Brevet FR2184411A1 — publié le 19731228

La présente invention est relative à un nouveau procédé de décantation des particules solides fines contenues dans un liquide chargé de matières solides ; elle concerne plus particulièrement un procédé de décantation des particules solides fines contenues dans les bouillies résultant du traitement de différents minérais, et plus particulièrement la décantation des fines au cours du stade de lavage des minerais. Ainsi qu'il est connu, dans le traitement de différents minerais, en laverie notamment, la décantation des fines pose un problème dont la solution requiert d'importants investissements : en effet, lors d'une coupure granulométrique basse, en milieu humide, on obtient une suspension de très fines particules - de l'ordre de moins d'un micron à quelques microns dans l'eau, à raison de 10 à 60 g de solide sec par litre d'eau. Il est en général très important de pouvoir séparer la phase solide de la phase liquide pour recycler l'eau dans la laverie, étant donné que les opérations portent généralement sur plusieurs milliers de mètres cubes à l'heure. Or, la finesse et la nature des particules sont telles que la sédimentation naturelle ne se fait souvent qu'à raison de quelques centimètres à l'heure. L'on a donc cherché à améliorer la décantation, en particulier en accélérant la vitesse de sédimentation des fines par addition de floculants. C'est ainsi qu'il est connu d'ajouter différents floculants aux suspensions de très fines particules, tels que des floculants naturels minéraux (sulfate d'alumine, sulfate ferreux, chlorure ferrique, etc...) ou organiques (amidon, gélatine, etc;..) par exemple, ou encore des floculants synthétiques, du type de ceux récemment mis sur le marché, dont les performances sont généralement très supérieures à celles des floculants naturels.En particulier, l'utilisation de polyélectrolytes - polymères de poids moléculaire très élevé, solubles dans l'eau s'est avérée très efficace à cet égard, puisque pour des additions de polyélectrolytes à raison de 10 à 20 parties par million, l'on obtient des vitesses de décantation des fines particules floculées, qui dépassent 1 m/heure, ce qui représente près de 100 fois la vitesse de sédimentation naturelle, obtenue sans addition de floculant. L'utilisation de floculants, et plus particulièrement de floculants synthétiques du type des polyélectrolytes précités a, par suite, pour conséquence d'entraîner une réduction très sensible des investissements liés au stade de la décantation, et plus particulièrement ceux dus aux décanteurs. La présente invention a pour but de pourvoir à des procédés de décantation des particules solides fines contenues dans des liquides chargés de matières solides, qui répondent mieux aux nécessités de la pratique que les procédés visant au même but antérieurement connus,notamment en ce qu'ils permettent une amélioration de la décantation qui conduit à une meilleure utilisation des décanteurs, soit en réduisant les dimensions de ceux-ci, soit/ et en augmentant les débits des bouillies traitées, soit/et en diminuant les quantités de floculant mises en oeuvre, compte tenu du fait que les floculants synthétiques que l'on a avantage à utiliser sont d'un prix de revient relativement élevé. La présente invention a pour objet un procédé de décantation des particules solides fines contenues dans des liquides chargés de matières solides, par addition'de floculants, caractérisé en ce que l'introduction du floculant dans le liquide à décanter est effectuéeen plusieurs fractions. En effet, alors qu'il est bien connu d'introduire le floculant, en quantité prédéterminée, en une seule fois dans le milieu à décanter, ce qui permet d'obtenir des vitesses de sédimentation appréciables, la Demanderesse a pu établir que l'introduction d'une même quantité de floculant en plusieurs fractions, conformément à la présente invention, a pour effet surprenant et inattendu,d'augmenter dans une mesure importante la vitesse de sédimentation des fines. Selon un mode de réalisation avantageux du procédé qui fait l'objet de l'invention, dans le cadre d'un procédé se déroulant en discontinu, l'introduction du floculant est effectuée en plusieurs fractions successives séparées entre elles par une interruption de brève durée. Selon un autre mode de réalisation avantageux du procédé qui fait l'objet de la présente invention, dans le cadre d'une introduction du floculant en continu dans un flux de liquide contenant les fines en suspension, le floculant est introduit en plusieurs points du circuit,situés à des intervalles tels les uns des autres que le passage du flux de la suspension à décanter au niveau de ces points ait lieu de façon successive dans le temps. Selon un troisième mode de réalisation avantageux du procédé qui fait l'objet de la présente invention, la vitesse de sédimentation des fines est fonction du nombre des fractions intro duites dans le milieu à décanter et de la répartition quantitative des fractions par rapport à la quantité totale de floculant mise en oeuvre Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortent de la description qui va suivre. La présente invention vise particulièrement les procédés de décantation des particules solides fines contenues dans des liquides chargés de matières solides, conformes aux dispositions qui précèdent, les processus de traitement dans lesquels sont inclus ces procédés, les appareillages propres à la mise en oeuvre et à la réalisation de ces