APPAREILS DE BROYAGE

tamisages permettent de séparer le minerai en sables fins, moyens et gros.

L'opération du bocardage doit avoir pour but, non-seulement Técrasement du minerai et sa réduction en poudre d'une ténuité proportionnée à la plus ou moins grande finesse des particules de minerai disséminées dans les gangues, mais elle doit encore être dirigée de telle sorte, que le minerai pulvérulent soit immédiatement classé suivant la grosseur des grains. Cette classification en gros sables, sables moyens et sables fins, est indispensable pour la séparation des gangues et Tisolenènt du minerai.

Bien que cette opération puffise toujours se faire par des tamisages à sec, il est plus avantageux, lorsqu'on bocarde dans l'eau, de se servir de l'eau qui sort du bocard pour obtenir une première classification des sables; il suffit pour cela d'ajouter au bocard un labyrinthe (fig. 180) composé d'une série de canaux d'écoulement dans lesquels les grains se déposent et où commence déjà un premier enrichissement du minerai. Les matières sortant du bocard sont d'abord reçues dans un premier compartiment creusé d'environ i mètre et barré à son extrémité par des planches de 0'",60 de hauteur ; c'est dans ce premier compartiment, le moins large de tous, que restent les gros sables. Les sables moyens continuent leur course dans le labyrinthe composé de conduits ayant de Cr,30 à 0^,50 de profondeur jusqu'à un autre barrage qui ne laisse passer que les sables fins ou schlamms dans des conduits à large section.

Cylindres hrojemn. — On a souvent reproché aux bocards de produire trop de sables fins et d'écraser, par la brutalité de. leur choc, les parties métallifères, qui, dès lors, tendent à passer dans les schlamms. Les cylindres broyeurs ont principalement pour but de remédier à cet inconvénient, en substituant le broyage par compression au broyage par choc ; mais ils ne doivent être appliqués qu'aux gangues les moins dures, telles que la baryte sulfatée, le spath-fluor, la chaux carbonatée, les gangues argileuses et ferrugineuses. Les bocards doivent

472 l'RÉrATtATIOS MÉCANIQUE DBS MINERAIS,

toujours cire préférés lorsque les gangues sont trcs-dur^s, et notamment pour le quartz.

Les cylindres broyeurs sont montés généralement suiviint le

système adopté au Hartz, système dont les diverses parties sont représentées fig. 181.

Ce sont deux cylindres lisses ou cannelés, mis en mouvemenl par une roue hydraulique, soit par une macliine à vapour, de manière à laminer en quelque sorte le minerai, qui est débité par une trémie supérieure. Ces cylindres sont serrés l'nn contre l'autre par des contre-poids qui règlent la pression du laminage. Au-dessous des cylindres se trouve un tamis ou ratler qui sépare la partie suilisanimenL broyée des morceaux qui sont encore trop gros, et qui sont ramenés dans la trémie pour èlre laminés de nouveau.

Les contre poids sont réglés d'après la dureté des minerais ; on remplace quelquefois ceux qui sont indiqués fig. 181 |>ar des ressorts en acier.

Au Hartz, on donne généralement aux cylindres 0°,ô6 de diamètre et 0'°,45 de longueur dé table ; ils font de 15 à 1 8 tours

par minute, et l'on évalue à 8 chevaux la force nécessaire pour les mettre en mouvement.

Dans ces conditions, une paire de cylindres broie en dix heures de travail 6 ou 7 mètres cubes de minerais, à une grosseur telle, que les fragments doivent tous passer dans une grille dont les ouvertures ont O'",009 de côté. Pour les minerais à gangues quartzeuses, les mêmes cylindres ne broient plus que quatre mètres cubes.

Meoies. — On emploie souvent pour broyer le minerai des meules verticales. Cet appareil, représenté planche XIX, doit être disposé de telle sorte, que le diamètre parcouru par les roues soit un peu phis petit que leur diamètre. Les jantes de ces roues sont dès lors obligées de glisser sur Taire qu'elles parcourent, et le minerai soumis à leur action est écrasé non-seulement par leur poids, mais par le mouvement de torsion qui résulte de ce glissement. C'est à cause de cet effet que l'appareil est souvent désigné sous le nom de tordoir.

Les meules se font en fonte ou en pierre dure ; elles pèsent de 1(!00à2000kilog.

Lorsque les minerais doivent être réduits en poudre trèsfine, comme par exemple ceux qui doivent être soumis à F amalgamation, on les fait passer, après les avoir broyés par les moyens précités, sous des meules horizontales anifnées d'une grande vitesse. Ces meules sont établies comme celles d'un moulin à blé, et le produit ainsi obtenu est souvent désigné sous le nom de farine minérale.

Cette finesse de grain peut d'ailleurs être obtenue par les bocards, et même par les cylindres broyeurs, en faisant passer successivement le minerai entre une série de cylindres.

