Brevet FR2599278A1 — publié le 19871204

La présente invention a pour objet un dispositif de concen- tration des minéraux lourds, tels que l'or, contenus à l'état dispersé dans les sables,naturels ou obtenus par pulvérisation artificielle, et une machine l'utilisant. Les dispositifs habituellement utilisés pour une telle concentration font appel à un fonctionnement soit statique soit dyna miaue. Les méthodes statiques consistent en l'-interposition sur le trajet des sables en cours de lavage dans l'eau, de surfaces capables grâce à des barres transversales(sluices) ou à des aspérités( moquettes, peaux de mouton, etc;..) de retenir les grains denses tels que l'or én particulier. Ces dis ositifs se caractérisent en ce que la restitution des minéraux ainsi capturés exige: - soit leur enlèvement pour nettoyage, - soit l'arrêt de l'alimentation en sable, et il est inhérent au système que leur efficacité soit in termittente, . la différence de ce qui se passe avec l'objet de la présente invention: avec celui-ci, la restitution des minéraux ne nécessite aucun déplacement et n'interromptJ is lto- pération de capture, laquelle est continue. Les dispositifs dynamiques, eux, sont caractérisés par le besoin de mouvements mécaniques ou vibratoires, sans la permanence desquels la capture des minéraux n'a pas lieu, et par l'utilisation de force motrice non comme une commodité mais comme une nécessité. Un exemple d'un tel dispositif dynamique est constitué par un tambour rotatif motorisé, dont la gépmétrie ressemble à celle de l'objet de la présente invention, mais dont le principe de fonctionnement diffère radicalement; en effet la rotation continue de tels tambours est une condition sine qua non de la capture des minéraux, et un tel tambour qui resterait au repos à la manière normale d'utilisation de la. présente invention, aurait un rendenent dérisoire ou une totale inefficacité. Au contraire, avec le tambour statique objet de la présente is- vention, on n'effectue qu'une ou deux demi-rotations par jour, manuelles et qui ne durent que quelques di;aines de secondes, et seulement pour renouveler la position de travail de l'apareil. L'appareil se compose d'un tambour 6 de section généralement circulaire mais qui pourrait être polygonale, formant cylindre (ou prisme) dont l'axe de révolution est horizontal ou incliné sur l'horizontale. de 30 ou moins; les dimensions dépendent des débits à traiter et de la place disponible; la longueur sera supérieure à deux fois le diamètre ou la plus grande dimension transversale. A titre d'exemple un tambour destiné à une sablière de cent mètres cubes/jour peut mesurer 0,75 mètre de diamètre et trois mètres de loin( Fi,.l & 2). Le tambour o repose librement sur des galets 5 ou tout autre systèmepermettant sa rotation autour de son axe de révolution, sous action e ctérieure voulue. Etant donné la probable inclinaison de l'axe, un ou plusieurs galets de retenue 3, ou tout autre système à cette fin, s'opposent à tout déplacement longitudinal. Le tambour 6, ôénéralement en tôle, peut entre fait d'un seul tenant, ou en segments assemblés par brides par exemple. le tambour est muni ou recouvert sur tout ou partie de sa face interne, de matériaux 12 constitués totalement ou en mélange: -soit d'éléments portant des poils de direction quelconque, tels que moquettes, peaux de mottton ou autres de texture fibreuse, d'épaisseur 1 à 50mm. -soit de barres incurvées, obstacles au déplacement des minéraux,pouvant se refermer sur elles-mêrtes en cercles épousant des circonférences internes du tambour, disposées à intervalles dans sa longueur, transversalement, d épaissaur 1 SL 50 z. -soit de matériaux minces(feuille de caoutchouc, synthétique, métal roulé) couverts de stries nombreuses et rapprochées transversales(30 à 900) au déplacement longitudinal des minéraux. -soit de matériaux minces(feuille de caoutchouc, synthé tique, métal roulé)portant en surface des alvéoles ou trous borgnes jointifs, de 1 à 10 mm de large. Des barres releveuses étroites courant sur une partie ou la totalité de la longueur du tambour et épousant des génératrices à l'intérieur de celui-ci, auront pour effet de limiter le glissement intempestif des particules captives, le long de la circonférence lors des rotations