À qui s'adresse ce guide : ingénieurs et exploitants qui choisissent des équipements de lavage de sable, ou qui cherchent pourquoi une ligne de lavage perd du sable fin ou produit un sable trop humide.
Comment Fonctionne un Hydrocyclone
Un hydrocyclone n'a aucune pièce en mouvement. Une pompe injecte la pulpe sableuse sous pression dans la partie cylindrique supérieure du cyclone par une entrée tangentielle, si bien que la pulpe descend en tournoyant dans le corps conique. Cette rotation crée une force centrifuge qui vaut plusieurs fois la gravité.
- Les particules grossières et lourdes sont projetées vers la paroi, descendent en spirale et sortent par l'apex, en bas : c'est la sousverse, qui constitue le produit sableux.
- L'eau et les particules fines restent au centre, remontent dans un vortex intérieur et sortent par le tube de surverse, en haut : c'est la surverse, qui emporte les limons et l'argile.
La taille à laquelle une particule a autant de chances de sortir par l'une ou l'autre sortie est le point de coupure (d50). Les cyclones de lavage de sable coupent généralement à environ 0,063–0,075 mm. La coupure devient plus fine avec un cyclone de plus petit diamètre, une pression d'alimentation plus élevée et une teneur en solides plus faible, et plus grossière dans le cas inverse.
Un cyclone à sable en bon état décharge une sousverse en forme de parapluie. Une sousverse en boudin signifie que l'apex est surchargé et que du sable fin est poussé vers la surverse : réduisez la charge en solides ou ouvrez l'apex.
Comme la sousverse est encore humide, les cyclones d'une installation de sable sont placés au-dessus d'un crible égoutteur haute fréquence qui égoutte le sable avant sa sortie. Avec la pompe à pulpe et la bâche de reprise, cet ensemble forme l'installation de lavage de sable compacte.
Comment Fonctionne un Classificateur à Vis
Un classificateur à vis est une cuve inclinée dans laquelle tourne lentement une vis. La pulpe sableuse entre par l'extrémité basse, où un bassin se forme derrière un déversoir de surverse. Le sable décante au fond du bassin, la vis le remonte le long de la pente hors de l'eau, et il s'égoutte pendant sa montée avant d'être déchargé en haut.
L'eau chargée de limons et d'argile passe par-dessus le déversoir. Ce qui décante et ce qui part en surverse dépend de la surface du bassin et du débit de surverse : plus le bassin est grand et l'eau lente, plus le sable conservé est fin. En pratique, un classificateur à vis conserve le sable plus gros qu'environ 0,15 mm (100 mesh).
Les classificateurs à vis sont simples et robustes : un seul entraînement, une vis lente à spires résistantes à l'usure, ni pression ni pompe sur la ligne sable. Les machines à double vis traitent nettement plus de sable qu'une simple vis de même taille. Voir les classificateurs à vis HY et laveurs de matériaux fins GFW GELEN.
Comparaison Côte à Côte
| Hydrocyclone avec crible égoutteur | Classificateur à vis | |
|---|---|---|
| Force de séparation | Centrifuge, due à la pression de la pompe | Décantation par gravité dans un bassin |
| Point de coupure type | Environ 0,063–0,075 mm | Environ 0,15 mm |
| Récupération du sable fin | Élevée | Plus faible : les fines partent avec la surverse |
| Humidité du produit | Plus faible, égoutté sur un crible haute fréquence | Plus élevée, s'égoutte sur le stock |
| Pièces en mouvement sur la ligne sable | Pompe à pulpe et motovibrateurs du crible | Vis lente uniquement |
| Points d'usure | Pompe, revêtements du cyclone, panneaux du crible | Spires de vis et revêtements de cuve |
| Sensibilité aux variations de l'alimentation | Demande une densité de pulpe stable | Tolère une alimentation variable |
| Encombrement pour un même tonnage | Unité compacte superposée | Longue machine inclinée |
Lequel Choisir ?
Choisissez un Classificateur à Vis Lorsque
- Le sable est moyen à grossier et contient peu de grains plus fins que 0,15 mm
- Une exploitation simple et peu d'entretien comptent plus que la récupération de chaque grain fin
- L'alimentation varie beaucoup au cours de la journée
Choisissez une Installation de Lavage de Sable Lorsque
- Le sable fin a de la valeur et se perd dans les bassins
- Le marché demande un sable plus sec, vendable directement depuis le stock
- L'eau est rare, et un produit plus sec et un circuit d'eau plus serré aident
Utilisez les Deux Lorsque
Le classificateur à vis traite le tonnage principal, et sa surverse part vers une installation de lavage de sable qui récupère le sable fin qu'il perdrait autrement. C'est une amélioration courante des installations existantes : les fines qui remplissaient les bassins deviennent un produit vendable.
Récupération des Fines et Recyclage de l'Eau
Quel que soit l'équipement qui sépare le sable, l'eau de surverse transporte encore des limons et de l'argile. Récupérer cette eau est la dernière étape du circuit de lavage :
- Bassins de décantation : la solution la plus simple ; les limons décantent et l'eau claire est repompée. Ils demandent de la place et un curage périodique.
- Épaississeur : un floculant fait décanter rapidement les fines dans une cuve, et l'essentiel de l'eau revient en quelques minutes.
- Filtre-presse ou filtre à bande : transforme les limons épaissis en un gâteau manipulable, sans bassins humides.
Récupérer le sable fin avant cette étape réduit la quantité de solides que le traitement de l'eau doit gérer, ce qui est une autre raison d'ajouter des cyclones sur la surverse des classificateurs à vis.