CINQUIÈME PARTIE

PURIFICATION MÉCANIQUE DU CHARBON, OC OIMMUNÉMENT APPULÉE LAVAGE DU CHARBON

PAR

J. B. Porter

INTRODU

En retraçant le développement de “ic minière he silière d'un NOUVEAU pays, on trouve que les premi * exoloité ec succès sont, presque toujours sans exception OM vent à fois l'importance, là benne qualité et la facilité à aux ché que les méthodes minières dont on se sert, oui permettent d'extraire la houille à un prix relativement bas par to user t géscredement ne dépense de houille absolument inutile, tant les pilécrs que l'on à sous terre que par le menu produit qui est amené à la t qui n'est bas utilisé,

Au fur et à mesure que l'industrie se dé oi des méthodes plus économiques de même qu'il devient nm ure d'exploiter des mines de qualité inférieure, et de petit it cm bonres par elles-mêmes produisent une houille inf ure pa la p#portion plus grande et inévitable de poussière de 1 He et dk ewenant du sol et du toit. En même temps, les omn uille deviennent plus particuliers sur la qualité de les combu- un nt un degré d'uniformité dans la grosseur et l'absence de ‘odres ce à quoi en n'aurait pie pensé autrefois.

Pour remplir les conditions esquissées ci levant nécessaire de munir toutes les houillères d'appareil à cril û rer les grosseurs et plus tard à construire des appareils de lavag k purification partout

où la houille contient une Proportion indue de ces res ou touts autre matière non admise,

Toutes les grandes contrées productives de houille ont passé à travers le procédé de dés cloppement mentionné: l'Allemagne étant tête vers 1870, La houille, telle qu'elle sort des mines de terrains houillers de Dortmund et de Wesphalie, ne contient que de 20 à 30 pour cent de

! L'auteur désire reconnaître ses obligations envers MM. H. G. Carmichael et H. EF,

Strangwavs—ses aides dans l'enquête sur le lavage du cha: bon pour leur concours dans la préparation de cette section de ce rapport. * Eng. and Mining Journal, Vol. 80, p. 430.

MOFCCAUX Qui ne passent pas À travers un crible avant des ouvertures de 4 de diamètre. La quantité d'argile schisteuse et de schiste mélangée à la houille dars l'exploitation de ces veines minces est également très grande et la bouille doit nécessairement être rettovée avant d'être bonne à envoyer sur le marché

Le Canada et les Etats-Uris sont tous les deux très fortunés de posséder d'immenses régions de terrains houillers, et jusqu'à une date récente, l'exploitation s'est en général confinée aux veines épaisses et d'une extraction facile, La proportion de poussière et de houille impure est par con Cquent petite quand on la compare à celle qui est produite dans l'exploitation des veines plus minces des contrées européennes, mais malgré le développement coitparaiivement récent des industries houillères sur ce continent leurs progrès ont été si grands que les veines exceptionnellement bennes ont été rapidement épuistes et que l'on extrait maintenant sur une grande échelle des houilles plus pauvres qui ont besoin d'être nettovées, On n'en trouvera nulle part une meilleure preuve qu'en Pennsylvanie où l'énorme commerce du fer de Pitisburgh n'aurait jamais atteint son développement actuel ce n'avait été pour l'abondance de l'excellent coke 4 bon marché qu'ont produit les houilles du voisinage: cependant quoique on be puisse pas dire que Pittsburgh ait conservé longtemps l'honneur d'être le premier centre métallurgique du monde, le nombre d'usines à laver, soit exploitées, soit en construction dans son voisinage, fournit une preuve abondante que le problème du lavage de la houille pour préparer le coke devient rapidement obligatoire.

Laissant de côté la houille bitumineuse pour nous tourner vers l'industrie de l'anthracite, nous trouvons là peut-être une meilleure preuve de l'importance du lavage et du mesurage de la houille. Par suite de l'étendue limitée des bassins d'anthracite des Etats-Unis, la nécessité de leur conservation à été évidente presque dès le début et la prodigalité insensée AV à trente ans à maintenant complètement cessé. Tout. les mines d'anthracite sont maintenant outillées de broyeurs et dé laveurs employés à préparer pour le marché les grosseurs inférieures de houille que l'on rejetait autrefois comme sans valeur. Les piles énormes de ‘houille sèche" (c'est ainsi que l'on appelait les rebuts autrefois) sont maintenant travaillées et la bouille seule que l'on a retirée de cette sourre en 1906 s'est élevée 4 3,816,500 tonnes, soit 6-9 pour cent ! de la production totale,

