FR2522523A1

FR2522523A1 - Silica sand recovery from wash waters - using hydrocone and conveyor belt dewatering equipment

Info

Publication number: FR2522523A1
Application number: FR8203634A
Authority: FR
Inventors: Roland Le Gentil
Original assignee: SABLIERES STE PARISIENNE
Current assignee: SABLIERES STE PARISIENNE
Priority date: 1982-03-04
Filing date: 1982-03-04
Publication date: 1983-09-09

Abstract

Equipment for recovering silica sand from sand and gravel wash waters includes a hydrocone having a bottom outlet for solids of about 40% water content and a top outlet for overflow water. A belt conveyor, of concave cross-section, is positioned with one end below the bottom outlet of the hydrocone and has a first region which is horizontal or slightly inclined towards a depression zone, followed by an end region which slopes upwards. The belt is agitated in the first region and a removal device, positioned at the junction of the depression zone and the end region, removes water which accumulates in the depression zone. The equipment allows recovery of silica sand of 20-400 microns size and 20-25% moisture content, which is easily handled by conventional handling devices.

Description

L'invention a pour objet une installation grace à laquelle on récupère le sable siliceux contenu dans les eaux de lavage des divers agrégats obtenus à partir du terrain extrait du gisement d'une sablière. The subject of the invention is an installation thanks to which the silica sand contained in the washing waters of the various aggregates obtained is recovered from the ground extracted from the deposit of a sand pit.

Les graviers et les sables calibrés et triés dans les sablières subissent une opération de lavage au cours de laquelle l'eau entraine avec elle toutes les particules de dimension inférieure à la plus petite des mailles de criblage utilisées. The gravel and sand graded and sorted in the sand pits undergo a washing operation during which the water carries with it all the particles of dimension smaller than the smallest of the screening meshes used.

On a considéré jusqu'd présent que ces particules ainsi entrainées par les eaux de lavage sont des boues irrécupérables que l'on envoie à la décharge. En pratique, on dirige les eaux délavage chargée de boue dans de vastes bassins où se produit la sédimentation des matières solides, après quoi on réutilise l'eau propre que l'on reprend en surface pour de nouveaux lavages. It has hitherto been considered that these particles thus entrained by the washing water are irrecoverable sludge which is sent to the landfill. In practice, the washed-out water laden with mud is directed into large basins where sedimentation of the solid matter occurs, after which the clean water is reused, which is taken up at the surface for new washes.

En fait, les bogues entrainées par les eaux de lavage sont composées de particules diverses dont les dimensions sont comprises généralement entre 0 et 400 microns. In fact, the bugs caused by the wash water are composed of various particles whose dimensions are generally between 0 and 400 microns.

I1 n'est pas rare que ces boues représentent une forte fraction du gisement. Les particules les plus fines sont de l'argile mais les plus grosses sont du sable siliceux qui serait utilisable si on parvenait à l'isoler. It is not uncommon for this sludge to represent a large fraction of the deposit. The finest particles are clay, but the largest are silica sand which could be used if it could be isolated.

La récupération de ce sable n'est pas facile parce que,pour qu'il soit utilisable, il doit être séparé non seulement de l'argile et des particules trop fines, mais aussi de l'eau ; il faut qu'on l'obtienne immédiatement avec une teneur en humidité assez abaissée pour qu'il devienne pelletable, c'est-à-dire pour qu'il puisse être déplacé, mis en tas, chargé, à l'aide des engins de manutention habituels (bouteur à lame, chargeur à godet, etc...). The recovery of this sand is not easy because, for it to be usable, it must be separated not only from clay and too fine particles, but also from water; it must be obtained immediately with a sufficiently low moisture content so that it becomes shovelable, that is to say so that it can be moved, piled up, loaded, using machines usual handling (dozer blade, bucket loader, etc ...).

