Brevet FR2529470A1 — publié le 19840106

PERFECTIONNEMENT A UN SECTEUR POUR FILTRE R2TkrIF A DISQUES L'invention est un perfectionnement apporté aux filtres rotatifs à disques. Depuis longtemps dej, il est connu de réaliser la séparation par filtration d'une phase continue, liquide ou gazeuse, et d'une phase dispersee, solide ou liquide, formant initialement une suspension résultant, par exemple, de l'attaque d'un minerai Pour ce faire, la suspension est amenée au-dessus d'un support, tel que grille, toile, embrane, etc... sur lequel les particules solides se déposent en formant un gâteau d'épaisseur variable, tandis que la phase liquide, constituant le filtrat, passe â travers la texture du support de filtration puis est recueillie par tout moyen de collecte. Selon les caractéristiques des suspensions a filtrer, telles que, par exemple, la concentration en matière sèche, la dimension des matériaux solides, la séparation, l'agressivité du milieu, le degré de class fication exigé, l'homme de l'art est amené à faire le choix d'un appareil approprié parmi les nombreuses technologies proposées sur le marché. Parmi ces technologies de filtration décrites dans la littérature spécialisée, l'une d'entre elles est très souvent employée et appre- ciée dans le domaine de la séparation des phases liquide et solide de suspensions resultant des attaques de minerais, selon les procédés hydométallurgiques : cette technologie concerne les filtres rotatifs à disques, tels que ceux décrits, par exemple, dans "Chenical Engi- neers' Handbook", page 978, par John H. Perry, Edition MC. Graw-Hill Bock Comçany 1950. Tels qu'ils sont décrits, les filtres rotatifs a disques comportent une série de disques fixés parallèlement sur un arbre horizontal creux, dans lequel on pratique une aspiration. Chaque disque est formé de plusieurs secteurs indépendants garnis de toiles métalliques et/ou de sachets textiles. filtrants, raccordés a l'arbre horizontal creux précité. Lors de l'operation de filtration, les disques, munis de leurs secteurs, plongent dans une auge d'alimentation en suspension a filtrer, la phase solide étant collée par aspiration sur les toiles filtrantes, tandis que la phase liquide séparée s'écoule dans l'arbre horizontal collecteur, au moyen de raccords existant entre chaque secteur et l'arbre lui-meme. La phase solide disposée sur la toile filtrante est ensuite essorée lors du passage à l'air libre, puis.Elimi- née par débatissage des surfaces filtrantes au moyen d'un 'déflecteur. Or, il est bien connu que l'essorage de la phase solide ccmmen ~ dès lors que le secteur émerge de l'auge d'alimentation, c'est-à-dire pratiquement pour une position proche de l'horizontale. Mais, alors que s'effectue l'essorage, le secteur de filtration passe d'une position horizontale immergée dans la suspension a une position verticale dans l'atmosphère aitt > iante au filtre, en provoquant l'éva- cuation vers l'arbre collecteur, non seulement de la phase liquide de la suspension ayant migré à travers la toile filtrante, mais encore d'une phase gazeuse provenant du milieu ambiant et aspirée par le secteur passant du milieu liquide dans le milieu gazeux. Ainsi, lors du relevage du secteur, la phase liquide incluse est conduite par gravité vers la zone la plus étroite du secteur filtrant, raccordée a l'arbre collecteur horizontal.Mais, la phase gazeuse aspirée dans le secteur pendant la période d'émereenoe forme alors, avec la phase liquide à évacuer par l'arbre collecteur, une émulsion qui rend très difficile l'évacuation de la phase liquide dans l'arbre collecteur horizontal, par une augmentation de la perte de charge du milieu. Ainsi, l'utilisateur d'un tel filtre rotatif à secteurs est-il con- fronté à une diminution de la vitesse d'évacuation de la phase aqueuse puisque l'émulsion liquide-gaz formée dans le secteur de filtration et évacuée dans l'arbre collecteur horizontal, perturbe sérieusement la séparation de la phase liquide filtrée d'avec l'atmosphère ambiante aspirée. Dès lors, cet inoonvénient majeur, particulièrement perturbant pour les rendements de filtration, conduit souvent l'homme de l'art a remettre en cause l'usage de filtre rotatif à secteurs dans le domaine de la filtration des suspensions hydromEtallurgiques. Ayant constate et subi l'inconvénient précité, la demanderesse, poursuivant ses recherches, a trouvé et mis