procédés et les installations dans lesquelles sont inclus les procédés conformes à la présente invention et les appareillages propres à leur mise en oeuvre. L'invention pourra être mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples de mise en oeuvre du procédé objet de la présente invention. Il doit être bien entendu toutefois, que les exemples décrits dans ce qui va suivre, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent cependant en aucune manière une limitation. EXEMPLE 1 La suspension traitée en mettant en oeuvre le procédé qui fait l'objet de la présente invention est une suspension du type de celles que l'on obtient dans une laverie de phosphates. La suspension traitée dans cet exemple contient 35 g/l de solide sec sous forme de fines dont les dimensions sont de l'or- dre de quelques microns. 1. La suspension ci-dessus est traitée par un polyélectrolyte du type polyacrylamide à raison de 20 cm3/1, la concentration de la solution de polyélectrolyte étant de 0,05 % pondéral. On mesure une vitesse de sédimentation de 1,8 n/h. 2. La même suspension est traitée par la même quantité du même polyélectrolyte, mais celui-ci est introduit en deux fractions de 10 cm3 chacune, séparées entre elles par quelques secondes pendant lesquelles la suspension est agitée doucement. On mesure une vitesse de sédimentation de 8,5 n/h, soit 4,5 fois la vitesse obtenue dans les conditions du premier essai. 3. La même suspension est traitée par 15 cm3/1 du même floculant introduit en trois fractions de 5 cm3 chacune, séparées entre elles par quelques secondes pendant lesquelles la suspension est agitée doucement. On mesure une vitesse de sédimentation de 6,8 n/h, soit 3,7 fois la vitesse obtenue dans les conditions du premier essai où l'on a utilisé une quantité de floculant de 33 % supérieure à celle mise en oeuvre dans le présent essai. EXEMPLE 2 1. Une suspension de phosphate obtenue en laverie, contenant 50 g/l de solide sec sous forme de fines de l'ordre de quelques microns, est traitée par un polyélectrolyte approprié tel qu'un polyacrylamide anionique par exemple, à raison de 20 cm3/1, la concentration de la solution de polyélectrolyte étant de 0,05 % pondéral. On mesure une vitesse de sédimentation de 2,4 m/h. 2. Lorsque l'on introduit la même quantité du même floculant par fractions successives séparées entre elles par des intervalles de 10 secondes, on obtient es résultats suivants 4 x 5 cm3 : vitesse de sédimentation 12 m/h 3 3 x 5 cm : vitesse de sédimentation 7 n/h 2 x 5 cm3 : vitesse de sédimentation 2,5 m/h 3 On voit qu'en introduisant deux fractions de 5 cm3 on retrouve la vitesse de sédimentation atteinte avec une seule injection de 20 cm3, ce qui permet de réaliser une économie de floculant de 50 % par rapport à cette dernière. 3 D'autre part, à égalité de quantité de floculant (20 cm 3 en une injection ou en 4 injections de 5 cm3) on a dans le second cas une vitesse de sédimentation 5 foi#s plus grande que celle obtenue dans le premier cas. Il résulte de la description qui précède, que quels que soient les modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application adoptés, l'on obtient des procédés de décantation des particules solides fines contenues dans des liquides chargés de matières solides, qui présentent par rapport aux procédés antérieurement connus, des avantages importants outre ceux qui ont déjà été mentionnés plus haut, et notamment - celui de permettre une réduction de la consommation du floculant; - celui de permettre d'augmenter le débit des suspensions à décan ter, dans des installations existantes, pour des quantités de floculants inchangées ; ; - celui de réduire dans des proportions très importantes, le temps de rétention des suspensions à décanter - celui de permettre une meilleure conception des décanteurs, et notamment une réduction de leurs dimensions, etc... Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus spécifique ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du Technicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1/- Procédé de décantation des particules solides fines contenues dans des liquides chargés de matières solides, par addition de floculants, caractérisé en ce que le floculant mis en oeuvre est un floculant synthétique du type des polyélectrolytes, et plus particulièrement un polyacrylamide, lequel est introduit dans le liquide à décanter en plusieurs fractions. 2/- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cadre d'un procédé se déroulant en discontinu, l'introduction du floculant est effectuée en plusieurs fractions successives séparées entre elles par une interruption de brève durée. 3/- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cadre d'une introduction du floculant en continu dans un flux de liquide contenant les fines en suspension, le floculant est introduit en plusieurs points du circuit, situés à des intervalles tels les uns des autres que le passage du flux de la suspension- à décanter au niveau de ces points ait lieu de façon successive dans le temps. 4/- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de sédimentation des fines est fonction du nombre des fractions introduites dans le milieu à décanter et de la répartition quantitative des fractions par rapport à la quantité totale de floculant mise en oeuvre. 5/- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le floculant est introduit dans le milieu à traiter, à raison d'au 3 moins deux fractions de 10 cm /litre chacune,environ.