Brevet FR2561543A1 — publié le 19850927

La présente invention concerne le lavage par médium dense, suivant la méthode des flottants et plongeants, en vue de la séparation densimétrique à partir de produits bruts, tels que charbons ou minerais divers, de produits concentrés d'une part, et de produits stériles d'autre part. On connait déjà des installations de lavage fonctionnant suivant cette méthode. Dans une installation de ce genre il est connu de maintenir la densité du médium dense à une valeur de consigne. Cette mesure ne donne pas entière satisfaction du fait que la valeur de la densité de consigne est fixée à l'avance pour une composition théorique donnée des produits bruts. Etant donné qu'une telle composition est toujours plus ou moins variable dans le temps, il en résulte des variations de composition des produits concentres et des produits steriles dont les qualités ne sont pas constantes. Pour éviter un tel inconvénient on a déjà pensé à effectuer des prélèvements de produits bruts, à les analyser, à déduire de cette analyse une valeur corrigée de la den sité de consigne, et à réajuster manuellement ladite den situé. De telles opérations sont peu commodes à effectuer, sont xlécessairement très intermittentes, et nécessitent un temps assez long, de sorte que lorsque la valeur de la densite de consigne est modifiée, la composition des produits bruts a souvent varie et ne correspond plus à la nouvelle valeur fixée. L'invention a surtout pour but déviter un tel irc onvéni ent . Elle consiste essentiellement à asservir automatique ment la densite de consigne a la composition des produits bruts et, éventuellement à celle des produits concentrés. L'invention a plus précisément pour objet un procédé de lavage par médium dense, en vue de la separation densime trique à partir de produits bruts tels que charbons ou minerais divers1 de produits concentrés d'une part, et de produits stériles d'autre part, procédé suivant lequel on maintient la densité dudit médium à une valeur de consigne, caractérisé en ce que l'on établit une relation prédéterminée entre la densité de consigne du médium et la teneur des produits bruts en un ou plusieurs de leurs composants, l'on effectue la mesure de cette teneur, et l'on asservit la densité de consigne du médium à ladite teneur suivant ladite relation. L'on mesure la teneur des produits concentrés en un ou plusieurs de leurs composants, et l'on utilise cette teneur pour effectuer une correction de la densité de consigne déterminée à partir de la teneur des produits bruts. La variation de densité du médium est obtenue par addition d'une quantité requise de médium lourd ou d'eau, suivant le sens de ladite variation. L'on effectue la mesure des teneurs soit en continu, soit en discontinu à des intervalles de temps déterminés. L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisée en ce qutel- le comprend un appareil de séparation densimétrique à médium de lavage et une unité de régulation et de commande apte à mettre en mémoire une relation prédéterminée entre la densité de consigne du médium et la teneur des produits bruts à traiter en un ou plusieurs de leurs composants, à recevoir des signaux représentatifs de ladite teneur et de la teneur des produits concentrés en un ou plusieurs de leurs composants, et à délivrer un signal de commande de la variation de la densité de consigne. L'installation comprend des dispositifs de prise d'échantillons de produits bruts et de produits concentrés, lesdits dispositifs étant associés à des moyens de mesure des teneurs desdits produits en un ou plusieurs de leurs composants, et a des moyens pour élaborer les signaux repré- sentatifs desdites teneurs. L'installation comprend également un moyen de stockage du médium lourd et un moyen de distribution d'eau, lesdits moyens étant opérativement connectés à l'unité de régulation et de commande d'une part, et a l'appareil de séparation densimétrique d'autre part. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit, faite en regard du dessin annexé, concernant une forme particulière de réalisation d'une installation fonctionnant suivant le procédé ci-dessus. La figure unique représente, sous forme schématique, l'ensemble d'une telle installation. Sur la figure, le repère t désigne un appareil de séparation densimétrique tel qu'un séparateur à roue élévatrice ou un séparateur à cyclones. Ces deux formes étant données à titre d'exemples non limitatifs. L'appareil i est alimenté en médium de lavage ou liqueur dense par la conduite 2 à partir d'un bidon 3 contenant ledit médium. Les repères 4, 5 et 6 désignent respectivement, l'ar- rivée des produits bruts1 la sortie des produits concentrés et la sortie des produits stériles. Les produits bruts sont constitués par du charbon, par exemple, tandis que les produits concentrés et stériles sont constitués respecti veinent par du charbon lavé, donc