Brevet FR2374089A1 — publié le 19780713

La présente invention concerne un procédé et une installation pour l'obtention de mica et de sable de quartz et les produits obtenus par la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que > pour la fabrication de kaolin, on part généralement d'un minerai kaolinique dont la composition moyenne, en poids, est de 30% de kaolinite d'une granulométrie inférieure à 40 microns, de 55% de sable de quartz et de 15% de mica . Dans le procédé connu de fabrication du kaolin à partir d'un tel minerai, on commence par déliter le minerai à l'eau, après quoi on procèdè à une première séparation . Cette première séparation est destinée à obtenir une suspension enrichie de kaolin par élimination d'un mélange grossier de sable de quartz et de mica, dont la granulométrie est par exemple supérieure à 400 microns .Ensuite, cette suspension enrichie de kaolin est soumise à l'action d'un ou plusieurs hydrocyclones permettant d'obtenir une suspension de kaolin encore plus riche et un résidu composé d'un mélange fin de sable de quartz et de mica dont la granulométrie est par exemple comprise entre 400 et 100 microns. Dans un tel procédé de fabrication du kaolin, aussi bien le mélange grossier de sable de quartz et de mica provenant de la première séparation, que le mélange fin de sable de quartz et de mica obtenu par l'action du ou des hydrocyclones, sont considérés comme des déchets inexploitables La demanderesse a trouvé que ces déchets pouvaient être traités afin de fournir, d'une part, des paillettes de mica et, d'autre part un sable de quartz de-couleur blanche .Le mica ainsi obtenu peut être utilisé, après broyage dans les peintures , les matières plastiques, les baguettes de soudure, les mastics , etc ., tandis que le sable de quartz blanc peut alors entre utilisé pour la fabrication d'enduits de toutes sortes , notamment prêts à l'emploi dans les ciments blancs, dans les panneaux préfabriqués en béton architectoniques , etc Ainsi, selon l'invention, dans un procédé de fabrication du kaolin à partir d'un minerai kaolinique comportant de la kaolinite , du sable de quartz et du mica procédé selon lequel on forme une suspension enrichie de kaolin par élimination d'un résidu comportant du sable de quartz et du mica , on traite ledit résidu afin d'obtenir d'une part du mica et d'autre part du sable de quartz Dans le traitement du résidu de sable de quartz et de mica, la séparation du sable de quartz et du mica peut être effectuée soit par flottation, soit par force centrifuge , soit par vibration , soit encore par un mélange de ces méthodes de séparation Dans un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention, on commence par effectuer une première séparation du sable de quartz et du mica par l'intermédiaire d'un classificateur à spirales (séparation par force centrifuge) , après quoi on parfait la séparation au moyen d'au moins une table vibrante (séparation par vibration) .Avantageusement, une telle table de vibration peut entre celle connue commercialement sous le nom de Wilfley On sait qu'une telle table comporte un plateau vibrant à inclinaisons longitudinale et transversale variables et des parois de hauteur variable disposées orthogonalement audit plateau de manière à former des couloirs longitudinaux parallèles entre eux, de longueur d'autant plus grande que l'on s'éloigne du coin du plateau par lequel on alimente le mélange à vibrer Lorsque, de façon connue , pour former la suspension enrichie de kaolin on commence par déliter le minerai kaolinique,puis on procède à une première séparation pour éliminer un premier résidu formé d'un mélange grossier de sable de quartz et de mica (dont la granulométrie est par exemple supérieure à 400 microns ), après quoi on effectue une seconde séparation pour éliminer un second résidu formé d'un mélange fin de sable de quartz et de mica (dont la granulométrie est par exemple comprise entre 400 et 100 microns ), il est possible, pour obtenir selon l'invention du mica et du sable de quartz , soit de traiter l'un de ces résidus et pas liautre, soit les deux Le traitement du premier résidu (mélange grossier ) permet d'obtenir d'une part du. mica , d'autre part un sable de quartz blanc moyen . Pour ajuster la granulométrie de ce sable de quartz , il est avantageux de procéder à un criblage et à un broyage .Le broyage offre l'avantage de délaminer le mica ce qui favorise par la suite la séparation de ce dernier