Le but principal de l'invention est de parvenir à une installation capable de recevoir les eaux de lavage et d'en retirer le sable siliceux à des dimensions comprises entre 20 et 400 microns avec une humidité comprise entre 20 et 25% permettant de le manipuler sans difficulté à l'ail des engins habituels
Un but supplémentaire de l'invention est de récupérer le sable défini ci-dessus en mettant en oeuvre les moyens les plus simples et en consommant le moins possible d'énergie.The main object of the invention is to achieve an installation capable of receiving the washing water and of removing the silica sand therein with dimensions of between 20 and 400 microns with a humidity of between 20 and 25% allowing it to be handled. without difficulty with the garlic of the usual machines
An additional object of the invention is to recover the sand defined above by using the simplest means and by consuming as little energy as possible.

On obtient ce résultat selon l'invention avec une installation comprenant un appareil appelé hydrocône, connu en soi, qui reçoit les eaux de lavage à sa partie supérieure et dans lequel s'effectue une première séparation entre de l'eau fortement boueuse qui sort par son extrémité inférieure et de l'eau faiblement chargée qui se déverse à sa partie supérieure. Sous l'hydrocône est placée une première extrémité d'un transporteur à bande de type connu en soi. En s'éloignant de l'hydrocône, ce transporteur a une première partie sensiblement horinzontale munie de moyens d'agitation créant de préférence des secousses verticales.Ensuite le transporteur présente une zone en dépression, au moins relative, à partir de laquelle il est incliné vers le haut d'un angle compris entre 100 et 200 environ, puis il se termine par sa seconde extrémité d'où tombe librement le sable récupéré. This result is obtained according to the invention with an installation comprising a device called hydroconus, known per se, which receives the washing water at its upper part and in which a first separation takes place between highly muddy water which leaves by its lower end and lightly charged water which pours at its upper part. Under the hydrocone is placed a first end of a belt conveyor of a type known per se. Moving away from the hydrocone, this conveyor has a first substantially horizontal portion provided with stirring means preferably creating vertical jolts. Thereafter the conveyor has a depression area, at least relative, from which it is inclined upwards at an angle of between 100 and 200 approximately, then it ends at its second end from which the recovered sand freely falls.

Dans la région de la jonction entre la zone en dépression et la partie inclinée est installé au-dessus de la bande transporteuse un dispositif d'évacuation de l'eau rassemblée dans cette région.In the region of the junction between the depressed area and the inclined part, a device for discharging the water collected in this region is installed above the conveyor belt.

Pour bien faire comprendre l'invention, on donnera maintenant une description d'une installation de récupération de sable réalisée selon l'invention. On se reportera au dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une vue générale de côté de cette installation,
- la figure 2 est une vue partielle en coupe selon
II-II de la figure 1.To make the invention understood, a description will now be given of a sand recovery installation produced according to the invention. Reference is made to the appended drawing in which
FIG. 1 is a general side view of this installation,
- Figure 2 is a partial sectional view along
II-II of Figure 1.

Dans l'installation représentée, l'eau de lavage chargée des boues de lavage arrive par une canalisation 1 qui se termine au sommet et au centre d'un hydrocône 2. Ce dernier, connu en soi, comprend une partie supérieure cylindrique 2A suivie d'une partie inférieure conique 2B se terminant par une sortie inférieure 3. Selon l'invention, il est préférable de prévoir en bas de la partie conique 2B deux ouvertures de sortie 3A, 3B disposées côte à côte et fermées chacune par une vanne. A la périphérie de la partie supérieure cylindrique 2A, il existe une rigole extérieure 4 raccordée à une conduite d'évacuation 6. In the installation shown, the washing water charged with the washing sludge arrives via a pipe 1 which ends at the top and in the center of a hydrocone 2. The latter, known per se, comprises a cylindrical upper part 2A followed by 'a conical lower part 2B ending in a lower outlet 3. According to the invention, it is preferable to provide at the bottom of the conical part 2B two outlet openings 3A, 3B arranged side by side and each closed by a valve. At the periphery of the cylindrical upper part 2A, there is an external channel 4 connected to a discharge pipe 6.

