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Procédé et appareil pour le transport,de sable et/ou de gravier en suspension aqueuse.
L'invention se rapporte à un procédé pour le transport de sable et/ou de gravier en suspension aqueuse, suivant. lequel la suspension est aspirée par un tuyau d'aspiration à l'aide d'une pompe de circulation et est pompée dans une conduite de trans- port sensiblement horizontale.
Pour maintenir libres et approfondir des chenaux et des bassins portuaires, on utilise le plus souvent des dragues flot- tantes munies d'un dispositif de dragage, monté, sur un ponton, qui dépose la matière araguée dans des cnalands d'où une chasse d'eau l'envoie à destination. On peut aussi aspirer directement
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le sable ou la boue du fond à l'aide d'un suceur ou d'une pompe centrifuge, et les chasser par de Peau dans de grosses conduites jusqu'à destination. Pour de grands terrassements, comme ceux devenus récemment nécessaires pour la construction d'auto-routes, de barrages, etc., on peut encore opérer de façon analogue, en transformant avec de l'eau des dépôts de sable ou de gravier en une suspension Que l'on transporte au loin dans des conduites.
Avec les pompes dont on disposait Jusqu'à présent, il était seulement possible de transporter du sable fin ayant une granulométrie moyenne inférieure à environ 0,2 mm sur des distan- ces d'environ 1000 m. Les vitesses de transport étaient en géné- ral d'environ 3,5 m/seconde; ce qui nécessitait une force actrice élevce pour surmonter les pertes dues au frottement et les pertes de pression.
Dans ce procédé, les conduites et pompes utilisées sont soumises procédé uure appréciable; malgré les inconvénients précités, le procédé de chasser s'est cependant révélé plus avan- tageux que le procédé de transport à l'état sec..Dans les procé- dés de obsse connus, aans lesquels on utilise exclusivement de l'eau comme liquide de chasse, la matière draguée se'dépose, en outre, dans la conduite lorsque la vitesse devient inférieure à celle qui est nécessaire, de sorte que la concentration en matière draguée doit être maintenue a une valeur faible.
Le transport ne peut alors se faire que sur de courtes distances ou bien on doit travailler en intercalant deux ou plusieurs stations relais avec d'autres pompes. L'intercalation de pompes de très forte capacité correspondante n'est pas économique. Afin de supprimer ces incon- vénients, on a bien essayé les formes les plus diverses de con- duites et de pompes, mais sans pouvoir résoudre le problème en évitant les inconvénients cités ci-dessus.
Lors du transport de sable de finnesse moyenne ou conte- nant des fractions grossières, le procédé de chasse s'est révélé applicable seulement dans un domaine limité, car le sable grossier
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présente une vitesse de sédimentation plus grande, de sorte que l'on doit travailler avec une vitesse de transport plus élevée.
Les pertes dues au frottement deviennent donc importantes. Par exemple, pour une vitesse de transport de- 3,5 m/seconde, les pertes dues au frottement sur 100 m de conduite s'élèvent à 0,15 atmosphère mais pour une vitesse de 4,5 m/seconde, les pertes s'élèvent à 0,4 atmosphère . Cela signifie que pour des grains plus gros, on doit aspirer avec une puissance démesurément plus élevée.
D'autres procédés de transport connus qui sont basés sur d'autres principes, par exemple l'utilisation d'additifsfor- mant des gels ou la formation d'une mousse épaisse, ne conviennent absolument pas pour résoudre le problème. Par exemple, suivant un procédé connu, on peut transporter une matière granulaire, comme le charbon, avec un liquide de cnasse oui forme un gel à un degré tel que le charbon ne se dépose pas. On utilise à cette fin de l'argile colloïdale pour obtenir un gel ayant une viscosité déter- minée. Il va ue soi que ce procédé ne convient pas pour mettre en suspension du sable ou du gravier pouvant servir de couche de fondation pour l'établissement d'auto-routes, etc.
On dispose rare- ment d'un gisement d'argile car le ponton de dragage n'est installé qu'à un endroit où il y a du sable ou du gravier. De plus, l'ar- gile colloïdale ou le gel mis en circulation à l'aide d'une pompa pourrait ne convenir nullement pour établir une route. Enfin, on ne peut transporter ces suspensions aqueuses sous forme de tels sur de nombreux kilomètres, ce qui est une des exigences princi- pales auxquelles satisfait le procédé de l'invention.
Il en va à peu près de même d'un autre procédé connu, suivant lequel on modi- fie la viscosité du pétrole transporté, à un depré tel qu'on doit entraîner également d'autres matières minérales., Pour les raisons indiquées ci-dessus, l'addition d'asphalte très colloïdal en vue d'obtenir un liquide ae classe d'une viscosité déterminée ne peut absolument pas être utilisée pour mettre en suspension le saole ou le gravier. Ces raisons valent aussi pour un autre procédé connu,
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suivant lequel on utilise comme agent véhiculaire une mousse qui ne contient que 0,5 à 0,1% de liquide.