dú sable de quartz Après broyage , le premier résidu est soumis à une première séparation par force centrifuge (séparation à spirale ) , ce qui permet d'obtenir d'une part du mica contenant peu de sable de quartz et d'autre part du sable de quartz faiblement micacé * Le mica contenant du sable de quartz est alors soumis éventuellement après essorage , à l'action d'au moins un dispositif de séparation par vibration pour être séparé en mica et en sable de quartz . De même, le sable de quartz faiblement micacé est soumis à l'action d'au moins un dispositif de séparation par vibration pour donner d'un côté du quartz et de l'autre du mica .Le sable et le mica obtenus à partir du sable de quartz faiblement micacé sont respectivement identiques au sable et au mica provenant du mica contenant peu de sable de quartz Le traitement du second résidu (mélange fin ) permet d'obtenir d'une part du mica, d'autre part un sable de quartz très fin . A cet effet , après la seconde séparation destinée à obtenir la suspension kaolinique enrichie , on soumet ledit second résidu à une première séparation par force centrifuge (sépara teur à spirale), ce qui permet d'obtenir d'une part du mica contenant peu de sable de quartz et d'autre part du sable de quartz très fin faiblement mi cassé .Les traitements de ces deux mélanges peuvent alors etre identiques à ceux auxquels on soumet les mélanges correspondant du premier résidu En vue de leur traitement, il est préférable de traiter séparément les premier et second résidus , car leurs granulométries sont différentes, ce qui entraine des réglages différents des dispositifs de séparation et notamment des tables vibrantes Après obtention du sable de quartz et du mica de la façon décrite ci-dessus ceux-ci sont essorés et éventuellement séchés .On obtient alors dtun cOté des paillettes de mica et de l'autre du sable de quartz essore Ainsi, pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, une installation d'obtention de mica et de sable de quartz est prévue en aval de l'agencement de fabrication de kaolin et comporte des dispositifs de séparation du mica et du quartz , notamment des séparateurs à spirale pour une séparation gros sière et des tables vibrantes pour -une séparation fine . Dans le cas où l'agencement de fabrication du kaolin comporte après un dispositif de délitage du minerai , un classificateur dont une sortie fournit une suspension kaolini que à un hydrocyclone ou analogue et l'autre sortie un premier résidu de sable de quartz et de mica, l'installation selon l'invention comporte au moins un premier dispositif de traitement dudit premier résidu . Avantageusement, ce premier dispositif de traitement dudit premier résidu comporte un crible un broyeur , un séparateur à spirale et deux chaines de séparation par vibra tion en aval dudit séparateur à spirale De préférence, l'installation selon l'invention comporte un second dispositif de traitement , en parallèle sur le premier et destiné à traiter le second résidu provenant dudit hydrocyclone ou analogue . Ce second dispositif de traitement dudit second résidu comporte un séparateur à spirale et deux chaines de séparation par vibration en aval de ce dernier La figure unique du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée -Cette figure unique illustre le schéma synoptique d'une installation conforme à l'invention . Cette installation , comporte une alimentation 1 en minerai kaolinique , com- portant par exemple , en poids , la composition suivante 30% de kaolinite d'une granulométrie inférieure à 40 microns 55% de sable de quartz 15% de mica Ce minerai kaolinique est soumis , par exemple dans un monitor 2 à un délitage à l'eau . Ensuite, la suspension kaolinique obtenue est conduite dans un classificateur à rateaux 3 permettant d'obtenir , à sa sortie 4, un premier résidu de sable de quartz et de mica dont les particules présentent une granulométrie comprise entre 6mm et 400 microns et , d'autre part, sur sa sortie 5, une suspension enrichie de kaolin, comportant encor-e du quartz et du mica et transmise à un hydrocyclone 6 .Celui-ci permet de fournir à sa sortie 7 une suspension de kaolin et à sa souverse 8 un second résidu de sable de quartz et de mica dont la granulométrie est comprise entre 400 et 100 microns. Selon l'invention, l'installation d'obtention de mica et de sable de quartz comporte deux voies en parallèle , l'une pour traiter le premier résidu de sable de quartz et de mica