Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur à l’Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL) - Directeur du Centre de Recherche sur la Valorisation des Minerais (CRVM)Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM) − CNRS UMR 75-69 (ENSG-INPL)
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El-Aïd JDID : Docteur ès Sciences - Ingénieur de Recherche au CRVM, LEM − CNRS UMR 75-69 (ENSG-INPL)
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Jean-Luc BERSILLON : Doctor of Philosophy - Professeur à l’INPL − LEM UMR 75-69 (ENSG-INPL)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La décantation est une opération unitaire, parmi les techniques de séparation liquide-solide basées sur le phénomène de sédimentation, qui consiste à séparer d’un liquide les particules en suspension en utilisant les forces gravitaires. Les procédés mis en œuvre diffèrent selon que l’on recherche seulement à augmenter la concentration des solides (épaississage) ou que l’on vise à obtenir un liquide clair à partir d’une suspension diluée (clarification).
La sédimentation est réalisée sur différents types de matières solides en suspension, parmi lesquelles on peut distinguer deux comportements opposés : celui des particules grenues, qui décantent indépendamment les unes des autres, et celui des particules plus ou moins floculées, qui ont des vitesses de chute variables, fonction de la taille des flocs et de leur abondance.
La théorie de la décantation et la procédure de dimensionnement des appareils tiennent compte de ces considérations.
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Vitesse de sédimentation des particules dans un liquide
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1. Généralités
1.1 Évolution
Bien que la décantation fut utilisée de tout temps pour la clarification des eaux de consommation, ce n’est qu’au début du XXe siècle que la concentration des minerais dans des laveries de grande capacité a rendu nécessaire de séparer de grands débits de solides et de liquides en opération continue. En 1906, Dorr a mis en œuvre, dans une mine d’or du Dakota du Sud, un décanteur liquide-solide continu. Ce décanteur consistait en une grande cuve circulaire, dont le fond en pente était muni d’un mécanisme de raclage animé d’un mouvement rotatif lent, qui entraînait, vers la pointe centrale inférieure de l’appareil, les solides sédimentés. Ceux-ci étaient évacués par un orifice de décharge, sans créer de turbulence, de sorte qu’un liquide clair débordait à la périphérie de la cuve. Le procédé s’étendit à pratiquement toutes les usines de traitement de minerais et à un grand nombre d’industries tout au long du XXe siècle.
Dans les années 70 est apparu, en série sur le marché, un nouvel appareil : il s’agit du décanteur lamellaire, qui comporte des cloisons inclinées, destiné à la clarification des suspensions diluées. Toutefois, le principe est connu depuis fort longtemps puisque le premier brevet a été déposé aux États-Unis en 1886.
HAUT DE PAGE1.2 Principe de la décantation statique
La décantation statique fait appel à la sédimentation de particules solides dans un liquide, qui est habituellement de l’eau ou une solution aqueuse, sous l’action de la pesanteur. Elle est continue quand on extrait en permanence les matières qui se sont déposées (sousverse ou boues) et que l’on recueille simultanément et séparément le liquide clarifié (surverse ou surnageant ou liquide clair). De nombreux facteurs régissent la séparation solide-liquide, dont les principaux sont :
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la taille des particules solides et leur distribution granulométrique : les particules les plus fines ont la vitesse de sédimentation la plus lente et les boues en résultant sont moins chargées en solides que lorsqu’il s’agit de particules grossières ;
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la concentration en solides, qui conditionne...
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