Le lavage proprement dit doit être précédé d'une classification aussi exacte que possible du minerai broyé, suivant la

n PRËPARATIOn NËCANIQilE DES KIHERAIS.

grosseur du grain. De l'exactitude de cette classification dé- ]iend celle du lavage; car, la séparation des minerais et des gangues ne pouvant être déterminée que par les diftëreRces de leurs densités, ces diflërences seront facilement mises à profit si le Tolume des fragments est à peu près égal; tandis qae,â toutes les grosseurs étaient mélangées, la séparation se ferait mal. • * '■

TroMmelB. — L'appareil le plus employé pour Ta classification des minerais broyés est le trovanel. C'est un cylindre à

Fij. ISÎ. Troamel.

claire-voie, dans l'intérieur duquel on introduit le minerai. U surface cylindrique du trommel est divisée en compartiments et formée par des grilles ou par des toiles métalliques dont la grosseur va toujours en croissant, ainsi que l'indique I» figure 18!2.

C'est une sorte de bhitaye, que l'on fait subir au minerai broyé, et les diverses grosseurs de grains se classent dans les cases disposées au-dessous du trommel |iour les recevoir.

Les trous carrés ou rectangulaires des grilles se prêtent mal à une classification exacte comme celle que l'on cherche à obte-

nir aujourd'hui, et l'un emploie de prérérenGe iks tôles perforées de trous ronds que l'on fabrique exprès dans ce but. Ces Idles, en fer, en zinc ou en cuivre, se fabriquent en France dans les ateliers de M. Calard, à Paris. On compose ordinairement un trommel de quatre grosseurs successives.

On a construit des trommels de formes très-variées ; on les a faits coniques, avec conduits bélicoïdaux dans l'intérieur, etc. Mais la simple forme cylindrique avec l'inclinaison convenaUe, qui a besoin d'être déterminée par tâtonnement, satisfait à toutes les conditions de l'opération.

Le minerai peut être introduit dans les trommels avec un courant d'eau ou complètement sec. La classification à sec se pratique lorsqu'on ne peut disposer d'une quantité d'eau suffisante pour toutes les opérations du lavage, ou lorsqu'on se propose d'employer le classeur-trieur à vent, dont nous parlerons plus loin.

Ratiera. — Si l'on suppose un plan incliné, encaissé latéralement, et dont le fond sera formé de toiles métalliques à mailles

Fig. ISS. fUUer el/ittifciaeiT dnUiTli.

croissantes, les plus fines en tète et les plus grosses à l'estrémitô, on obtiendra ce qu'au Hai tz on appelle le rxtter. Pour le

i76 PRÉPARATION MÉCANIQUE DES MINERAIS.

faire fonctionner, une tige attachée à Textrémité soulèie le rsctter dont la partie supérieure est à charnières, et le laisse retomber avec choc. Le minerai am^né en tête parcourt le plan incliné et se tamise ; les parties les plus grosses tombent à Textrémité. Pour obtenir des sables fins, on dispose généralement deux rœtlers l'un au-dessus de Tautre, ainsi qu'il est indiqué fig. 183 ; le rœtter supérieur détermine un premier tamisage, et le raetter inférieur opère la classification définitive.

On voit que les rœtters ne sont autre chose que des tamis à

secousses, et l'on peut obtenir les mêmes résultats par d'autres

dispositions ; mais en réalité le mouvement des tronimels esl à

la fois plus simple et plus expédilif. Les raetters ne doivent être

. conservés que pour classer les plus gros fragments.

On peut, de même qu'avec les trommels, tamiser en amenant le minerai avec un courant d'eau, où bien à sec. La classification à sec exige en général le chauffage préalable des sables métallifères. Ce chauffage se fait sur des plaques de tôle chauffées par la vapeur d'émission des machines, soit par un foyer spécial. Lorsque l'on a des sables fins, bien secs, on peut compléter avantageusement leur classification en les soumettant à l'aclion du classeur-trieur à vent, imaginé et appliqué à Engis, par M. Victor Simon.

Classeur-trieur À vent. — Le classeur-trieur à vent prépare les uiineràis broyés dans des conditions nouvelles, qui rendent la séparation des minerais plus facile et plus sûre. Son elTet principal est de réunir dans une même classe des fragments plus petits des substances denses ou minerais, avec des fragments plus gros des substances moins denses ou gangues, et cela de telle sorte que les volumes des grains tombés dans une même case se trouvent être en raison inverse des densités de ces grains. Ce mélange de grains dissemblables devient d'autant plus facile à séparer par le lavage que la différence de grosseur des fragments de minerais et des gangues est plus prononcée, quoique é(ant tous de poids à peu près égaux. Quelquefois même un simple tamisage peut effectuer la séparation.

Les appareils, qui depuis 1851 fonctionnent dans les ateliers d'Engis, sur la Meuse, ont tous résolu le problème que présentait l'application pratique. Ceux qui ont donné les meilleurs résultats se composent d'un tuyau rectangulaire de 0"',28 à 0"',ô2 de largeur et 0",50 à 0"\55 de hauteur avec une longueur de 20 à 25 mètres.

La section du tuyau à l'entrée va toujours en augmentant depuis l'entrée du minerai jusqu'à la chambre par laquelle se termine l'appareil.

Que Ton suppose un courant d'air régulier entrant par l'orifice rectangulaire et réduit de ce tuyau, et sortant par l'autre extrémité, sa vitesse aura toujours été en diminuant, puisque la section de tuyau va toujours en croissant.

