Brevet FR2550103A1 — publié le 19850208

La présente invention concerne la séparation densimétrique par hydrocyclonage en milieu dense des particules d'un minerai ou autre minéral. Cette technique qui est notamment utilisée pour le lavage des charbons et ltenrichissement des minerais con- siste à mélanger le minerai, préalablement réduit en grains ou particules de grosseurs convenables, et une liqueur dont la densité est comprise entre celle des particules à séparer, à faire passer ce mélange dans un hydrocyclone qui le divise en une fraction à forte densité (sousverse) et une fraction à faible densité (surverse) et à séparer ensuite, dans chaque fraction, les particules du minerai de la liqueur dense par égouttage sur des tamis. Lorsque la liqueur dense est constituée par une suspension de fines particules d'un médium alourdissant, tels que la magnétite ou le ferrosilicium, dans de l'eau, llhy- drocyclone réalise, en même temps que la séparation densimétrique des particules du minerai à traiter, une séparation granulométrique du médium alourdissant. Ce phénomène se traduit notamment par un épaississement important de la liqueur de la sousverse et par une diminution de la densité de la liqueur de la surverse par rapport à la densité initiale de la liqueur. Or la capacité de passage de la liqueur à travers les tamis d'égouttage diminue considérablement lorsque sa densité augmente surtout dans le cas de séparation densimétrique de minerais fins (100 à 1000 xum) nécessitant des tamis à ouvertures très petites.On est donc obligé de prévoir une surface de tamis très importante, ce qui augmente le coût des installatons. Par ailleurs, dans le cas de séparation densimétrique à des densités de partage très élevées, notamment pour l'enrichissement des minerais, les pulpes évacuées à la sousverse sont très visqueuses et par conséquent difficiles à égoutter ; une partie notable du médium alourdissant adhère aux particules du minerai et est entrainée avec celles-ci vers le tamis de rinçage faisant suite au tamis d'égouttage et il en résulte une consommation importante de médium alourdissant. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en diminuant la densité et la viscosité de la sousverse de lthydrocyclone avant son égouttage. Conformément à l'invention, on dilue la fraction à forte densité (sousverse de l'hydroeyclone), avant de la soumettre à ltégouttage, au moyen d'un liquide obtenu par clarification d'une partie ou de la totalité de la liqueur dense séparée par égouttage de la fraction à faible densité (surverse de l'hydrocyclone). La clarification peut être réalisée par hydrocyclonage, par séparation magnétique ou tout autre moyen convenable. Pour la mise en oeuvre de l'invention, on adjoindra à une installation classique un dispositif de clarification, tel qu'un hydrocyclone ou un séparateur magnétique, dont ventrée sera reliée à la sortie de la liqueur dense du dispositif d'égouttage de la fraction à faible densité et dont la sortie du liquide clair sera reliée à ltentrée du dispositif d'égouttage de la fraction à forte densité, la sortie des pulpes du dispositif de clarification étant reliée au bac à liqueur dense. D'autres caractéristiques de l'invention apparattront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent à titre d'exemple non limitatif deux modes de réalisation de l'invention et sur lesquels Les figures 1 et 2 sont des schémas d'installation réalisées conformément à l'invention. L'installation représentée sur la figure 1 comprend un bac de mélange 10, un hydrocyclone 12, deux tamis d'égouttage 14 et 16 pour les fractions lourdes et légères sortant de l'hydrocyclone, respectivement, deux tamis de rin çage 18 et 20 faisant suite aux tamis 14 et 16, respecti -vement, un bac à liqueur dense 22, un bac à eaux de rinçage 24 et un séparateur magnétique 26. De façon classique, le minerai à enrichir préalablement réduit en particules de grosseurs convenables, par exemple comprises entre 100 Fm et 1000 Vm, et stocké dans une trémie 28 et la liqueur dense constituée par une suspension de fines particules d'un médium alourdissant, magnétite ou ferrosilicium, dans de l'eau et provenant du bac 22 sont introduits en quantités dosées dans le bac 10 et intimement mélangés. Une pompe 30 envoie ce mélange dans l'hydrocyclone 12 où il est séparé en une fraction à forte densité (sousverse) évacuée à la pointe du cyclone et une fraction à faible densité (surverse) sortant à la partie supérieure du cyclone. Ces deux fractions sont soumises à un égouttage sur les tamis 14 et 16, respectivement, qui peuvent être, par exemple, des tamis vibrants. Les dimensions des ouvertures de ces tamis sont nettement supérieures aux dimensions des particules du médium alourdissant et inférieures à la plus petite dimension des particules du minerai ; on peut ainsi séparer sur ces tamis les particules du minerai de la liqueur dense. Conformément à l'invention, une partie ou la totalité de la liqueur de la surverse qui a traverse le tamis 16 est recueillie dans un bac tampon 32 et envoyée par une pompe 34 dans un hydrocyclone épaississeur 36 d'où sortent, d'une part, une pulpe qui est envoyée dans le bac à liqueur dense 22 et, d'autre part, un liquide clair qui est mélange à la sousverse de l'hydrocyclone 12, avant égouttage. La liqueur ayant traversé le tamis 14 est envoyée dans le bac 22, comme dans les procédés classiques. En diluant la sousverse de l'hydrocyclone 