L'hydrocône 2 est supporté, par des moyens non représentés, au-dessus d'une première extrémité 5A d'un transporteur à bande 5, connu en soi dans son ensemble. Ce transporteur est du type dans lequel une bande sans fin 6, en caoutchouc, est supportée par des rouleaux transversaux 7 qui sont montés libres en rotation au moyen d'axes transversaux. Ceux-ci sont eux-mêmes soutenus par une armature métallique 8. Les rouleaux 7 supportent le brin supérieur de la bande sans fin 6 en lui donnant une concavité en sens transversal. Des cylindres d'extrémités 9,10 dont l'un au moins est accouplé en rotation à un moteur d'entrainement guident la bande 6 entre un brin supérieur et un brin inférieur, et inversement. The hydrocone 2 is supported, by means not shown, above a first end 5A of a belt conveyor 5, known per se. This conveyor is of the type in which an endless belt 6, of rubber, is supported by transverse rollers 7 which are mounted free to rotate by means of transverse axes. These are themselves supported by a metal frame 8. The rollers 7 support the upper strand of the endless belt 6 by giving it a concavity in the transverse direction. End cylinders 9,10 of which at least one is coupled in rotation to a drive motor guide the strip 6 between an upper strand and a lower strand, and vice versa.

Selon l'invention, le transporteur 5 a une première partie 11A, sensiblement horizontale à partir de sa première extrémité 5A, puis il présente une zone llB en dépression suivie d'une partie terminale llC inclinée vers le haut. Le rôle de la zone 11B en dépression sera expliqué plus loin. According to the invention, the conveyor 5 has a first part 11A, substantially horizontal from its first end 5A, then it has a zone llB in depression followed by an end part llC inclined upwards. The role of zone 11B in depression will be explained later.

On peut noter que la dépression est relative en ce sens qu'on peut l'obtenir en donnant à la première partie llA une inclinaison vers le bas à partir de la première extrémité 5A jusqu'à son raccordement avec la partie terminale llC qui est inclinée vers le haut. Cette dernière partie finit par la seconde extrémité 5B.It can be noted that the depression is relative in the sense that it can be obtained by giving the first part 11A a downward inclination from the first end 5A until its connection with the terminal part llC which is inclined to the top. This last part ends with the second end 5B.

Selon l'invention, dans la première partie lIA, la bande 6 est soumise à une agitation, principalement à des secousses en sens vertical. Tout moyen connu peut servir à cet effet ; un mode de réalisation simple consiste à souder longitudinalement à la surface extérieure des rouleaux 7 des tiges 12 espacées angulairement. According to the invention, in the first part IIA, the strip 6 is subjected to agitation, mainly to jolts in the vertical direction. Any known means can be used for this purpose; a simple embodiment consists in welding longitudinally to the outer surface of the rollers 7 rods 12 angularly spaced.

A la fin de la zone en dépression 11B,ou peu après le début de la partie terminale llC, se trouve un dispositif d'évacuation d'eau 13, mieux visible sur la figure 2. De nombreux moyens connus peuvent être employés en guise de dispositif d'évacuation d'eau 13. Le but de l'invention est aussi se aussi de/servir de moyens économiques ne consommant prati- quement pas d'énergie ; dans cet esprit, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, deux montants 14 sont fixés à l'armature 8 du transporteur et ils supportent une traverse 15 qui se trouve donc disposée transversalement au-dessus de la bande 6, à une distance de 0,60 m environ. A cette traverse 15 sontfixées par leur extrémité supérieure plusieurs bavettes 16. Le nombre exact de ces dernières n'est-pas imposé par l'invention.Une seule bavette 16 pourrait convenir ; plusieurs bavettes donnent un meilleur résultat mais multiplier leur nombre audelà d'une certaine quantité n'apporte rien de plus. Dans l'exemple décrit ici, il existe trois bavettes 16 disposées parallèlement avec un écartement entre elles de 10 à 20 cm. At the end of the vacuum zone 11B, or shortly after the start of the terminal part 11C, there is a water drainage device 13, better visible in FIG. 2. Many known means can be used as a water evacuation device 13. The object of the invention is also also to / serve as economical means consuming practically no energy; in this spirit, according to a particularly advantageous embodiment of the invention, two uprights 14 are fixed to the frame 8 of the conveyor and they support a cross member 15 which is therefore located transversely above the strip 6, at a distance of about 0.60 m. At this cross 15 are fixed by their upper end several flaps 16. The exact number of the latter is not imposed by the invention. A single flap 16 could be suitable; several flaps give a better result, but multiplying their number beyond a certain quantity does nothing more. In the example described here, there are three flaps 16 arranged in parallel with a spacing between them of 10 to 20 cm.