partielles pour changement de position du tambour. Leur section et hauteur sont de 2 à 50 mm. Des orifices ou regards, non représentés sur les dessins, de un à quelques décimètres carrés,pourront être ménagés à intervalles sur la paroi du tambour, et faciliteront le montage et étend tretien; ils seront avantageusement obstrués(plaques amovibles gougeonnées) en fonctionnement normal. Le revêtement intérieur du tambour affectera toute la surface interne ou tout au moins la plus grande partie. On peut laisser des bandes lon-tudinales non couvertes mais ce n'est pas utile. Un chassis 11 sera généralement nécessaire pour supporter les galets 3 et 5 ou ce qui en jouerait le r8le, tel que patins, etc...mais ces accessoires pourront être supportés par d'autres moyens, l'essentiel étant que la rotation du tambour autour de son axe soit possible sur plus de 150 . fin d'assurer la rotation du tambour à la demande, on dispose radialement à l'extérieur de celui-ci et au moins sur une circonférence, des tiges ou tubes courts, tels qu'en 2 vi.l, soudés et oussetés, qui serviront d'appui au tube ou à la barre que l'opérateur utilisera couine levier à cette in. Coaxialement au tambour et à l'intérieur de celui-ci, une oulotte 8 de réception ou restitution est installée de:".eurefi sans toucher le tambour en aucun point, et toujours fixe par rapport au sol (à la différence du tambour qui est mobile autour de son axe). Cette goulotte présente sa concavité dirigée vers le haut et s'étend sur toute la longueur du tambour ou sa plus grande partie. sa largeur est maximale en vue de son efficacité, mais doit laisser tourner librement le tambour; son mode de fixation tient compte de cette nécessité. Cinq centimètres d'espace seront utilement laissés, pour fixer les idées, entre marri interne du tambour et bord de la xou- lotte. La pente de cette goulotte sera le plus souvent unique et égale ou un peu supérieurs à celle des'axe du tambour. Dans les cas où la géométrie des lieux obligeraient à donner au tambour une très faible pente, on donnerait i- la goulotte 8 une double pente avec sorties aux deux extrémités du tambour. Dans le cas de tambour étroit et long à faible pente, on aura recours à une goulotte dont une partie au moins sera en V comme illustré en15 Eig 3 et 4, ce qui demande des sorties(au moins deux,diamétralement opposées) par le corps du tambour et à travers lui: 14 Fig. 3 et 4. I1 est alors nécessaire de prolonger chacun de ces orifices vers l'intérieur. du tambour par un tube court et évasé en en tonnoir ( 13 Fig.3 et 4) ; iLs-recevront l'écoulement de la roulotte à tourde rôle; ces dispositifs 13 étant soudés au tambour suivront sa rotation; il est donc nécessaire que la largeur de la roulotte à leur aplomb soit réduite en consé quence. Le col de chaque entonnoir 1-3 est à protéger de l'érosion par les sables, au oen de caoutchouc par exemple. Ce dispositif de sortie médiane des concentrés restitués complique la réalisation et ne sera utilisé que dans des cas extrêmes. La figure 3 en donne un schéma d'ensemble, et la fi-u- re 4 explicite certains détails. Après le tambour 6 et la goulotte 8, le troisième élément de base du système est la rampe de lavage 7. La forme la plus simple, mais non exclusive, de cette rampe est un tube de 50 à 100 millimètres de diamètre percé de trous, ou mieux de courtes fentes sur toute sa longueur et susceptible de laisser passer des jets d'eau. Ce tube ent fixe par rapport au sol et disposé, ainsi que l'illustrent les Figures 1 et 2: -à l'intérieur du tambour 6 -parallèlement à l'axe du tambour -au- dessus de la goulotte 8 -De manière que ses jets d'eau soient dirigés vers le haut. La rampe 7 s1 étendra de manière à intéresser par ses jets d'eau la plus grande longueur possible du tambour ó; elle aura donc à peu près la même longueur utile. -On visera à obtenir un jet d'eau jointif et dirigé vers le haut mais formant un éventail(en section transversale au tambour) de 60 à 90 degrés d'angle. Parce que le sable soumis à concentration est en suspension dans un courant d'eau qui circule en parcourant le tambour dans sa longueur, les dimensions de l'ensemble sont telles que le volume en circulation ne déborde pas dans la goulotte de collecte des concentrés restitués, hormis clapotis