12 on facilite son égouttage, ce qui permet d'augmenter notablement la capacité du tamis 14, et on diminue la quantité de médium alourdissant entrainé par les particules de minerai, ce qui améliore la stabilité de la densité de la liqueur dense. Par exemple, en réduisant par dilution la densité de la sousverse de 2,5 à 1,76, on multiplie par huit le débit par unité de surface de liqueur passant à travers le tamis 14 et on divise par deux la quantité de médium alourdissant entrain' par les particules de minerai. Les particules de minerai égouttées sur les tamis 14 et 16 passent ensuite sur les tamis 18 et 20, respectivement, où elles sont rinçées pour séparer les particules de médium alourdissant entraînées par les particules de minerai. On a constaté que la quantité de médium entrainé par les parii- cules de minerai après rinçage était proportionnelle à la quantité restant après égouttage, pour une même quantité~ d'eau de rinçage ; l'invention permet donc de réduire les pertes de médium alourdissant. Les eaux de rinçage ayant traversé les tamis 18 et 20 sont recueillies dans le bac 24 et traitées sur le séparateur magnétique 26 où elle sont séparées en trois fractions un liquide clair qui est renvoyé sur les tamis 18 et 20 et sert au rinçage, avec un appoint d'eau claire, une pulpe contenant les particules de médium alourdissant et qui est renvoyée dans le bac 24 et une fraction constituée par les particules de minerai ayant traversé les tamis 18 ou 20 et qui est évacuée. L'installation représentée sur la figure 2 ne diffère de celle de la figure 1 que par les moyens utilisés pour clarifier la liqueur de la surverse de l'hydrocyclone servant à diluer la sousverse avant égouttage. Les mêmes repères sont utilisés pour désigner les mêmes appareils sur les deux figures. Dans cette installation, la liqueur de la surverse de l'hydrocyclone 12 ayant traversé le tamis 16 est envoyée par la pompe 34, après passage dans le bac tampon 32, à un séparateur magnétique i bassé intensité 40 où elle est débarassée des particules de médium alourdissant (magnétite ou ferrosilicium) qui sont renvoyé-es dans le bac 22. La liqueur clarifiée est mélangée à la sousverse de l'hydrocyclone 12 pour la diluer. Bien que dans la description ci-dessus, on n'ait parlé que d'un seul hydrocyclone, il est bien entendu que l'on utilisera en général une batterie dthydrocyclones en parallele, le nombre d'hydrocyclones dépendant de la capacité de l'installation. Les tamis d'égouttage et de rinçage qui ont été décrits comme étant des tamis vibrants, peuvent être remplacés par des grilles courbes ou d'autres appareils de tamisage habituellement utilisés dans ce type d'installation. I1 est bien entendu que ces modifications et toutes celles réalisées par la substitution de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation densimétrique par hydrocyclonage en milieu dense des particules d'un minerai ou autre minéral consistant à mélanger les particules du minerai à une liqueur dense constituée par une suspension de fines particules d'un médium alourdissant dans un liquide, à diviser ce mélange en une fraction à forte densité et une fraction à faible densité par hydrocyclonage et à soumettre chacune de ces fractions à un égouttage pour séparer les particules du minerai de la liqueur dense qui est recyclée, caractérisé en ce qu'on dilue la fraction à forte densité, avant de la soumettre à ltégouttage, au moyen d'un liquide obtenu par clarification d'une partie ou de la totalité de la liqueur dense séparée par égouttage de la fraction à faible densité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la liqueur dense séparée par égouttage de la fraction à faible densité est divisée par hydrocyclonage en une pulpe et un liquide clair qui est utilisé pour diluer la fraction à forte densité. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liqueur dense est constituée par une suspension de fines particules magnétiques dans un liquide et une partie au moins de la liqueur dense séparée par égouttage de la fraction à faible densité est divisée par séparation magnétique en une pulpe et un liquide clair qui est utilisé pour diluer la fraction à forte densité. 4. Installation pour séparer des particules d'un minerai ou autre minéral suivant leur densité comportant un hydrocyclone (12) qui sépare un mélange formé des particules du minerai et d'une liqueur dense en une fraction à forte densité et une fraction à faible densité, et un premier et un second dispositifs d'égouttage (14, 16) alimentés par les dites fractions à forte densité et à faible densité, respectivement, et compr-enant des sorties séparées pour les particules du minerai et pour la liqueur dense, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre, un dispositif de clarification (36, 40) dont I'entrée est reliée à la sortie de la liqueur dense du second dispositif d'égouttage (16) et qui comprend une sortie du liquide clair reliée à l'entrée du premier dispositif d'égouttage (14). 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de clarification est constitué par un hydrocyclone (36). 6. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de clarification est constitué par un séparateur magnétique (40). 7. Installation selon la revendication 4, 5 ou 6, comportant un bac à liqueur dense (22) et caractérisée en ce que le dispositif de clarification (36, 40) comprend une sortie de pulpes reliée au bac à liqueur dense.