au point un secteur filtrant amélioré à haute capacité d'évacuation de la phase liquide. Le secteur filtrant, selon l'invention, formé d'un cadre rigide de forme trapézoidale, muni d'un treillis métallique filtrant sur lequel est placée une garniture filtrante et d'une zone d'évacuation des phases liquide et gazeuse s'y trouvant, constituée par un réducteur de diamètre tronconique dont la plus petite section est raccordée par l'interdédiaire d'un conduit d'évacuation cylindrique à un arbre collecteur horizontal entraînant les disques formés par les secteurs filtrants, se caractérise en ce que la zone d'évacuation de la phase liquide est munie d'un dispositif antiémulsion permettant d'isoler la partie du secteur dans laquelle se forme la poche de gaz au novent de l'essorage tant que l'autre partie dudit secteur contient encore de la phase liquide. Le dispositif anti-Emulsion selon l'invention peut être constitué par une languette, mais peut être tout moyen connu de l'hcmme de l'art remplissant les mêmes fonctions et ayant les mêmes effets tel que une cloison à ouverture décalée vers la partie basse du secteur, ou encore de chicanes. Comme oelà a déjà été exprimé, les filtres rotatifs à disques compor- tant une série de disques de filtration fixés parallèlement sur un arbre d'entrainement, horizontal et creux, sont formés de secteurs indépendants munis d'un treillis métallique filtrant sur lequel est placée une garniture textile filtrante. Lors de la filtration, les disques munis des secteurs filtrants dans lesquels est pratiquée une aspiration, plongent dans la suspension à filtrer en provoquant un plaquage de la phase solide sur la garniture filtrante et l'écoulement de la phase liquide à travers la garniture filtrante. La phase liquide, ainsi séparée de la suspension, est éliminée du secteur filtrant par la zone d'évacuation formée d'un réducteur de diamètre tronconique raccordé au moyen d'un conduit cylindrique à l'arbre horizontal creux, par lequel est pratiquée l'aspiration. Comme il l'a été antérieureent précisé, le secteur de filtration, pendant que s'effectue l'opération de filtration, passe d'un état horizontal immergé dans la suspension à un état horizontal émergé, le plaçant dans l'atmosphère ambiante du filtre. Des lors, une fraction gazeuse de l'atmosphère du filtre est aspirée par chaque secteur de filtration quand il passe du milieu liTuide dans le milieu gazeux. Or, comme l'a constaté l'homme de l'art, l'opération de relevage du secteur filtrant provoque la formation d'une émulsion gaz-liquide par la mise en contact des deux phases présentes dans le secteur de filtration, quand s'effectue par gravité l'évacuation de la phase liquide par la partie du secteur raccordée à l'arbre. Comme la formation de cette émulsion est particulièrement préjudiciable à 1 'évacuation normale de la phase liquide par I-4ar#bre collecteur horizontal, à cause de l'augmentation de la perte de charge dans le milieu, la demanderesse a trouvé que les inconvénients majeurs, con nus jusqu'à ce jour, étaient éliminés en munissant la zone d'évacuation de chaque secteur d'une languette dite anti-emulsion, qui stpare la phase liquide de la phase gazeuse présentes dans le secteur, au moment où s'effectue le relevage de celui-ci, en assurantd'abo#rd1'êva- cuation de la seule phase liquide, puis de la phase gazeuse durant l'essorage de la phase solide déposée sur la surface filtrante du secteur par aspiration de l'atmosphère. L'invention sera mieux comprise grâce à la description chiffrée des diverses figures illustrant l'objet de l'invention. La figure 1 illustre, selon l'art antérieur, l'opération de filtration pour un secteur d'un filtre à disque rotatif. La figure 2 est une coupe d'un secteur filtrant, selon l'art antérieur, illustrant la formation de l'émulsion liquide-gaz dans ledit secteur. La figure 3 est une coupe d'un secteur filtrant selon l'invention montrant la position du dispositif anti-emNlsion constitué par une languette au moment où s'effectue l'évacuation de la phase liquide par relevage du secteur. La figure 4 est une coupe d'un secteur filtrant selon l'invention montrant l'influence du dispositif anti-émulsion - constitué par la languette anti-émuision au moment où s'achève l'évacuation de la phase liquide quand le secteur filtrant fonctionne uniquement en essorage. La figure 5 est une coupe d'un secteur