Brevet FR2195470A1 — publié le 19740308

La présente invention concerne un séparateur de boues et plus spécialement, mais non exclusivement, un séparateur de boues d'un électrolyte déåà utilisé dans un appareil d'électrolyse. Les hydroxydes métalliques insolubles se rassemblent dans l'électrolyte utilisé dans un appareil d'électrolyse et y forment une boue qui doit être constamment éliminée de 1' électro- lyte pour que ce dernier reste utilisable. L'appareil d'électrolyse peut être constitué par une batterie de machines et dans ce cas l'écoulement d'électrolyte peut être très important, 27 000 l/h par exemple, Par consé- quent, si on utilise un réservoir de décantation pour aider à l'élimination des boues, celui-oi devra être très grand pour traiter de tels volumes d'électrolyte. Bien que l'invention concerne en premier lieu toute opération ou phase d'opération, ou toute combinaison d'opérations ou de phases telles que décrites et représentées ici, un de ses aspects, non restrictif, comporte un séparateur de boues comprenant une chambre verticale allongée, pourvu d'un conduit d'entrée de forme diffusante disposé au moins partiellement à l'intérieur de la chambre, s'étendant depuis une partie supérieure jusqu'à une partie inférieure de celle-ci, appropriée à être alimenté, de l'extérieur de la chambre, en liquide chargé de boues, et communiquant, par sa partie inférieure seulement, avec -l'intérieur de ladite chambre; un conduit de sortie communiquant avec l'intérieur de la chambre à la partie supérieure de celle-ci, approprié à fournir à l'extérieur de la chambre du liquide de teneur en boue réduite ayant monté de la partie inférieure à la partie supérieure de la chambre; et un orifice d'évacuation de boues communiquant avec l'intérieur de la chambre à la partie inférieure de celle-ci. On voit que, dans le séparateur de boues selon l'invention, la boue peut être extraite du liquide chargé de boue pendant que celui-ci s'écoule en continu à travers le séparateur et que, par conséquent, la nécessité d'un réservoir de décantation de grandes dimensions est éliminée. De préférence, l'orifice d'évacuation de boues communique avec un appareil séparateur ayant pour fonction de séparer la boue du liquide chargé passant par cet orifice, et communiquant lui-même avec un conduit de retour de liquide reJoignant la partie supérieure de la chambre, le liquide allégé provenant de l'appareil séparateur empruntant ce conduit de retour de liquide. La partie inférieure du conduit d'entrée peut avoir une section en forme de diffuseur de façon que la vitesse d'écoulement du liquide chargé de boues qui le traverse ne soit pas réduite de plus du quart. Au moins un déflecteur sera placé dans la chambre pour dévier le liquide passant du conduit d'entrée au conduit de sor tie. Le conduit d'entré-e pourra communiquer avec un appareil d'électrolyse de façon à en recevoir du liquide chargé de boues, le conduit de sortie communiquant avec ledit åppareil pour lui fournir un électrolyte exempt, ou peu chargé, de boues. L'invention concerne également un procédé de séparation de boues au moyen du séparateur ci-dessus, et consiste à-amener au conduit d'entrée un courant de liquide chargé de boues de façon que ce flot quitte la partie inférieure du conduit d'entrée à une vitesse inférieure à la vitesse de chute des particules de boue. De préférence, essentiellement la moitié de ce courant passera par l'orifice d'évacuation de boues. L'invention va être décrite en Bétail en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, et dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un séparateur de boues selon l'invention ; et - la figure 2 est une variante du séparateur de boues de la figure 1. Le séparateur de boues 1 de la figure 1 comporte une chambre cylindrique verticale allongée 2, à l'intérieur de laquelle est logée une partie d'un conduit d'entrée 3. Une partie de ce dernier se trouve à l'extérieur de la chambre 2 et communique, par une pompe 4, avec un appareil d'électrolyse 5. Ce dernier peut être une machine unique, ou une batterie de machines, pour. galvanoplastie, par exemple, et le conduit d'entrée est disposé de façon à recevoir de l'électrolyte chargé de boues, utilisé par cette ou ces machines. La