La production dé bonne houille bitumineuse suffit encore à toutes les demandes, sauf à celles de l'industrie du fer et de l'acier, qui réclament un coke particulièrement pauvre en soufre et en cendres: il v a cependant en ce moment-ci dans le nord de l'Amérique un certain nombre d'usines qui s'occupent spécialement du lavage de la houille bitumineuse pour en faire un combustible et leur nombre doit nécessairement augmenter avec le temps, car il devient nécessaire avec une demande plus grande et une production plus restreinte de bonne houille, d'employer des houilles qui ne

! Voir le supplément de mars 1998, du “Engine ring and Mining Journal

» de ny très mine

céder nte, rac- CO loi é le Ni : lent une ces, anie son oke Uoi- Icur + à une rer

‘inuve l'éeur SCC nes VÉS

rehe!’ ailvée

rone

sont pas bonnes pour le marché conime mélanges, comme dans le cas des anthracites, Considérant la question au point de vue du consommateur qui emploie comme combustible d'énormes quantités de houille, on voit aisément que la présence de matériaux qui n'ont aucune valeur calorifique est très dommageable, tant Parce que ces produits prennent la place d'autres matières qui ont une valeur calorifique, que par suite du travail supplémentaire et du transport et des effets nuisibles du mâchefer et

des cendres que ces matériaux procuiront,

La preuve en est fournie par le fait que l'augmentation dans l'évaporation qui suit l'éliminination de telles matières inutiles n'est pas en proportion directe de leur quantité, mais la dépasse dans de nombreux cas, comme l'amélioration tant dans la nature que dans la quantité du mâchefer produit permet au chauffeur d'employer avec plus d'avantage la houille lavée et en même temps de rendre plus facile le chauffage d'un générateur et de diminuer la perte de chaleur causée par le nettovag: des grilles,

On fait de plus en plus attention Maintenant aux grands avantages que l'on obtient en séparant les différentes grosseurs de houilles bitumineuses non productives de coke, comme cela se fait pour les anthracites. Ce procédé, en enlevant les poussières, permet de brûler des houilles sèches extrêmement fines sur des grilles spécialement construites dans ce but. On même commencé à faire sur une grande de houille extrêmement menue, et ce procédé est certain de se développer, surtout dans les régions où les houilles ne se Carbonisent pas aisément, là où le coke n'est pas très demandé!

a échelle des briques composées

En traitant cette question au point de vue du maître de forges les avantages du lavage de la houille sont encore plus grands. de gueuse de qualité requise pour la manufacture de l'acie ducteurs à éviter Ja présence d'éléments nuisibles dan de même que dans leurs minerais et dans leurs flux.

d'autant plus marquée que les réserve exceptionnelle diminuent rapidement. Pour produire un fer de la meilleure qualité, il est nécessaire de restreindre la quantité de soufre contenu à la plus petire proportion possible. Certaines houilles sont impropres aux fins mét

La demande r force les pro- S leurs combustibles

La nécessité en est * de gueuse d'une qualité vraiment

ainsi absolument allurgiques si elles n'ont été lavées, En ce qui concerne la cendre dans la houille où dans le coke

pour les fins de la fonderie,

! "L'époque est arrivée dans le

développement de l'exploitation de la houille bitumineuse

OÙ il est devenu nécessaire qualités inférieures. Nos méthode menue que les exploitateurs ont en particulièrement vrai.

d'agrandir !s marchés pour les S d'extraction produisent une telle quantité de houille main un surplus de cette qualité de houille. Cela est --pour les houilles qui ne veulent pas cCarboniser. Cette Pas temporaire, mais est devenue entièrement se développera au lieu de diminuer,

de l'industrie que l'on développe inférieures de houille

condition n'est permanente et [est par conséquent essentiel aux meilleurs intérêts

des procédés... au moyen desquels ces qualités

soient converties en un produit auqt On trouve un tel procédé dans la mise

Engineering and Mining Journal, 1900.

il les marchés soient ouverts, en briquettes des houilles de plus petite grosseur,”

le gain pratique obtenu par le lavage est plus grand encore que dans le cas des combustibles à vapeur cités ci-dessus. Toute matière étrangère introduite dans un haut fourneau requiert une quantité supplémentaire de flux conséquemment une quantité supplémentaire de combustible en plus de celles qui sont requises simplement pour réduire le minerai et écarter les impuretés dues au minerai seul. De plus, la qualité physique du coke fait avec une houille lavée est supérieure à celle du coke fait avec la même houille non lavée par suite de la plus petite grosseur de la houille employée et parce qu'elle est comparativement libre de toute matière étrangère.