accidentels. I1 est à remarquer que la goulotte 8 n'ayant à véhiculer de produits(concentré plus eau de lavage) que quelques dizaines de minutes par jour et en très faible quantité, ne souffrira pas de l'abrasion et pourra sans inconvénient être en tôle d'aluminium ou autre natière de faible poids. L'appareil accomplit deux fonctions comple'rientires: -La rétention ou capture des minéraux lourds le lo:rg des génératrices du tambour en partie basse; cette capture n'est jamais interrompue tant que l'approvisionnement de l'appareil en sable est assure. -la restitution des minéraux ainsi captés par lavade de ces mêmes génératrices apyres qu'on les ait fait passer en partie haute(au dessus le la goulotte 8) par une rotation de 180 degrés du tambour. Le préconcentré ainsi restitué est d'un volume très réduit par rapport à la quantité de sable dont il a été extrait, et sa teneur en minéraux utiles(or en particulier) des mil'iers de fois plus élevée par unité de volume; il devra être soumis à des concentrations et raffinages supplémentaires mais la préconcentration aura permis à ces opérations de s'effectuer dans des conditions rémunératrices alors qu'elles auraient été moins payantes ou même déficitaires selles avaient été appliquées au matériau tout-venant. De tels traitements ultérieurs n'intéressent pas le cadre de la présente invention et ne sont cités que pour l'intérêt de la précision. Nous décrivons ci-après le fonctionnement d'un appareil du type de la présente invention, installé dans un circuit de lavage de sables pour bétons, mais le raisonnement sera extensible à tout matériau qu'on a amené à l'état de sable (de préférence débarrassé des graviers)en suspension dans l'eau, et dans lequel les substances denses( or en particulier) se trouvent à l'état de grains ou morceaux, ou particules individualisés. L'appareil trouve sa placera plus convenable entre le crible de lavage du sable brut et le bac de débourbage, décantation ou d'alimentation des essoreuses ou hydrocyclones. L'appareil se substitue en partie, ou s'ajoute en série à la tuyauterie ou au canal de transport de ces-sables, ou bien peut s'insérer dans un circuit parallèle. Phase de capture ou de rétention: Le courant de sable et d'eau arrivant en 1 (Fig.l) parcourt le tambour par écoulement naturel, entre la paroin- férieure du tambour au revêtement duquel il cède l'or qui s'y fait retenir er corl7agnie d'autres minéraux lourds et d'inévitables stériles, et la goulotte de restitution 8 située au dessus. Le sable ainsi annauvri en minéraux lourds sort par l'extrémité aval 9 du tambour et est rendu a son destin habituel. Phase de restitution: A périodicité donnée, qui dépend de chaque site et donc à peu près une ou deux fois par huit heures d'expositition au courant de sable et d'eau, le tambour sera tourné sur son axe, de 90 ou 180 degrés (opération oui prend une minute au plus) et le jet de la rampe de lavage 7 sera mis en action par ouverture de la vanne correspondante; les minéraux chassés de la surface piégeant par l'action du jet d'eau, tombent par gravité dans la goulotte 8 avec l'eau de lavage qui les entraine vers la sortie, par exemple la sortie 10 de la Fig.l, et sont recueillis dans un récipient approprié. L'arrosage de la partie en surplomb durera une diaine de minu- tes ou plus sans qu'on ait à s'en occuper après mise en route, pour l'arrenter en fin d'arrosage; on pourra cependant utilement changer de très peu la position du tambour à intervalles de quelques minutes au cours de I'arrosae, pour augmenter la surface interessée par le lavage. Il est à remarquer que l'action de lavas n'a pas à suivre immédiatement la rotation, et peut se réaliser à n'importe quel moment pourvu qu'elle se fasse avant la rotation suivante. elle peut se faire que la sablière soit en marche ou arrêtée. Elle est indépendante de la capture des minéraux, qui se poursuit constamment tant que la sablière n'est pas arrêtée. On peut mécaniser, temporiser ou asservir ces phases, mais il ne s'agit que de commodités et non d'une nécessité du fonctionnement; d'autre part la simplicité des opérations manuelles rendent inutiles ces perfectionnements. Cn peut récapituler ci-après les caractéristiques qui différencient la présente invention des solutions