Chaque bavette 16 s'étend librement entre les montants 14, et descend jusqu'à reposer sur les bords 6A, 6B de la bande 6 qui est incurvée transversalement comme on l'a déjà dit. Each flap 16 extends freely between the uprights 14, and descends until it rests on the edges 6A, 6B of the strip 6 which is curved transversely as has already been said.

Après le dispositif d'évacuation d'eau 13, la partie terminale llC du transporteur s'étend sur une distance de plusieurs mètres, après quoi on peut considérer que l'installation est terminée. Le produit fini recherché est obtenu à cet endroit, ce qui n'empêche pas de prolonger le transporteur 6 ou de le faire suivre d'un autre transporteur pour déplacer le produit jusqu'à une aire de stockage. After the water drainage device 13, the terminal part 11C of the conveyor extends over a distance of several meters, after which it can be considered that the installation has been completed. The desired finished product is obtained at this location, which does not prevent the transporter 6 from being extended or being followed by another transporter to move the product to a storage area.

Le fonctionnement de l'installation de l'invention sera décrit maintenant en rapport avec une installation réelle dont on précisera les valeurs numériques essentielles. The operation of the installation of the invention will now be described in relation to an actual installation, the essential numerical values of which will be specified.

L'eau de lavage chargée de boues arrive par la canalisation 1 au centre et en haut de l'hydrocône 2, à un débit de 700 m3/h ; cette eau peut entrainer avec elle à ce débit 60 à 90 tonnes de matière solide en particules de 0 à 400 microns. The washing water laden with sludge arrives via the pipe 1 in the center and at the top of the hydrocone 2, at a flow rate of 700 m3 / h; this water can carry with it at this rate 60 to 90 tonnes of solid matter in particles from 0 to 400 microns.

Dans l'hydrocône 2, d'un diamètre de 6 m. dans sa partie cylindrique 2A et d'un volume total de 125 m3 environ, se produit une décantation des particules les plus grosses qui passent à travers les ouvertures 3A, 3B et tombent, avec une certaine quantité d'eau, sur le transporteur 6 en mouvement. Le produit que recueille le transporteur 6 est liquide ; il contient environ 40 % d'eau et il est composé de grains dont les dimensions vont de O à 400 microns, mais principalement de 80 à 400 microns. Plus exactement 90 à 96 % des particules ont des dimensions comprises entre 80 et 400 microns. In hydrocone 2, with a diameter of 6 m. in its cylindrical part 2A and with a total volume of approximately 125 m3, a settling of the larger particles occurs which pass through the openings 3A, 3B and fall, with a certain amount of water, onto the conveyor 6 in movement. The product collected by the conveyor 6 is liquid; it contains about 40% water and it is composed of grains whose dimensions range from 0 to 400 microns, but mainly from 80 to 400 microns. More precisely 90 to 96% of the particles have dimensions between 80 and 400 microns.

Au sommet de l'hydrocône 2, l'eau déborde dans la rigole 4 et elle est évacuée par la conduite 6 jusqu'aux bassins habituels. Cette eau de surverse contient 70 g/l environ de particules solides dont les dimensions s'étagent de 0 à 250 microns, mais qui sont situées pour plus de 60 % dans l'intervalle 0 - 80 microns. Ces particules sont presque exclusivement des particules fines d'argile. At the top of the hydrocone 2, the water overflows into the channel 4 and it is evacuated via line 6 to the usual basins. This overflow water contains approximately 70 g / l of solid particles whose dimensions range from 0 to 250 microns, but which are located for more than 60% in the range 0 - 80 microns. These particles are almost exclusively fine particles of clay.