Les impuretés qui existent dans la houille peuvent être divisées en trois classes ainsi qu'il suit:

(1) Innées.

(2) Sédimentaires.

(3) Infiltrées.

La première de ces trois classes représente surtout ces impuretés telles que la silice et l'alumine déjà présentes dans la plante originelle. Ces impuretés ne peuvent être enlevées par aucun procédé car elles font tout et partie de la houille elle-même. Ces impuretés varient dans des proportions d'une grandeur surprenante. Dans certains cas elles ne s'élèvent qu'à environ 2 pour cent, dans certains autres jusqu'a 7 pour cent. Le rayon de gravité spécifique de ce que l'on peut appeler la houille bitumineuse pure est de 1-28 à 1-37 et les anthracites et les lignites sont même plus denses.

La seconde de ces classes représente surtout les argiles schisteuses

les schistes et les argiles réfractaires formées par des couches de sédiment déposées de coutes périodes d'innondations où d'atfaissements de régions carbonifères. Ces argiles schisteuses et ces schistes forment des cloisons dans les veines de houille et quand elles sont minées ou faciles à réduire en poussière, elles se mêlent inévitablement avec la houille au cours de l'extraction. À cette classe appartiennent aussi des fragments de sol et de toit. La proportion de débris de cette dernière sorte sera plus grande dans le cas de veines minces et souvent aussi dans la houille des mines où l'on emploie des machines à tailler la houille. Les impuretés de cette sorte possèdent une gravité spécifique qui est dans les environs de 2-5. On doit finalement placer aussi dans cette seconde classe les matières intermédiaires connues sous le nom de houille 2” en arête” ou ‘‘en esquille”. Cette matière qui est probablement le résultat du dépôt combiné de matières sédimentaires et organiques, contient des impuretés innées qui ne peuvent pas plus être enlevées que celles qui sont inhérentes à la houille elle-même. Le pourcentage de ces impuretés dans la houille en arête varie de + pour cent à 90 pour cent et sa gravité spécifique varie, disons de 1-37 pour la bonne houille à 2-5, la limite pour le schiste. Les meilleures qualités de houille en arête sont naturellement propres à la consommation et, de fait,

en

% d $ À | ni FE $ :

étre

or te

sont difficiles à distinguer de la houille pure. D'un autre côté, les qualités inférieures avec leur gravité spécifique de plus de 1-55 sont en réalité des schistes carbonactes ou des argiles schisteuses et sont ordinairement sans valeur comme combustible. Les qualités intermédiaires, quoique possédant quelque valeur comme combustible ne sont pas acceptées pour des raisons déjà spécifiées, mais leur enlèvement présente de grandes diffcultés, car les travaux de nettoyage de la houille dépendent pour leur succès des différences dans la pesanteur spécifique des matières qui doivent être séparées: cet ces différences sont très petites dans le présent cas.

La troisième classe d'impuretés, c'est-à-dire celles qui sont causées par l'infiltration sont celles qui ont été déposées par les solutions d'eaux avant filtré après la formation des lits de houille. A cette classe appartiennent les carbonates et les sulfates de fer, les barytes, etc., et de nombreux minerais contenant du fer, du phosphore, de l'arsenic et du soufre. L'impureté la plus importante est de beaucoup le soufre qui se présente sous trois formes :—

(1) Comme sulfite, principalement comme pyrite ou sulfite de fer, (2) Comme composés organiques. (3) Comme sulfates.

La première de ces formes, le pyrite, se présente fréquemment sous l'apparence de grosses balles ou lentilles et toujours en quantité plus ou moins grandes en plaques minces, écailles ou petits cristaux. Sa pesanteur spécifique, 4-6, est très élevée et par conséquent les pius grandes quantités sont absolument faciles à enlever par une méthode basée sur les différences des pesanteurs spécifiques. On rencontre cependant de très grandes difficultés avec le pyrite menu par suite de sa tendance à s'écailler, à flotter ou à s'attacher à la houille. L'enlèvement des pyrites est aussi peu désirable dans les combustibles que dans les houilles métallurgiques, car ils augmentent considérablement la production du mâchefer.