à faible teneur en cendres, et par des cendres à faible teneur en carbone. Il va de soi que l'appareil i pourrait traiter tout autre produit que du charbon, par exemple des minerais bruts contenant, outre le minerai pur, d'autres composants valorisables ou non. Le repère 7 désigne globalement un dispositif constitué par un échantillonneur, un appareil de mesure de la teneur en cendres des produits bruts prélevés par ledit échantillonneur sur l'arrivée 4, et des moyens pour élaborer un signal représentatif de la teneur en cendres mesurée. L'échantillonneur, l'appareil de mesure et les moyens précités sont de types connus, et ne sont pas décrits plus explicitement ci-après. De maniere analogue, le repère 8 désigne globalement un dispositif constitué par un échantillonneur, un appareil de mesure de la teneur en cendres des produits concentrés prélevés par ledit échantillonneur sur la sortie 5, et des moyens pour élaborer un signal représentatif de la teneur en cendres mesurée Sur la conduite 2, est branché un densimètre 9 apte à mesurer la densité du médium de lavage et à élaborer un signal représentatif de ladite densité. Ce densimètre, de type usuel, n'est pas décrit plus explicitement ci-après. Le repère 10 désigne une unité de régulation et de commande dans laquelle est mise en mémoire une relation prédéterminée entre la densité de consigne du médium dense et la teneur en cendres des produits bruts. L'unité 10 reçoit par les lignes 11, 12 et 13 les signaux respectivement élaborés par les dispositifs 7 et 8 et par le densimètre 9. Elle reçoit en outre par la ligne 14, un signal représentatif du niveau de liqueur dense dans le bidon 3, ledit signal étant élaboré par un dispositif usuel, non représenté. L'unité 10 recevant les informations précitées, est prévue pour élaborer des signaux aptes à commander la variation de la densité de consigne du médium dense et, corrélativement, la variation de la densité du médium de lavage dans le bidon 3. Cette dernière variation est assurée, soit dans le sens de l'allègement, soit dans le sens de l'alourdissement dudit médium. L'allègement est assuré par une admission d'eau distribuée par la conduite 15 sur laquelle est prévue une vanne 16 pilotée par l'unité 10 suivant la ligne 17. Lalour- dissement est assuré par une admission de liqueur lourde, d'une densité supérieure au médium de lavage, en provenance d'un bidon de stockage 18 suivant la ligne 19. Sur cette dernière est prévue une vanne à trois voies 20 pilotée par l'unité 10 suivant la ligne 21. Dans le cas où lladmis- sion dans le bidon 3 de la liqueur lourde n'a pas de raison d'etre (absence de signal suivant la ligne 21), la vanne 20 permet de recycler la liqueur lourde suivant la conduite 22. Dans le cas où la densité du médium de travail ou médium dense n'a pas de raison d'être modifiée (absence de signaux suivant les lignes 17 et 21) le médium de lavage est recyclé vers le bidon 3 suivant la conduite 2, l'appareil l et la conduite 23. Sur cette dernière est prévue une vanne à trois voies 24 pilotée par l'unité 10 suivant la ligne 25. Dans le cas où le retour vers le bidon 3 con duirait a un dépassement de niveau dans ce dernier, la vanne 2h permet de déverser le médium excédentaire par la conduite 26 dans un dispositif 27 lequel est alimenté par la conduite 28 en médium dilué en provenance d'un point quelconque de l'installation situé en aval de l'appareil de séparation 1.Le dispositif 27 assure, de façon connue en soi, la récupération et la concentration du médium de manière à obtenir un médium lourd, plus dense que le médium de lavage, qui alimente le bidon 18 par la conduite 29. On trouvera ci-après un exemple d'application du procédé suivant l'invention, dans le cas particulier du lavage du charbon. On établit à l'avance une série de courbes qui, pour différentes valeurs de la teneur en cendres du charbon lavé (produit concentré), fournissent la densité de consigne requise du médium de lavage en fonction de la teneur en cendres du charbon brut. Ces courbes sont mises en mémoire dans l'unité 10 à microprocesseurs. Si l'on désire obtenir du charbon lavé à une teneur en cendres de 7% par exemple, la courbe correspondante donnera, pour des teneurs en cendres du charbon brut de 20%, 25%, 30%, 40% et 45%, des densités de consigne respectives de 2 - 1,88 - 1,66 - 1,50 et 1,40. On admet qu'en régime normal la teneur en cendres du charbon brut est de 30%, la densité de consigne est alors maintenue à 1,66 et aucune modification de ladite densité ne s'impose. Si l'analyse effectuée en 7 révèle une teneur en cendres de 40% il est nécessaire de modifier la densité de consigne faute de quoi la teneur en cendres du charbon lavé teindrait 8,5, valeur pour laquelle le charbon lavé ne serait plus de qualité marchande. L'unité 10 traduit alors la teneur du charbon brut en densité de consigne requise, soit 1,5, valeur qu'elle