préexistantes: -e requiert pas le déplacement des appareils pour la collecte du concentré -la capture des rzinéraux lourds n'est jamais interrompue l'arrêt de la sablière n'est jamais reauis pour l'une quelconque des fonctions de l'am-areil -fonctionnement au repos, statique, sns sollicitation mécanique ni motorisation. -surfaces de piégeage jamais suturées, cr très faciles à laver aussi souvent qu'on veut. -intervention de main d' oeuvre minime et sans penibi- lité. RFVENDICBTIONS 1O)Disporitif assurant la rétention des minéraux denses des sables, au cours de leur lavage, Caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tambour 6, cylindrique ou de section polygonale1 de longueur supérieure à deux fois sa section, horizontal ou incliné de moins de 30 degrés sur l'horizontale, et recouvert intérieurement en par tie ou totalité-, de surfaces rugueuses 12 d'épaisseur de 1 à 50 .rtll, lequel tambour est supporté par des moyens 5 lui permet tant de tourner autour de son axe. Une rampe de lavage 7 destinée à envoyer des jets d'eau pour laver la paroi interne supérieure du tambour sur la plus grande partie de sa longueur, et d'en détacher les parti cules solides retenues sur ou dans le revêtement 12 de cette paroi, et de les entrainer. Une goulotte s interne au tambour et coaxiale à lui, s'étend sous la rampe de lavage 7 dans la fonction d'en recueil lir l'eau et les solides qu'elleentraine. Intercalé dans un circuit de lavage des tuables, le dis positif sera utilisé immobile, à la capture des minéraux lourds de ces sables en transit, grâce à son revêtement 12. Le dispositif restituera, toujours immobile, les miné raux ainsi retenus, sous l'action de la rampe de lavée 7 et par le moyen de la goulotte d'évacuation 8. Pour chaque groupe de génératrices du tambour, le pas sage de la position de capture à la position de restitution s'effectue par une demi-rotation(1800)du tambour une fois ou deus par période de huit heures, sans que cette opération in terrompe à aucun mou nit la fonction de capture du dispositif. 20)Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé en ce que le revêtement 12 est constitué au moins en partie, d'éléments portant des poils dedireôtions quelconques tels que moquette, peau de mouton, matériaux fi- breux, d'une épaisseur de 1 à 50 mm. 3 )Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé en ce que le revêtement 12 comporte des barres incurvées offrant obstacle à la progression des miné raux et pouvant chacune se refermer sur elle-même en cercles qui poussent chacun une circonférence interne du tambour. De tels cercles ou barres se succèdent à intervalles sur la a longueur du tambour, et leur épaisseur est de 1 à 50 mm. 40)Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé en ce que le revêtement 12 est constitué au moins en partie, de matériau mince, tel que feuille de caoutchouc, synthétique, métal roulé, dont la surface présente des stries nombreuses et rapprochées transversales au cheminement de la matière traitée(30 à 900) 50)Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé en ce que le revêtement 12 est constitué au moins en partie, de matériau mince, tel que feuille de caoutchouc, synthétique1 métal roulé1 dont la surface présente des alvéoles ou trous borgnes, jointifs et de largeur 1 à lOmm. 0 3is?ositif suivant la revendication 1, Caractérisé en ce que des barres releveuses étroites courant sur une partie ou la totalité de la longueur du tam- bour et épousnt des génératrices à l'intérieur de celui-ci, sont disposées pour limiter le xlisse-1ent des particules captives le lon- de la circonférence, lors des rotations pour changement de position du tambour; leur section et hauteur sont de 2 à 50 mm. 70)Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé en ce que dans le cas où la pente du tambour est faible, la goulotte 8 offre une double pente, avec sorties 10 aux deux extrémités du tambour. 80)Dispositif suivant la revendication 12 Caractérisé en ce que dans le cas de tambour étroit et à faible pente, la goulotte emporte au moins une partie en V (15), avec au moins deux sorties 14 latérales par le corps du tambour prolongées à l'intérieur par uh tube surmonté d'un entonnoir(l3) solidaire du tambour et destiné à recueillir les concentrés véhiculés.