Le minerai qui contient environ 40 % de spathfluor est traité par concassage. Le spathfluor en suspension dans l’eau de lavage est ensuite filtré sur filtre à tambour puis séché et stocké avant expédition.
De leur côté les stériles sont traités en hydrocyclones pour séparer les fines.
C’est pour réaliser la déshydratation de ces fines que la société a décidé d’adopter le procédé de filtration sous pression. Un tel choix était assorti d’une condition impérative : l'appareil devait pouvoir s’intégrer dans une chaîne continue et entièrement automatisée, sans intervention du personnel.
L'usine est déjà entièrement automatisée, la gestion de chaque unité s’effectuant sur automate programmable avec visualisation de l’ensemble sur pupitre au poste central de contrôle. Il n’était donc pas question d’introduire dans une telle usine un filtre-presse traditionnel discontinu nécessitant un service périodique au moment du débatissage.
Notre société, après quelques essais, acquit très vite la conviction que l’exigence d’une automaticité totale pouvait être satisfaite : en effet, les échantillons de stériles soumis aux essais présentaient une composition à prédominance silicieuse, et de ce fait faisaient preuve d’une excellente filtrabilité, ce qui autorisait la réalisation de gâteaux épais, à forte siccité et faible adhérence sur une toile-crin et donc particulièrement aisés à débâtir. L’automaticité recherchée repose essentiellement sur l'aptitude des gâteaux à se décoller automatiquement et systématiquement à l’ouverture des chambres et en l’occurrence le produit remplit bien cette condition.
Pour obtenir les meilleures chances de réussite, il fut convenu d’adopter un dispositif de filtre-presse à plateaux à membranes dans lequel la filtration débute par une alimentation en boues à très fort débit sous basse pression et se termine, après arrêt de l’alimentation, par un compactage des ébauches de gâteau, ce qui résulte du gonflement des membranes sous une pression d’air comprimé à 13 bars.
Après compactage, les membranes tendent à reprendre leur position de repos ce qui favorise un premier décollement du gâteau à l’intérieur des chambres, avant même l’ouverture de celles-ci.
La mise sur pied d’un cycle automatique sans surveillance permanente a conduit à l’introduction d’un assez grand nombre de capteurs d’information pour contrôler l’enchaînement des différentes phases et des cycles de sécurité à observer dans ces enchaînements : l’utilisation d’un automate programmable que nous avions déjà expérimenté s’imposait. Par sa souplesse de programmation, l’automate permet en effet de multiplier les sécurités, d’adopter et de renvoyer à distance les informations nécessaires au contrôle du poste central.
La SOGEREM se chargea de la fourniture de l‘appareillage-automate SMC — qui devait s‘intégrer dans l’installation existante, notre société conservant la responsabilité du schéma électrique.
DESCRIPTION DE L’INSTALLATION
En aval du décanteur, qui épaissit les boues à l’aide de polyélectrolytes (1 050 g à 1 250 g/l de boues, dont 350 g de MS), l’installation de filtration comprend :
— une pompe centrifuge Schabaver (débit 125 m³/h — pression 4 bars à 1 200 t/m — puissance 22 kW) qui remplit le filtre-presse ;
[Photo : Le filtre-presse automatique.]
— un compresseur à piston Devilbiss (débit 57 m³/h — pression 18 bars — puissance 0,75 kW) qui maintient pleine une cuve d’air comprimé de 3 000 l pour le gonflement des membranes après détente à 13 bars.
— un filtre-presse automatique TITAN 219 Faure, de 3 500 litres, à 81 plateaux à membranes de 1 200 × 1 200 mm en polypropylène avec sa centrale hydraulique d’une puissance de 5,5 kW et son chariot de déblayage d’une puissance de 0,75 kW ;
— une bande transporteuse d’évacuation des gâteaux : largeur 800 mm, longueur 17 m, puissance 5,5 kW ;
— une installation de lavage acide des toiles filtrantes comprenant une cuve en polypropylène de 5 000 l, une pompe doseuse injectant 6 % d’acide et une pompe pneumatique de remplissage de 2,5 m³/h fonctionnant sous 7 bars ;
— un pupitre local d’intervention manuelle regroupant les différents contacteurs de puissance et un rappel des signaux qui sont expédiés au poste central de contrôle.
Ce dernier dispose des images du filtre renvoyées par deux caméras de télévision ; il recueille à tout moment les informations sur la phase en cours d’opération (remplissage, compactage, déblayage…), le temps de filtration, le nombre de pressées effectuées… Il peut aussi intervenir, à distance, pour interdire la reprise du cycle en cas de manque de boues.
DURÉE D’UN CYCLE
Les durées de fonctionnement des divers éléments du filtre-presse sont les suivantes (données calculées en mn, l’appareil étant mis en route dans sa phase fermée) :
— pompe centrifuge : 12
— compactage à l’air comprimé dans 12 bars : 9
— décompression des membranes : 2,5
— chasse de la boue résiduelle dans le noyau central : 1
— ouverture du filtre et déblayage : 6,5
— serrage du filtre : 1,5
COMPOSITION DES BOUES TRAITÉES
Ces stériles d’exploitation de fluorine se caractérisent comme suit :
Composition
Silice (SiO₂) : 80,2 %
Fluorine (CaF₂) : 8,8 %
Minerai de fer (Fe₂O₃) : 8 %
Alumine (Al₂O₃) : 2,2 %
[Photo : Phases de formation du gâteau : 1. Schéma de la chambre vide. 2. Introduction de la boue (sous pression inférieure à 1 bar). 3. Action de la basse pression. 4. Essorage final sous l’action de la haute pression appliquée à la membrane. 5. Gâteau prêt à déblayer après suppression de la pression.]
Granulométrie des particules
inférieures à 10 microns : 41,8 %
de 10 à 14 microns : 11,2 %
de 14 à 20 microns : 13,4 %
de 20 à 28 microns : 20 %
de 28 à 38 microns : 10 %
supérieures à 38 microns : 3,6 %
L’opération permet d’obtenir, par cycle de 30 minutes (lequel se renouvelle automatiquement en fonction de la quantité de boues à traiter) :
— 6,5 tonnes de gâteaux d’une siccité supérieure à 75 % dont 5 tonnes de stériles secs utilisés en remblai,
— 8 m³ de filtrat recyclé en amont du décanteur.
La consommation d’énergie est de 12 kWh.
* *
L’installation de Montroc a démarré en février 1986 et l’ensemble a été rendu très rapidement opérationnel. En 7 mois, plus de 3 500 pressées ont été effectuées, sans changement des toiles filtrantes et avec un taux d’utilisation du matériel de 98,7 %. Pendant cette même période, la production de près de 22 000 tonnes de stériles a permis de constituer 10 000 m³ de remblai.
Le problème de la déshydratation automatique des boues de la SOCEREM a donc été parfaitement résolu, à la satisfaction de celle-ci.
En vue de l’extension du procédé au traitement des boues de stations d’épuration d’eaux, nous venons de mettre en service une station-pilote à l’usine d’eau potable de La Rochelle.