Une quantité aussi élevée de mousse convient sans doute dans un procédé de remblayage dans - ' les mines, mais pour la mise en suspension de sable ou de gravier, un tel procédé n'est pas économique et, de plus, présente des inconvénients pour le lit de saole ou de gravier mis en suspension suivant le procédé.
Suivant l'invention, on propose - comme déjà dit ci- dessus - un procédé pour la transport de sable et/ou de Gravier' en suspension aqueuse, par aspiration de la suspension par un tuyau à l'aide ù'une pompe de circulation et pompage dans une con- duite sensiblement horizontale, qui est caractérisé en ce qu'on introduit dans la suspension a ueuse, par des dispositifs injec- teurs situés peu en amont ou en aval de la pompe de circulation, de l'air finement divise et 0,002 a 0,02% en poias calculé sur base des matières solides, de composés tensio-actils cationiques éventuellement en mélange avec un produit améliorant la mousse, sous l'orme d'une solution ou d'une\ suspension finement divisée.
Le mélange de l'additif de chasse et de l'air peut' se faire, soit en introduisant l'air et/ou l'additif de chasse entre le suceur de la drague et la pompe de circulation, soit en ajoutant d'abord l'additif de chasse à la matière draguée en un point situé en aval du suceur et en introduisant ensuite de l'air. dans la suspension aqueusede matière draguée contenant cet addi- tif de chasse, en un point situé en aval de la porape de circulation.
Il est très avantageux d'introduire l'air et l'additif en un point situé en aval de la pompe. Cela se recommande aussi pour des rai- sons constructives, car la pompe d'aspiration est le plus souvent disposée sur le ponton, de sorte que les dispositifs de dosage pour l'air et l'adctiti" peuvent alors être avantageusement placés sur-le pont. Il est avantageux d'introduire sous forme finement divisée, l'air à mélanger avec la matière draguée, de préférence,.
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en le faisant passer par des cartouches filtrantes, des pierres poreuses ou des ajutages. Suivant une forme de réalisation préfé- rée de l'invention, on introduit dans la suspension à la fin de la conduite de transport, une solution de sel ou un composé bri- sant la mousse.
Les auxiliaires de flottation connus mentionn4s ci- dessus sont des produits appelés agents collecteurs et produits moussants, qui sont utilisés pour le traitement par flottation lors de l'enrichissement des constituants utiles dans les uinerais.
On les introduit pour permettre de séparer les constituants miné- raux de la gangue, lorsqu'on provoque par barbotage u'air la for- mation d'une suspension de minerai pulvérulent dans aes cuves de grandes dimensions remplies d'eau. En ce cas, les particules miné- rales sont rendues difficilement mouillables par les agents col- lecteurs tandis que le liquide est stabilisé par les produits mous- sants. Il se forme de petites bulles d'air, à la surface desquelles . les particules de minerai rendues difficilement mouillables par l'agent collecteur sont mises en suspension, avant d'être entrai- nées par la mousse en vue du leur traitement ultérieur, tandis que les particules de la gangue restent au fond car aucune bulle d'air n'y adnure.
Le traitement par flottation appliqué pour la séparation de deux mélanges de substances n'ayant été compare avec le trans.- port de matières draauées que pour en faire ressortir les diffé- rentes techniques, il n'y avait jusque présent aucune raison arparen te d'appliquer une des nombreuses variantes de la flottation à un procédé de chasse dans une installation pour le transporthori- zontal de matières draguées, du fait que le transport par c:.asse, de matière draguées ne pouvait être réalisé directement que sur de courtes distances.
Récemment, pour approfondir des bassins portuai- res et pour les gros terrassements sur terre ferme, comme pour la @ construction d'auto-routes, la nécessité s'est fait sentir de
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transporter du sable plus crossier ayant une granulométrie moyenne . de 0,7 mm ou du gravier iin et d'autres minéraux. La Demanderesse a découvert que, de façon surprenante, les auxiliaires de flotta- tion connus en soi peuvent ètre utilisas avec succès pour le. transport horizontal de la matière draguée dans des conduites.
Les procèdes connus aans le forage pétrolier pour le transport des boues de l'orale ne peuvent pas non plus être utili- ses ou modifiés pour le transporthorizontal de matière draguée, car l'élimination aes déblais du trou de forage à l'aide de pompes de eliasse exige de toutes autres conditions préalables. Le liquide @ de chasse doit non seulement faire remonter les éclats de roches et les déblais, mais encore lubrifier ia sonde et la tige de formage et aussi rendre les paro-is du puits étanches a l'eau et aux gaz sous pression.
Les agents de chasse ainsi utilisés doivent en particulier, en raison ae leur action protectrice contre les dégagements instantanés de gaz, avoir le poias spécifique le plus élevé possible ce qui est obtenu par addition de baryte ou d'héma- tite, Les ésultats obtenus lors du transport vertical de déblais ne peuvent donc être applicués au transport horizontal du sable et, en particulier, au procédé de classe de la matière draguée dans des conduites.
