flottation de 2 à 3 fois. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple . En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mise en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1. Aérateur pour machine à flottation du type comportant un distributeur d'air monté dans une grille pour le brassage de la pulpehonstituée par des tiges espacées l'une de l'autre et portant chacune une paire de lames élastiques formant des canaux orientés le long desdites tiges et recevant l'air dudit distributeur d'air et la pulpe de sorte que l'air est disperse dans lesdits canaux en se mélangeant avec la pulpe, le mélange pulpe-air ainsi formé étant entraîné hors des canau + ar les flux circulatoires engendrds par la grille du fait de la fermeture et de l'ouverture, par ses lames élastiques, des espaces entre les tiges lors des mouvements oscillatoires de la grille dans le plan vertical caractérisé en ce que le distributeur d'air comprend un orgnae disperseur qui le divise en une cavité destinée à recevoir l'air et une cavité ouverte pour permettre à pulpe d'y accéder et communiquant avec les canaux grâce à quoi l'air est dispersé préalablement dans le distributeur d'air en se mélangeant avec la pulpe. 2. Aérateur pour machine à flottation suivant la revendicaton 1, caractérisé en ce que le distributeur d'air comporte un bâti rectangulaire dont les parois latérales sont fixées entre elles au moyen dudit organe disperseur, en formant ainsi une section transversaleFn forme de H et pourvue de fentes disposées au dessous du niveau de l'organe disperseur en regrad desdits canaux. 3. Aérateur pour machine à flottation suivant ltne des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que ledit organe disperseur est exécuté sous la forme d'une cloison rectangulaire percée d'orifices. 4. Aérateur pour machine à flottation suivant l'une des revendications 1)2, et 3 caractérisé en ce que, en vue d'obtenir une distribution uniforme de l'air ledit distributeur d'air est pourvu d'un évasement disposé au dessus dudit bâti rectangulaire et fixé à celui ci.