partie du conduit d'entrée 3 placée à l'intérieur de la chambre 2 va d'une partie supérieure 6 à une partie inférieure 7 de celle-ci, le conduit d'entrée 3 ne communiquant avec l'intérieur de la chambre 2 que par le bas de sa partie inférieure 8. La partie 8 va en s'évasant de façon que la vitesse de l'électrolyte chargé de boues qui le traverse ne soit pas réduite de plus d'un quart, et même moins de préférence, pour que le courant d'électrolyte chargé de boues quitte la partie 8 à une vitesse inférieure à la vitesse de chute des particules de boue et que celles-ci se rassemblent dans la partie inférieure 7 de la chambre 2, comme le montre le dessin, Le conduit d'entrée 3 comporte également une partie allant en s'évasant 9 à son extrémité supérieure, bien que l'effet de ralentissement de cette partie 9 sur l'électrolyte soit nettement moins fort que celui de la partie 8o La partie diffusante 9 a pour but d'amorcer le ralentissement de l'électrolyte, le conduit d'entrée 3 ayant une partie de diamètre constant 10, placée entre les parties 8 et 9, ayant pour but de produire un écoulement laminaire Un conduit de sortie Il, extérieur à la chambre 2 et com - portant deux filtres 12, communique avec la chambre 2 à la partie supérieure de celle-ci, Ce conduit de sortie Il, qui est disposé essentiellement radialement à la chambre 2, a pour fonction d'amener de l'électrolyte exempt de boue, ou peu chargé de boue, à l'appareil d'électrolyte 5. La chambre 2 comporte uégalement un orifice d'évacuation de boues 1-3 par lequel, en cours de fonctionnement, on fait passer essentiellement la moitié du courant d'électrolyte amené au conduit d'entrée 3; cet orifice d'évacuation de boues 13 communique avec l'intérieur de la chambre 2 par la partie inférieure 7 de celle-ci. La vitesse de l'électrolyte s'écoulant du haut en bas du conduit d'entrée 3 est successivement réduite dans la partie 9 et dans la partie inférieure 8 de ce conduit, de sorte que la vitesse à laquelle le courant quitte cette partie inférieure 8 est moindre que la vitesse de chute des particules de boue et que celles-ci forment une boue assez épaisse dans la partie inférieure 7 de la chambre 2. Le courant d'électrolyte sortant de la partie 8 du con#duit d'entrée 3 traverse donc cette couche de boue (agissant comme un filtre) et s'élève de la partie inférieure 7 de la chambre 2 jusqu'à la partie supérieure 6 de cette chambre d'où il retourne, par les filtres 12 et le conduit de sortie 11, å l'appareil d'électrolyse 5. Des déflecteurs tronconiques 14, 15 peuvent être placés, comme représenté, à l'intérieur de la chambre 2; l'électrolyte passant du conduit d'entrée 3 au conduit de sortie Il est dévié par chaque déflecteur 14, 15, cette déflection aidant à la séparation de la boue de l'électrolyte e Le déflecteur 14 part de la paroi de la chambre 2 vers l'intérieur de celle-ci; il est percé d'un ou plusieurs trous 16 par lesquels la boue qui a été séparée de l'électrolyte peut tomber dans la partie inférieure 7 de la chambre 2. Le déflecteur 15 est fixé, par sa partie supérieure, au conduit d'entrée 3 et il n'est pas nécessaire de le pourvoir de trous correspondant aux trous 16. L'orifice d'évacuation de boues 13 communique avec un séparateur centrifuge 20 ayant pour fonction de séparer la boue de l'électrolyte chargé qui a passé par l'orifice d'évacuation 13. Un conduit de retour de liquide 21 communique, à sa partie inférieure, avec le séparateur centrifuge 20 et, à sa partie supérieure, avec une partie supérieure du conduit d'entrée 3. Le séparateur centrifuge 20 sépare l'électrolyte chargé qui lui parvient en deux courants dont l'un contient une boue assez dense qui s'échappe par un orifice d'évacuation 22, et dont l'autre, assez peu chargée en boue, passe au conduit de retour de liquide 21 d'où il gagne le conduit d'entrée 3 pour revenir à la chambre 2 et être traité à nouveau. Le séparateur centrifuge 20 peut être maintenu en marche pendant que l'appareil d'électrolyse 5 n'est pas en service, du fait que ledit séparateur centrifuge fait partie d'un circuit fermé, En maintenant le séparateur centrifuge 20 en marche de cette manière, on peut arriver à ce qu'un électrolyte complètement purifié soit fourni à l'appareil 5 quand il