Après sa chute sur le transporteur 5, le produit est entraîné et soumis aux secousses que produisent les rouleaux 7 garnis de tiges 12. Cette agitation disloque les amas ou les boulettes de particules qui peuvent exister, après quoi il se produit sur la bande 6 une décantation des particules solides qui se rassemblent dans le fond de la concavité de la bande 6, tandis que l'eau surnage. Il faut donner à la première partie lIA du transporteur 5 une longueur de 50 m. environ pour que la décantation se produise convenablement. After falling on the conveyor 5, the product is entrained and subjected to the jolts produced by the rollers 7 lined with rods 12. This agitation dislocates the clumps or pellets of particles which may exist, after which it occurs on the strip 6 a settling of solid particles which collect in the bottom of the concavity of band 6, while water floats. The first part lIA of carrier 5 must be given a length of 50 m. approximately so that decantation occurs properly.

Quand commence la partie terminale lIC en pente vers le haut, l'eau surnageante coule vers le bas et se rassemble dans la zone en dépression llB. I1 faut éviter que l'eau qui descend de la partie terminale lîC tende à refluer trop facilement sur la première partie 11A, encore que le mouvement de la bande 6 tende à ramener cette eau vers la zone llB. A défaut d'une dépression dans la zone llB, une légère pente de la première partie liA en direction de son raccordement avec la partie terminale 11C peut convenir. When the upwardly sloping lIC terminal part begins, the supernatant water flows downward and collects in the zone in depression llB. It is necessary to avoid that the water which descends from the terminal part 11 tends to flow back too easily on the first part 11 A, although the movement of the strip 6 tends to bring this water back to the zone 11 B. In the absence of a depression in zone 11B, a slight slope of the first part liA in the direction of its connection with the terminal part 11C may be suitable.

De toute façon, il se produit dans la zone llB une accumulation d'eau : d'une part, l'eau qu'apporte constamment la bande 6 venant de la première extrémité llA, d'autre part l'eau qui redescend de la partie terminale en pente llC. Par conséquent, la vitesse de la bande 6 et la pente de la partie terminale llC sont à fixer en rapport l'une avec l'autre. De plus, si la pente de la partie terminale 11C est trop forte, l'eau qui redescend a tendance à entrainer avec elle la couche supérieure du sable rassemblé dans la concavité de la bande 6. Une vitesse de bande entre 0,80 et 1,20 m/s, de préférence 1 m/s et une pente de 10 à 18 t; de préférence 14 %, conviennent. In any case, there is an accumulation of water in the zone llB: on the one hand, the water which the strip 6 constantly brings from the first end llA, on the other hand the water which descends from the sloping end part llC. Consequently, the speed of the strip 6 and the slope of the terminal part 11C are to be fixed in relation to each other. In addition, if the slope of the end portion 11C is too steep, the water which descends tends to carry with it the upper layer of sand gathered in the concavity of the strip 6. A speed of the strip between 0.80 and 1 , 20 m / s, preferably 1 m / s and a slope of 10 to 18 t; preferably 14% are suitable.