de granulométrie élevée apparaissant à la sortie 4 du classificateur 3, l'autre pour traiter le second résidu de quartz et de mica, de faible granulométrie , apparaissant à la souverse 8 de l'hydrocy clone 6 Le premier résidu de quartz et de mica, de granulométrie élevée , est transmis , depuis la sortie 4 du classificateur 3 , à un cribleur 9 dont les mailles ont par exemple une dimension de 2, 5mm . Ainsi, à sa sortie 10, le cribleur 9 fournit un sable de quartz micacé dont la granulométrie est comprise entre 6mm et 2, 5mm .Par ailleurs , la sortie 11 du crible 9 dirige vers un broyeur 12 la partie du mélange de sable de quartz et de mica dont la granulométrie est inférieure à 2, 5mm Le broyeur 12 peut par exemple etre un broyeur à barres . Le broyage a pour but principal de délaminer les particules de mica afin d'en faciliter la séparation ultérieure Le sable broyé provenant du broyeur 12 est additionné d'eau, de manière à obtenir une suspension de concentration adéquate, par exemple de 200 grammes par litre Cette suspension est introduite dans un séparateur à spirale 13 dans lequel une première séparation du sable de quartz et du mica délaminé est obtenue de façon connue par différence de densité et de forme des particules .Le mica, plus léger , est entrainé à la périphérie de la spirale tandis que le sable , plus lourd, est entrainé vers l'intérieur de celle-ci De plus, un courant d'eau arrivant tangentiellement au flux d'alimentation du mélange de sable de quartz et du mica permet d'améliorer l'évacuation du mica lamellaire sur la partie extérieure de la spirale . Un tel séparateur à spirale 13 permet de produire , à sa sortie 14, un sable de quartz à faible teneur en mica et à sa sortie 15 un mica comportant de 1 0 à 15% de sable Le sable de quartz à faible teneur en mica obtenu à la sortie 14 du séparateur 13 est transmis à une première table vibrante 16, du type décrit ci-dessus fournissant à sa sortie 17, un sable de quartz blanc , de granulométrie comprise entre 2mm et 80 microns et présentant un équivalent sable très élevé .Sa teneur en mica est inférieure à 1 % et le pourcentage de particules inférieures à 80 microns est de l'ordre de 1% . Par ailleurs, sur la sortie 18 de la table vibrante 16 apparait un mélange de sable et de mica, enrichi en mica . Ce mélange est transmis à une seconde table vibrante 19 dont la sortie 20 fournit un sable de quartz de qualité semblable à celui fourni à la sortie 17 de la table vibrante 16 et à la sortie 21 duquel apparait un mica presque pur Le mica mélangé de sable , apparaissant à la sortie 15 du séparateur 1 3 est essoré dans un dispositif d'essorage 22, puis additionné d'eau de manière à obtenir une suspension de concentration désirée .Cette suspension est ensuite vibrée sur une table vibrante 23 dont la sortie 24 fournit un mica de qualité semblable à celui de la sortie 21 de la table vibrante 19 et dont la sortie 25 fournit un sable de quartz équivalent au sable de quartz des sorties 17 et 20 Le sable de quartz des sorties 17, 20 et 25 est transmis à un dispositif des sorage 26 , fournissant à sa sortie un sable de quartz essoré pouvant btre utilisé à la fabrication de diver-s enduits , de ciment blanc , etc Le mélange de sable de quartz et de mica, de faible granulométrie , apparaissant à la souverse 8 de l'hydrocyclone 6, est additionné d'eau de manière à obtenur une suspension de concentration appropriée . Cette suspension est soumise à l'action d'un séparateur à spirale 27 .Le mélange de sable très fin et de mica apparaissant à la sortie 28 de ce séparateur 27 est transmis à une table vibrante 29 . Cette table vibrante fournit à sa sortie 30 un mica de qualité semblable à celui des sorties 21 et 24 des tables de vibrage 19 et 23 Par ailleurs la table vibrante 29 fournit à sa sortie 31 un mélange de sable et de mica qui est transmis à une autre table vibrante 32 . Cette table vibrante 32 fournit à sa sortie 33 un mica de qualité semblable à celui des sorties 21 *24 et 30 .De plus à la sortie 34 de la table vibrante 32 apparaft un sable de quartz très fin qui est éliminé , parce qutimpropre aux utilisations prévues pour le sable fourni par les tables vibrantes 16, 19 et 23 Par ailleurs, le mélange de mica et de sable apparaissant à la sortie 35 du séparateur à spirale 27 est essoré dans un dispositif d'essorage 36 puis addi tionné d'eau pour en ajuster la concentration, après quoi il est soumis à un vibrage sur la table