Suiyant le procédé de l'invention, les distances de chasse sont augmentées considerablement, de plusieurs kilomètres, . tandis que la concentration de la matière draguée dans le mélange chassé peut être augmentée sans que la vitesse critique de sédimen- tation soit atteinte, ue sorte que la capacité de transport peut être encore augmentée..En outre, les pompes et les conduites ne- sont plus usées aans une aussi grande mesure et leur longévité s'en trouve augmentée.
Conviennent particulièrement comme additifs de ciiasse, les composés tensioactifs cationiques tels que, par exemple les amines u'acides gras supérieurs comme l'oléylamine, les amines d'acides
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La formation '.'une grande quantité 1> :r, )\1) rc-ch-rot)'''? constitua un e:.ic.', s,*c17;1<:a;ire ue 1'*:>:ii;é- 1::.i, l'Ol':.:,.ti01i <e rnous- se est encore j'nl'1.1 5 tlxjl.C. ;.r li:''.F. :::ri::',nd J;t.::;le t: L .:" 1n,uj'f:'{\t,i('lf' aé bulles d'air tre.. 11::;?8 .juÀ sont introduites ";'r...:; In I:,lit.'(.,.i' chas- sée en faisant Tic3:iSv" 1'....;.,.. Da." ;:(;::> cartoucnfs ÏitrE.?1t-'8 ou es pierres i'iltrantec ;-; ,:>;--,"'i':8!'.
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Une Fzz;;it;'tiOn Vlüitrfitz' ;.le l'eau renforce (':-:(:01'\' 1'' e/1'ct... sou- f:ait('.S. t5: â't':a le i :'1t21.i (i'# é'Ih(?t.: :1I;' !J4. ;l;.;i(:1..i., :.tlo.:.it ,...; ,1Hn .1e' tuyaux r,>iiinii',>;' {.yahl. un diantre .1' -.uû f.1 "<10 c¯^la
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l'action de 1,'a<î<iit.îl' c',Iubse 1J.;ut être supprime par une :::oùi-,. f1cation ini>1<n de la tr,.:7.rv,r iu pli ou par édition de sel, dans la IilGSU1'P. où on le désire.
'Cotte l1i"Bt1on de l'action de nthô en sucosnpion est nt c-3,i.;aii-(zi b(i,4ucoiii) de cas, car la matière 0hab!l'" doit ros- séder um( densit6 roçter d'au moins 95%, Il arrive dans quelques cas, que la densité apparente de la matière sise en suspension ou chassie ne soit pas suffisante ae sorte que lus agents antimouspe mentionnés ci-dessus doivent être ajoutes.
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En général, on travaille avec un rapport volunëtrique ou quantitatif anines Ct'tCJ.r.E'3 i1 as : solides draguas Je 1/56>Zn a É/joCû0. Lorsqu'on utilise des alcools de la serie terpénique ou des agents moussants a.nalorjues ayant une action aissol;rantF, ils peuvent être ajoutes l' a.liJ1é: diacide gras dans un rapport 1 : 3 à 3 :1.
'Le dessin annexa illustre une forme d'exécution du pro-' cédé suivant l'invention.
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Il s'agit de draguer hJ;,1,zontalement du sable contenant du gravier ayant une granulométrie moyenne de 0,6 cm hors d'un bas- sin rempli d'eau et de le transporter plus loin dans'le sens hori- zontal. En utilisant les dispositifs suceurs courants et une pompe
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centrifure avo-c un :ot,eur de 121",0 (;1[, on atteint l7ne dis- tance de transport d'environ 300 m, et lorsqu'il est nécessaire d'accroître cette distance, on ne peut y arriver qu'en intercalant un autre noteur (le 12 CV avec une station relais.
Le transport exécuté suivant l'invention à partir du
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même bassin se rait. "" l'aide de l'appareil décrit avec référence au dessin schématique annexe. On utilise de nouveau une drague flot- tante ordinaire sur un ponton; le suceur 2 a un diamètre de 500 mm et descend jusqu's 12 de profondeur. En aval du suceur et de la
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pomp..1 4, s , trouve 1'>njecteu1- 6 Il'a.chlitii' de chasse qui peut être commandéf par un dispositif de doseur 8. En amont de l'injecteur 6
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se trouve un dispositif Ü'i:1u.:,i;:sion d'air 10 àrzGtm: sur une con- àuiie d'éJ.l: co;;,;)ri,:. L<;s caz't;uchas filtrantes 12 a-Liment";es par le tuyau produisent leN bulles d'air.
Pour 10 ki de 5<1:sta;ces solides de In. "iatiere àraiu0e, on ajouts 1 g d'additif de classe qui est constit1.hi par une partie t!'1l alcool terpénique (1>'1<Jtol ,A) et 2 parties ü'Ol,:,/.d::lilt. L'admission 1'e.l.:' C'.:ia)x''.^,1 se t'ait sous une pression d'au Moins 10 f1t'i1o:":vhèrs. Sans :,IJd.'i:'ier le noteur et la pompe centrifuge et en utilisant les Menés tuyaux, on atteint une distance de transport de 2200 m, sans qu'on puisse constater aucun dépòt ou ensablement des conduites.