Les bavettes 16 laissent un intervalle entre leur bord inférieur 16A et la surface du sable rassemblé, de sorte que l'eau qui redescend n'est pas entravée dans ce mouvement. Au contraire, toutes l'eau rassemblée et apportée constamment par la première partie 11A est arrêtée par les bavettes 16J de sorte qu'un débordement permanent se crée dans la zone lîB au-(lessus des bords de la bande 6. Les bavettes 16 jouent le rôle d'un écope qui évacue de la bande 6 l'eau surnageante accumulée dalles la zone llB. L'eau qui déborde peut être recueillie dans un réservoir 17 placé sous le transporteur 5, en-dessous de la zone 11B. Une canalisation 18 permet d'évacuer cette eau qui est, de préférence, recyclée dans l'hydrocône 2 ; elle continent encore 260 g/l de particules solides d'une grosseur allant jusqu'à 400 microns mais dont près de 80 % ne dépassent pas 200 microns. The flaps 16 leave an interval between their lower edge 16A and the surface of the collected sand, so that the water which descends is not hampered in this movement. On the contrary, all the water collected and supplied constantly by the first part 11A is stopped by the flaps 16J so that a permanent overflow is created in the area lîB above (below the edges of the strip 6. The flaps 16 play the role of a scoop which evacuates from the strip 6 the supernatant water accumulated in the area 11B. The overflowing water can be collected in a tank 17 placed under the conveyor 5, below the area 11B. 18 makes it possible to evacuate this water which is preferably recycled in hydrocone 2; it still contains 260 g / l of solid particles of a size up to 400 microns but of which nearly 80% do not exceed 200 microns.

Sur la partie terminale llC, se produit la dernière séparation entre l'eau qui redescend et le sable qui est entrainé par la bande 6. Après plusieurs mètres, environ 6 à 10 m., cet effet est terminé et on peut faire tomber de la bande 6 le produit 19 recherché qui est du sable composé à 95 % au moins de grains de silice dont la grosseur va de 20 à 400 microns, avec une teneur en eau de 22 % environ. On the terminal part llC, the last separation takes place between the water which descends and the sand which is entrained by the strip 6. After several meters, approximately 6 to 10 m., This effect is finished and one can drop the strip 6 the desired product 19 which is sand composed at least 95% of silica grains whose size ranges from 20 to 400 microns, with a water content of approximately 22%.

A partir de la quantité d'eau de lavage indiquée plus haut, on recueille de 50 à 70 tonnes par heure de ce sable. From the quantity of washing water indicated above, 50 to 70 tonnes per hour of this sand are collected.

Claims

1. Installation for the recovery of silica sand contained in the washing waters of sands and gravels extracted from sand pits, characterized in that it comprises a hydroconcon (2) having a lower outlet (3) of solid materials with a water content about 40% and an upper outlet (4,6) of the overflowing water, a conveyor (5) with a transverse concave belt (6) having a first end (5A) placed under the lower outlet of the hydrocone (2) , this conveyor (5) having a first part (1 lA) horizontal or slightly inclined in the direction of a depressed area (llB) followed by an end part (llC) sloping upwards, the conveyor (5) being provided in its first part (IIA) with means for agitating the strip (6) and a means (13) for evacuating from the strip (6) the water accumulating in the vacuum zone (lob) being arranged at the junction of this depression area (llB) and the terminal part (lac}.

2. Installation according to claim 1, characterized in that a reservoir (17) is placed under the conveyor (5) below the vacuum zone (1 lob) to collect the water evacuated from the strip (6) and this tank is connected by suitable means to the inlet of the hydroconus (2) for the recycling of this water.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the means for agitating the strip (6) consist of rollers (7) supporting this strip at the periphery of which are rods (12) angularly spaced longitudinally welded .

4. Installation according to claim 1, charac tdrisée in that the means (13) dv-acuation of water comprises a crosspiece (15) supported transversely above the band (6) and at least one flap (16) suspended from this crosspiece (15) to descend to the opposite edges of the strip (6).

5. Installation according to claim 4, characterized in that the means (13) for discharging the water comprises three successive flaps (16) spaced a few centimeters apart.

6. Installation according to claim 1, characterized in that the hydrocone (2) has two adjacent openings (3A, 3B) at its lower outlet (3).

7. Installation according to claim 1, characterized in that the first part (liA) of the conveyor (5) has a length of about 50 meters.

8. Installation according to claim 1, characterized in that the terminal part (llC) of the conveyor (5) has an inclination towards the ut between 10 and 18%, preferably 14%.

9. Installation according to claim 1, characterized in that the belt (6) of the conveyor (5) has a speed between 0.80 and 1.20 m / s, preferably 1 m / s.

10. Installation according to claim 1, characterized in that the terminal part (lake) of the conveyor (5) has a length of at least 6 m.