Le soufre organique ne peut être enlevé par aucun procédé de lavage car il est absolument combiné avec la houille elle-même. Quoiqu'il soit nuisible dans les houilles métallurgiques, sa présence dans les houilles combustibles n'enlève rien à leurs qualités.

On ne rencontre pas communément les sulfates en sérieuses quantités mais quand on les y rencontre il est difficile de les enlever. Quoiqu'il y ait une différence marquée dans les pesanteurs spécifiques de la houille (1-3 à 1-38) et le sulfate de chaux (2-3) la forme écailleuse sous laquelle il se présente et la manière dont il s'attache à la houille le rendent extrêmement difficile à détacher.

L'élimination, en autant qu'elle est possible des impuretés sédimentaires et infiltrées décrites ci-dessus, constitue le problème du lavage de la houille. Dans certains cas le procédé est comparativement simple et facile. Ce sont les cas dans lesquels la plus grosse partie des impuretés est représentée par une argile schisteuse propre ou du schiste avec peu où pas de houille en arêtes et le soufre par des morceaux comparativement

gros ou des cristaux de pyrite. D'un autre côté, certaines houilles contiennent de grandes quantités d'arêtes et peu de schiste ou d'argile schisteuse propres: de telles houilles sont excessivement difficiles à laver et souvent le gain pratique qu'on en retire n'est pas suffisant pour motiver la dépense. I y à de plus le cas de la houille salle dans laquelle les impuretés courent à travers la masse totale en rubans minces ou en lignes et quoique il vaille fréquemment la peine de réduire cette houille à une dimension telle que les impuretés puissent être mises à jour et, éventuellement être enlevées par le lavage: ce traitement cependant ne rendrait pas meilleure sa valeur comme combustible et même pourrait la rendre tout à fait impropre à quoi que ce soit, car la houille fine qui en résulterait, même si elle était tout à fait pure, serait impropre à l'usage ordinaire.

En un mot, il est ordinairement impossible d'employer une houille qui contient un pourcentage élevé de soufre organique pour la fabrication du coke à hauts fourneaux métallurgiques, parce que, même si toute les autres impuretés étaient éliminées elle conserverait en général un trop grand ; urcentage de soufre.

PRINCIPES GÉNÉRAUX DU LAVAGE DE La HOUILLE

La purification mécanique de la houille repose sur les mêmes principes fondamentaux et d'une manière générale nécessite l'emploi des mêmes méthodes que la concentration ordinaire des minerais. Dans les deux cas, les impuretés différent ordinairement de la matière ayant de la valeur par la force, le caractère et la pesanteur spécifique et la purification est effectuée par un traitement à trois phases: le broyage, le triage et la séparation.

Le brovage est nécessaire pour détacher des bonnes parties les celles qui n'ont aucune valeur et n'est ordinairement poussé que jusqu'à une certaine limite, car une séparation complète nécessiterait une pulvérisation excessive qui coûterait fort cher et causerait un grandi dommage à la matière purifiée. C'est pourquoi, dans la pratique, le degrt de broyage est déterminé par les considérations industrielles, et la matière est aussi peu broyée que possible afin d'obteñir des résultats commerciaux satisfaisants.

La seconde opération, le taillage sert également de préparation pour la troisième et finale opération, la séparation. Dans le triage, la dimeusion des parties est de peu d'importance, et la question essentielle, c'est de diviser la matière en portions graduées.

C'est une simple affaire de séparer par le lavage des grains de schiste,

disons de }” de diamètre de morceaux de houille de la même grosseur,

ou même d'une grosseur triple, disons jusqu'à ?”” et il est également facile de séparer d'autres grains, soit plus gros où plus petits de morceaux de houille ayant des dimensions relatives similaires. D'un autre côté, il est très difficile d'effectuer la séparation si la proportion des grosseurs est très grande, disons 1 à 6, et impossible de la faire si elle est encore plus grande.

‘21H)f8uY ‘19 Sur ‘uoyaypua 2P Sa[Inouy ‘o3eu) 9P SHIOLINO) 39 SassN029$ La Sajqu7)

‘IXNXX °qœuriq

PARTNER NUM SAND EME EN AT CHAT EP TEE LEE crea a ton EN SE AR TPATUE re Arme ape a

inst inuts.

“DL ‘ \ HAI[BUT ‘UOIUEIY 2p 219fjinoy ‘BEI 2P SHI01IN0D J9 S2SSNUIDS E SIIQU)

rage \