redémarrera. Comme on le voit, la faible vitesse à laquelle l'électrolyte quitte la partie inférieure 8 du conduit d'entrée 3, et le fait que son sens d'écoulement est inversé à ce point, ont pour effet qu'une forte proportion de la boue contenue dans l'électrolyte en tombera, cet effet étant accentué par l'action des déflecteurs 14, 15. Au fur et à mesure que la boue s'accumule dans la partie 7 de la chambre 2, cette action séparatrice sera encore accentuée du fait de l'action filtrante de la boue ellemême0 La figure 2 représente un séparateur de boues généralement semblable à celui de la figure 1 et qui, pour cette raison, ne sera pas décrit en détail, les pièces semblables portant les mêmes numéros. Par contre, dans le mode de réalisation de la figure 2, l'extrémité supérieure du conduit de retour de liquide 21, au lieu de communiquer avec la partie supérieure du conduit d'entrée 3, communique directement avec la partie supérieure 6 de la chambre 2, cette disposition étant possible quand le débit du séparateur centrifuge 20 est assez pur pour être immédiatement utilisé. Dans ce-tte variante, un déflecteur supplémentaire 23 est disposé dans la chambre 2, à proximité du conduit de retour de liquide 21 mais en dessous de lui, pour réduire la turbulence produite par l'entrée de liquide sortant de ce conduit de retour. Plusieurs appareils d'électrolyse pourront être desservis par plusieurs séparateurs, chaque appareil étant raccordé à volonté à l'un ou l'autre des séparateurs, ce qui permettra d'opérer avec des électrolytes différents selon les traitements à effectuer sur des pièces de constitution métallique diffé rentes, REVEND i CÂT IONS =========================== 1.- Séparateur de boues comprenant une chambre verticale allongée, pourvu d'un conduit d'entrée diffusant disposé au moins partiellement à l'intérieur de la chambre, s'étendant depuis une partie supérieure åusqu'à une partie inférieure de celle-ci, approprié à être alimenté, de l'extérieur de la chambre, en liquide chargé de boue, et communiquant, par sa partie inférieure seulement, avec l'intérieur de ladite chambre ; un conduit de sortie communiquant avec l'intérieur de la chambre à la partie supérieure de celle-ci, approprié à fournir, à l'exté- rieur de la chambre, du liquide de teneur en boue réduite ayant monté de la partie inférieure à la partie supérieure de la chambre; et un orifice d'évacuation de boue communiquant avec l'intérieur de la chambre à la partie inférieure de celle-ci. 2e- Séparateur de boues selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'évacuation de boue communique avec un appareil séparant la boue du liquide chargé de boue amené audit orifice, ledit appareil séparateur cotamuniquant avec un conduit de retour de liquide qui communique avec une partie supérieure du conduit d'entrée ou avec la partie supérieure de la chambre, le liquide purifié sortant dudit appareil séparateur gagnant la chambre par ledit conduit de retour de liquide. 30- Séparateur de boues selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie inférieure du conduit d'entrée a une section de forme diffusante telle que la vitesse du liquide chargé de boue qui le traverse ne sera pas réduite de plus d'un quart. 4.- Séparateur de boues selon une des revendications 1, 2, ou 3, caractérisé en ce qu'au moins un déflecteur est placé à l'intérieur de la chambre pour dévier le liquide passant du conduit d'entrée au conduit de sortie. 5.- Séparateur selon une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le conduit d'entrée communique avec un appareil d'électrolyse pour en recevoir un électrolyte chargé de boue, le conduit de sortie communiquant avec ledit appareil d'électrolyse pour lui fournir un électrolyte exempt, ou peu chargé, de boue. 6.- Procédé de séparation de boue avec un séparateur selon une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on amène au conduit d'entrée un courant de liquide chargé de boue de façon que ledit courant quitte la partie inférieure dudit conduit d'entrée à une vitesse inférieure à la vitesse de chute des particules de boue. 7. - Procédé de séparation de boues selon la revendication 6, dans lequel la moitié, essentiellement, du courant gagne l'orifice d'évacuation de boue.