filtrant selon l'invention montrant la position du dispositif anti-émulsion constitué par une cloison à ouverture décalée vers la partie basse du secteur. Selon la figure 1, le filtre rotatif a axe horizontal est formé d'un disque filtrant (1), muni de secteur filtrant (2), de forme traph- zoidale, raccordé a un arbre d'entraînement (3) horizontal et creux, au moyen d'un réducteur de diamètre tronconique (4) et d'un conduit d'évacuation cylindrique (5). Chaque conduit d'évacuation (5) est piqué sur une tubulure d'évacuation (6) appartenant à l'arbre horizontal (3). Le disque filtrant (1) se situe verticalement dans une auge (7) contenant la suspension à filtrer. lorsque le filtre est en fonctionnement, le secteur filtrant (2); entraîné par l'arbre (3), est immergé dans la suspension à filtrer (8). Une dépression par aspiration étant créée dans les tubulures (6) d'évacuation, la phase solide de la suspension se plaque sur la surface filtrante du secteur, tandis que la phase liquide, traversant ladite surface, pénètre dans la partie interne dudit secteur. Quand le secteur filtrant (2) est en position (A), c'est-à-dire quand commence le relevage du secteur, la phase liquide, comme le montre la figure 2, se déplace vers le réducteur de diamètre tronconique (4) et le conduit d'évacuation (5). L'aspiration étant réalisée par les tubulures d'évacuation (6), l'atmosphère gazeuse du filtre est aspirée dans le secteur en assurant un essorage de la phase solide déposée sur les toiles filtrantes dudit secteur.Selon la technologie de l'art antérieur, illustrée par la figure 2, les phases liquide et gazeuse présentes à 1' intérieur du secteur forment une émulsion pendant que le secteur se relève de la position (A) pour aller à la position (B), cette émulsion étant difficile à évacuer par le réducteur tronconique (4), le conduit (5) et la tubulure (6), en raison de l'augmentation de la perte de charge élevée du milieu, dùe à l'émul- sion liquide-gaz. Selon les figures 3 et 4, qui illustrent l'objet de l'invention, une languette ant mulsion (9) est placée dans la zone d'évacuation du secteur filtrant. Comme le montre la figure 3, la languette (9) offre la propriété alors que le secteur filtrant (2) passe de la position (A) à la position (B) (selon la figure 1), de séparer les phases liquide et gazeuse, de telle ânière que la phase liquide est d'abord évacuée par les conduits (4), (5) et (6) avant que s'effectue la sortie de la phase gazeuse par les mêmes voies. Ainsi que le montre la figure 4, dès lors que la phase liquide a été évacuée, la phase gazeuse d'essorage s'échappe par les conduites (4), (5) et (6) en entraidant la liqueur d'inprégnation de la phase solide déposée sur les toiles filtrantes du secteur (2). Ainsi que le montre la figure 5, le dispositif antieulsion (9) est constitué par une cloison à ouverture décalée vers la partie basse du secteur permettant de séparer les phases liquide et gazeuse en pré- sence, de telle manière que la phase liquide soit la premiere évacuée par les conduits (4), (5) et (6) avant que s'effectue la sortie de la phase gazeuse par ces mêmes voies. REVENDICATIONS 1. Secteur filtrant (2) pour filtre rotatif à disques (1) formé d'un cadre rigide de forme trapézbidale, muni d'un treillis métallique filtrant sur lequel est placée une garniture filtrante, et d'une zone d'évacuation des phases liquide et gazeuse s'y trouvant, constituée par un réducteur de diamètre tronconique (4) dont la plus petite section est raccordée, par l'intermédiaire d'un conduit d'évacuation cylindrique (5) un arbre collecteur horizontal (3) entrai- nant les disques (1) formés par les secteurs filtrants (2), caractérisé en ce que la zone d'évacuation de la phase liquide est munie d'un dispositif anti-émulsion (9) permettant d'isoler la partie du secteur dans laquelle se forme la poche de gaz au moment de l'essorage tant que l'autre partie dudit secteur contient encore de la phase liquide. 2. Secteur filtrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif anti-émulsion (9) est constitué par une languette. 3. Secteur filtrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif anti-em-dlsion (9) est constitué par une cloison dispo sant d'une ouverture décalée vers la partie basse du secteur. 4. Secteur filtrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif anti-émulsion (9) est constitué par des chicanes.