compare à 1,66, puis délivre un ordre d'allègement par la ligne 17 pour ouvrir la vanne 16. Cette vanne ne se refermera que lorsque la densité du mé diun de lavage enregistrée en 9, atteindra la valeur de 1,5, nouvelle valeur de consigne. Si l'analyse effectuée en 7 révèle ensuite une teneur en cendres du charbon brut de 25eS, l'unité 10 commande alors l'alourdissement du médium de lavage jusqu'à une valeur de 1,88. L'ordre d'alourdissement est délivré par la ligne 21 qui pilote la vanne à trois voies 20. Là liqueur lourde contenue dans le bidon 18 passe alors dans le bidon 3 par la conduite 19 jusqu'à ce que la densité de lavage soit passée de 1,5 à 1,88,nouvelle valeur de consigne. Quel que soit le cas (allègement ou alourdissement du médium de lavage) le niveau dans le bidon 3 est maintenu constant par suite de l'ouverture de la vanne à trois voies 24. Bien que l'invention ait été décrite en référence à une forme particulière de l'invention, il va de soi qu'elle ne lui est en rien limitée et que des modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. Dans le cas du lavage du charbon, il est évident que la mesure de la teneur en cendres des produits bruts est plus facile à effectuer que la mesure de la teneur en carbone. C'est la raison pour laquelle on choisira de préférence une telle mesure, d'abord sur le charbon brut, ensuite sur le charbon lavé (produit ooncentré), cette dernière mesure permettant de corriger la valeur de la densité de consigne du médium de lavage déterminée par la mesure précédente. Dans le cas plus complexe de minerais bruts contenant un ou plusieurs composants, valorisables ou non, on pourra mesurer la teneur de produits bruts en un ou plusieurs de ces composants. On mesurera dans les mêmes conditions la teneur des produits concentrés en un ou plusieurs desdits composants. La relation mise en mémoire dans l'unité de régulation et de commande devra être établie en conséquence, et ladite unité recevra des informations représentatives de l'analyse effectuée. Il est ainsi non seulement possible d'obtenir un minerai lavé, mais aussi d'isoler un composant valorisable du minerai brut. On pourra, bien entendu, remplacer l'un quelconque des moyens décrits par un moyen techniquement équivalent. L'invention couvre donc, non seulement la forme illustrée, mais ses differentes variantes possibles dans les limites définies par les revendications. REVEND I CT IONS 1. Procédé de lavage par médium dense, en vue de la séparation densimétrique à partir de produits bruts, tels que charbons ou minerais divers, de produits concentrés d'une part, et de produits stériles d'autre part, procédé suivant lequel on maintient la densité dudit médium à une valeur de consigne, caractérisé en ce que l'on établit une relation prédéterminée entre la densité de consigne du médium et la teneur des produits bruts en un ou plusieurs de leurs composants, l'on effectue la mesure de cette teneur, et l'on asservit la densité de consigne du médium à ladite teneur suivant ladite relation. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mesure la teneur des produits concentrés en un ou plusieurs de leurs composants, et l'on utilise cette teneur pour effectuer une correction de la densité de consigne déterminée à partir de la teneur des produits bruts. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la variation de densité du médium est obtenue par addition d'une quantité requise de médium lourd ou d'eau, suivant le sens de ladite variation. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on effectue la mesure des teneurs soit en continu, soit en discontinu à des intervalles de temps déterminés. 5. Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un appareil de séparation densimétrique (1) à médium de lavage et une unité de régulation et de commande (10) apte à mettre en mémoire une relation prédéterminée entre la densité de consigne du médium et la teneur des produits bruts à traiter en un ou plusieurs de leurs composants, à recevoir des signaux représentatifs de ladite teneur et de la teneur des produits concentrés en un ou plusieurs de leurs composants, et à délivrer un signal de commande de la variation de la densité de consigne. 5. Installation suivant la revendication 5, caractérisée n ce qu'elle comprend des dispositifs de prise d'échantil loess (7, 8) de produits bruts et de produits concentrés, lesdits dispositifs étant associés à des moyens de mesure des teneurs desdits produits en un ou plusieurs de leurs composants et à des moyens pour élaborer les signaux représentatifs desdites teneurs. 7. Installation suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen de stockage de médium lourd (18) et un moyen de distribution d'eau (15, 16), lesdits moyens étant opérativement connectés à l'unité de régulation et de commande (10) d'une part, et à l'appareil de séparation densimétrique (1) d'autre part.