vibrante 37 . Celle-ci fournit à sa sortie 38 un mica équivalent aux micas de sortie 21 , 24, 30 et 33 et à sa sortie 39 un sable très fin semblable au sable de la sortie 34 . Ce sable 39 est également élimine Les micas apparaissant aux sorties 21, 24, 30, 33 et 38 des tables vibrantes 19, 23 , 29, 32 et 37 sont transmis à un dispositif d'essorage 40 puis à un disposi tif de séchage 41 . On obtient à la sortie de ce dispositif de séchage 41 des paillettes de mica REVENDICATIONS 1 - Procédé pour l'obtention de mica et de sable de quartz , caractérisé en ce que , dans un procédé de fabrication de kaolin à partir d'un minerai kaolinique comportant de la kaolinite , du sable de quartz et du mica, procédé selon lequel on forme une suspension enrichie de kaolin par élimination d'un résidu comportant du sable de quartz et du mica , on traite ledit résidu afin d'obtenir d'une part du mica et d'autre part du sable de quartz 2 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la séparation du sable de quartz et du mica est réalisée au moins en partie par force centrifuge. 3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 , caractérisé en ce que la séparation du sable de quartz et du mica est réalisée au moins en partie par vibration 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 , dans lequel, pour former la suspension enrichie de kaolin, on commence par déliter le minerai kaolinique, puis on procède à une première séparation pour- éliminer un premier résidu formé d'un mélange grossier de sable de quartz et de mica après quoi on effectue une seconde séparation pour éliminer un second résidu formé d'un mélange fin de sable de quartz et de mica , caractérisé en ce que l'on traite au moins l'un de ces deux résidus pour obtenir du mica et du sable de quartz 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier résidu est soumis à un criblage et à un broyage , puis à une première séparation par force centrifuge , après quoi le mica contenant du sable de quartz est alors soumis, éventuellement après essorage , à l'action d'au moins un dispositif de séparation par vibration pour être séparé en mica et en sable de quartz, tandis que, de même, le sable de quartz faiblement micacé est soumis à l'action eau moins un dispositif de séparation par vibration pour donner d'un coté du quartz et de l'autre du mica 6 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé encre que le second résidu est soumis à une première séparation par force centrifuge, après quoi le mica contenant du sable de quartz est alors soumis, éventuellement après essorage , à l'action d'au moins un dispositif de séparation par vibration pour etre séparé en mica et en sable de quartz, tandis que , de meme le sable de quartz faiblement micacé est soumis à l'action d'au moins un dispositif de séparation par vibration pour donner d'un coté du quartz et l'autre du mica 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les traitements desdits premier et second résidus sont séparés 8 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 7 et disposée en aval d'un agencement de fabrication de kaolin, caractérisée en ce qu'elle comporte des dispositifs de séparation du mica et du quartz ,notamment des séparateur s à spirale pour une séparation grossière et des tables vibrantes pour une séparation fine 9 - Installation selon la revendication 8 , pour un agencement de fabrication de kaolin comportant après un dispositif de délitage du minerai , un classificateur dont une sortie fournit une suspension kaolinique à un hydrocyclone ou analogue et l'autre sortie un premier résidu de sable de quartz et de mica caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un premier dispositif de traitement dudit premier résidu 10 - Installation selon la revendication 9 ,caractérisée en ce que ce premier dispositif de traitement dudit premier résidu comporte au moins un crible un broyeur , un séparateur à spirale et deux chaines de séparation par vibration en aval dudit séparateur à spirale 1 1 - Installation selon la revendication 9 , caractérisée en ce qu'elle comporte un second dispositif de traitement , en parallèle sur le premier et destiné à traiter le second résidu provenant dudit hydrocyclone ou analogue 12 - Installation selon la revendication 11 , caractérisée en ce que de second dispositif de traitement dudit second résidu comporte au moins un séparateur à spirale et deux chaines de séparation par vibration en aval de ce dernier