Récupération de fines nobles

Client: Sable de Brevannes - Carrière de Vimpelles

Récupération de fines nobles

Présentation du projet

La société Sable de Brevannes exploite dans la Bassée (77) sur le site de Vimpelles un gisement de type alluvionnaire de Petite Seine. Avec une production annuelle de 350 000 tonnes, elle alimente par voie fluviale les centrales à béton installées sur les quais de Seine et de Marne pour l’Ile-de-France. Le site est engagé dans la démarche de progrès environnemental portée par la Charte Environnement des industries de carrières depuis 2007. 

La société Sables de Brevannes avait pour projet de récupérer le maximum d’extra-fines inférieures ou égales à 20 mm issues du lavage des sables et jetées dans les bassins de sédimentation.

Non seulement ces pertes appauvrissent la qualité du sable et diminuent la production mais en plus, elles peuvent perturber le bon fonctionnement de l’éventuel décanteur placé en aval. Ces particules vont engendrer :

  • Un possible bourrage du décanteur
  • Une usure prématurée de la pompe à boue
  • Une surconsommation de floculant

Ces extra-fines peuvent être récupérées par micro-cyclonage à partir des overflows du premier étage de cyclonage permettant :

  • Une récupération de t/h de matériau complémentaire
  • Une amélioration de la qualité du sable (plus de fines dites "nobles")
  • Moins de matières sèches envoyées vers la décantation
  • Une économie d’énergie/temps pour le curage des bassins de sédimentation

Challenges techniques et solutions proposées

Sable de Brevannes a sollicité MS afin de définir une solution de valorisation des fines s’intégrant directement dans l’installation existante. Les analyses chimiques et minéralogiques de ces extra-fines ont montré qu’il y avait très peu d’argile (Kaolinite). Par conséquence, Il n’est pas gênant de récupérer le maximum de ces extra-fines et de les valoriser avec la production de sable 0/4. Le débit initial de MES dans les bassins de sédimentation était d’environ 10 t/h

Nous avons proposé pour récupérer les extra-fines issues des overflows du premier cyclonage, un ensemble cuve de pompage avec pompe et une batterie de 20 micro-cyclones. C’est cet équipement qui permet le traitement et la valorisation des extra-fines, avec un point de coupure compris entre 15 et 20 µm, ce qui a permis dans le cas des Sables de Brevannes une récupération d’environ 2,2 t/h de fines après micro-cyclonage.

Batterie de micro-cyclones

La pulpe issue de l’overflow du premier cyclonage est by-passée, puis dirigée vers la cuve du récupérateur de fines. Un ensemble groupe moteur/pompe à sable relève cette pulpe vers la nourrice des 20 micro-cyclones. Les underflows des micro-cyclones sont collectés vers l’avant de l’essoreur sur lequel sont rajoutés des seuils intermédiaires pour obtenir une couche isolée de sables égouttés. 

Underflow des micro-cyclones

Underflow collectés sur l’essoreur

Quant aux overflows des micro-cyclones, ils sont canalisés dans la boite d’underflow existante, puis reprennent le circuit existant vers les bassins de décantation. Un ensemble de vannes by-pass à l’overflow du cyclone principal permet de revenir à la configuration existante.

Un asservissement automatique sur la pression d’alimentation de la pompe des micro-cyclones permet de compenser instantanément les pertes de charge liées à l’isolation d’un ou de plusieurs micro-cyclones. Cette solution technique permet de réduire ou d’augmenter la quantité de MES à réinjecter sur la couche de sable formée sur l’essoreur. En augmentant ou diminuant la pression d’alimentation, on peut également agir sur le point de coupure.

Schéma des circuits de l'installation de récupération de fines

 

Cet ensemble de valorisation des fines nobles a été pré-assemblé, pré-câblé dans nos ateliers pour un montage rapide et une intégration optimale sur le site de Vimpelles.



Conclusion

Cet équipement permet aujourd’hui à la société Sables de Brevannes de récupérer 2,2 t/h (sur une base de 8 h/j et 250 j/an, environ 4400 tonnes complémentaires) de matériaux autrefois perdus dans les bassins de sédimentation, et qui viennent maintenant augmenter la production et améliorer la qualité du sable. Ce surplus de production ramené au prix du marché du sable 0/4 montre pleinement l’intérêt économique de cette solution technique.

En parallèle de ce gain de productivité et du fait d’une quantité plus faible de MES dans les eaux rejetées, on peut également noter un gain d’énergie et de temps quant au curage des bassins de sédimentation.