Une trémie placée à Torilice laisse tomber et soumet k l'action de ce courant d'air une lame mince de minerai pulvérisé et sécher Ce minerai est divisé et entraîné par le courant d'air ; et, comme la vitesse de ce courant va en décroissant, les particules les plus lourdes se déposent d'abord d'autant plus près de l'orifice que leur pesanteur est plus grande, et les parties les plus légères et les plus ténues sont.au contraire entraînées d'autant plus loin que cette légèreté ou cette ténuité sont plus prononcées. Des trémies permettent de faire tomber dans des cases distinctes et successives les matières qui se sont déposées sur toute la longueur de ce tuyau.

Si l'on soumettait à l'action de l'appareil des fragments de grosseurs égales, on pourrait séparer les substances les plus denses des plus légères ; mais, comme cette classification exacte ne serait pas possible, on soumet à la fois à l'action du courant d'air l'ensemble des matières pulvérisées. Dès lors les fragments les plus gros des substances légères se déposent avec les fragments les plus petits des substances denses, et la différence des grosseurs est d'autant plus prononcée que celle des pesanteurs spécifiques est plus considérable.

Que l'on soumette ensuite à l'action d'un courant d'eau, sur une table à secousses par exemple, ces mélanges hétérogènes :

i78 PRÉPARATION MÉGANIQUE DKS VIKERAIS.

la* séparation s'obtient bien plus facilement el plus nettement que si cette classification n'avait pas été faite, car les grains les moins denses, étant les plus volumineux, présenteront plus de surface au courant, et seront entraînés, tandis que les plus denses, étant d'un volume plus petit, ne donneront que peu de prise à l'eau et resteront sur la table.

Il y a économie de temps et beaucoup moins de perte. Les essais comparatifs ont démontré que la préparation mécanique des minerais passés au trieur à vent coûtait 25 pour 100 de moins que celle des minerais soumis directement aux appareils de lavage.

Un trieur à vent, dans les dimensions précédemment indiquées, passe en moyenne 1000 kilog. de minerais par heure, soit 24 tonnes par jour.

Les minerais étant convertis en sables gros, moyens et fins, il reste à les préparer de manière à isoler les parties riches des parties pauvres, et à en extraire des satles riches de diverses grosseurs, désignés sous la dénomination de sdilicks. A cet effet on emploie le lavage ou le criblage.

Lorsqu'on établit une méthode de broyage, les détails de construction doivent être dirigés de manière à obtenir la plus grande proportion possible de gros sable, la séparation du minerai riche étant plus facile pour les gros sables que pour les sables fins. En effet, toutes les méthodes de lavage ou de criblage sont basées sur les différences de pesanteur spécifique ; or, dans les sables fins, l'adhérence des grains avec l'eau et les gangues, adhérence résultant à la fois de la capillarité et de la forme irrégulière des grains, met un obstacle beaucoup plus grand à la séparation des parties métallifères.

Le lavage le plus simple est celui qui consiste à mettre dans

CRIDLIGE ET LAVAGE DES lli:(ERAiS. »S

une ïéhîle remplie d'eau une portion du sable à laver, puis à imprimer à celle sébile un mouvcnienl ginioire en y allant le ^le ; ainsi traitées, les parties métaUifères, qui sont les plus denses, gagnenl le fond, tandis que les parties les plus légères remontenl à la surface et sont rejetées vers les bords. 1^ cueitlelte de l'or dans les sables du Bbône, de l'Ariége, etc., se faisait [winci paiement par ce mode de lavage, aussi parfait que tout autre pour les résultats, mais dans lequel la main-d'œuvre «ntre en proportion trop considérable. Aussi lui a-t-on substitué les moyens mécaniques.

l^es appareils employés ^nt : pour les sables gros ou moyens, les cribles, les tables à seamstes. ou des caisses que l'on appelle caissons allemands, et, pour les sables fins, les tables dormantes, tables à toiles, tables eoniquet, elc.

eriMca hjdraMMu^m. — Le criblage bydrauUque a pour but d'isoler, dans les sables gros et moyens, les parties mélallilëres. Celle opération s'exécute au moyen d'un crible ou caisse dont le fond est formé d'une grille sCTrée, et qui plonge elle-mâme dans une cuve remplie d'eau. L'ne charge de sable à gros grains étant placée dans le crible, on lui imprime, soit directement à la main en la tenant par deux anses, soit au moyen d'un balancier avec contre-poids {lig.

184), un mouvement alternatif de haut en bas et de bas en haut. Le mouvement de l'eaa qui entre par le fond et monte dans le crible à chaque

iKO PhKPAHATION MECANIQUE DES MINERAIS.

oscillation soulève les sables d'autant plus facilement que leur densité est moindre ; les grains les plus légers montent donc à la surface, tandis que les grains métallifères qui sont plus denses jungiient le fond.

Si, par exemple, les grains sont composés de quartz, sulfate de bar j te, pyrite et galène, ces matières finissent par se ranger en couches successives et par ordre de densité. Ces densités sont pour les principaux minerais et pour les gangues principales :