DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention concerne le domaine du traitement d’un mélange solide- liquide, plus précisément de la séparation du solide et du liquide d’une suspension et, plus particulièrement encore, de la déshydratation d’une boue.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Les procédés de déshydratation d’une boue sont en général mis en œuvre à l’aide d’un système de séparation adapté comme une centrifugeuse ou une presse à vis. Le système comprend traditionnellement une vis qui permet de déplacer la boue au sein d’un réservoir. La boue est introduite dans le réservoir, puis de l’eau est extraite de la boue par effet d’une force centrifuge ou d’une pression. L’eau est évacuée par une sortie d’eau adaptée et la boue déshydratée est évacuée par une sortie de boue déshydratée. Le dispositif d’entrainement en rotation de la vis doit pouvoir fournir un couple suffisamment important pour permettre le déplacement de la boue déshydratée vers la sortie. Plus la boue se déshydrate, plus les contraintes de déformation et d’écoulement de la boue augmentent, ce qui requiert un couple plus important pour le déplacement de la boue. Cependant, le dispositif d’entrainement en rotation de la vis peut être incapable de fournir le couple nécessaire pour entrainer la vis. En conséquence, pour ne pas endommager le système de séparation, le système de séparation comprend généralement un système de vidange qui permet de vider le système de séparation lorsque le couple à fournir nécessaire pour entrainer la vis atteint un seuil de couple déterminé, c’est-à-dire lorsque la boue déshydratée atteint un taux de solide supérieur à un seuil déterminé. On comprend donc que, actuellement, la boue déshydratée obtenue grâce aux systèmes de séparation existants ne peut pas excéder un certain taux de solide. Ceci implique que les performances du système de séparation sont limitées, la boue déshydratée comprenant encore de l’eau qu’il serait souhaitable d’extraire.

EXPOSE DE L’INVENTION

Un but de l’invention est d’améliorer les performances d’un système de séparation d’un solide et d’au moins un liquide d’une suspension et, plus précisément, de permettre l’obtention d’une partie de la suspension appauvrie en liquide ayant un taux de solide plus important que dans l’art antérieur. La présente invention se rapporte ainsi à un procédé de séparation d’un solide et d’au moins un liquide contenus dans une suspension par un système de séparation configuré pour séparer le solide et le liquide de la suspension, , la suspension étant une boue de phosphates contenant de l’argile, le système de séparation comprenant au moins un réservoir et une vis configurée pour, lorsqu’elle est mise en rotation, permettre le déplacement de la suspension à l’intérieur du réservoir, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend une étape de : a) introduction dans le réservoir d’un modificateur de rhéologie adapté pour fluidifier la suspension, la quantité de modificateur de rhéologie introduite dans le réservoir étant comprise entre 0,04% et 0,8% en masse de la suspension.

Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives, prises seules ou dans une quelconque combinaison : le modificateur de rhéologie est introduit dans une zone du réservoir où le taux de solide de la suspension est supérieur à un seuil de taux de solide ; le modificateur de rhéologie comprend au moins un élément choisi parmi du polymère anionique d'acide acrylique, du silicate de sodium, du lignosulfonate, du sulfonate de naphtalène - condensât de formaldéhyde (NSF), de la soude d'acide sulfonique de polyisoprène (Dynaflow-K), du dérivé d'acide carboxylique (AC 1320), de la carboxyméthylcellulose, de l'additif de naphtalène (P), de l’additif naphtalène-toluène (R), de l’acide sulfonique, Tri -polyphosphate de sodium (STPP), du carbonate de sodium, de la gomme xanthane, du lignosulfonate de calcium de sodium (LS), de l’acide polycarboxylique (PC), du copolymère greffé d'amidon synthétisé à l'aide de sulfonate de styrène (SSS), de l’acrylate d'hydroxyéthyle (HEA) et du méthylmercure de sodium (MBS), de l’acrylate d'hydroxyéthyle (HEA) et de l’acide méthylacrylique (MAA), du copolymère greffé acide humique-acide acrylique sulfoné (SHA), de l’acétone-formaldéhyde sulfoné (SAF), des additifs d'acide polyacrylique (PA), du poly(styrène-co-anhydride maléique-g- sulfonate de naphthylamine de sodium) (SMANS), du poly(styrène-co- méthoxypolyéthylène glycol monoester d'acide maléique-g-sulfonate de naphthylamine) (SMANP), de l’oléate de sodium (SO), du dodécyl benzène sulfonate de sodium (DBS), du lauryl sulfate de sodium, de l’huile moteur usagée sulfonée, du composé d’acide tannique et d’acide acrylique (TAA) nouvellement synthétisé, du composé d’acide tannique et d’acide itaconique (TIA) nouvellement synthétisé, de la lignine sulfonée méthylée oxydée (OSL), de la résine mélami ne-formaldéhyde sulfonée (SMF), du copolymère sodique d'acide maléique et d'acide acrylique (MA-AAS), de la chaux vive (CaO), du p-tert-octylphénoxy-polyéthoxyéthanol (Triton X-405), du Rokanol LO18, du Rokwinol 60 (stéarate de sorbitol polyoxyéthylé), de l’éther phénylique de p-octyl polyéthylène glycol (TX), du polysorbate 20 (jus d'Aloe vera), de la saponine, de l’éther polycarboxylique de polyoxyéthylène (PPA), de l’éther laurique de polyoxyéthylène (PXLE), des additifs alcooliques, du bromure de cétyl triméthyl ammonium (CTAB), du tensioactif amphotère synthétisé à l'aide d'acide méthyl acrylique (MAA), du sodium allyl sulfonate de sodium (SAS) et méthacryloxyéthyltri méthyle (DMC), du dodécylsulfonate de sodium "SDS'' (anionique - synthétique) + Saponine (non ionique - naturelle), du bromure d'hexadécyl tri méthylammonium "CTAB" (cationique - synthétique) + Saponine (non ionique - naturelle) , du bromure de di-docyl ammonium "DDAB" (cationique - synthétique) + Saponine (non ionique - naturelle), du sulfate de sodium do décyl benzène "SDBS" (cationique - synthétique) + Saponine (non ionique - naturel), de l’acide polycarboxylate (PCA), de l’acide polyacrylique (PAA), du lignosulfonate de sodium (SLS), de la gomme xanthane (XG), de l’oxyde de polypropylène (PPO), de l’oxyde de polyéthylène (PEO), de l’alcool polyvinylique (PVA), du polyvinylpyrrolidone (PVP), de la liqueur noire (contenant des sels alcalins et des constituants de la lignine ainsi que de la cellulose et de l'hémicellulose), de la liqueur noire (contenant des sels alcalins et des constituants de la lignine ainsi que des fibres de cellulose et d'hémicellulose), des acides polyacryliques, du polyacrylate de sodium et phosphates (AG Disper), de l’acide citrique, de l’hydroxyde de sodium, de l’hexamétaphosphate de sodium (SHMP), de la chaux, des polyacrylamides, de l’acti-gel, du bio-additif extrait de l'épinard indien, du bio-additif extrait de l'arbuste Bellyache, des polyéthylèneimines, des polyvinylamines, du polyacrylate, du copolymère d'acide (méth)acrylique et d'acrylamide, de l’acide (méth) acrylique, de l’acide 2-acrylamide-2-méthylpropane sulfonique, des polymères modifiés à la taurine, des sulfonates de naphtalène et polymères d'acide hydroxyméthyl diphosphonique ; la quantité de modificateur de rhéologie introduite dans le réservoir est comprise entre 0,04% et 0,2% en masse de la suspension ; le seuil de taux de solide est supérieur à 62%.

Selon un autre aspect, l’invention concerne un système de séparation configuré pour séparer un solide et au moins un liquide d’une suspension comprenant un réservoir, une vis disposée dans le réservoir et configurée pour, lorsqu’elle est mise en rotation, permettre le déplacement de la suspension à l’intérieur du réservoir, le système étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins un canal d’amenée d’un modificateur de rhéologie dans le réservoir.

Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives, prises seules ou dans une quelconque combinaison : le canal d’amenée de modificateur de rhéologie s’étend depuis une ouverture d’entrée de modificateur de rhéologie et débouche dans le réservoir, et le canal d’amenée de modificateur de rhéologie comprend au moins un canal primaire et une pluralité de canaux secondaires, le canal primaire s’étendant depuis l’ouverture d’entrée de modificateur de rhéologie jusqu’à un orifice d’entrée de chaque canal secondaire, chaque canal secondaire s’étendant depuis le canal primaire jusqu’à une ouverture respective de sortie de modificateur de rhéologie et débouchant dans le réservoir ; le système comprend un conduit d’acheminement de la suspension disposé dans la vis et s’étendant depuis une ouverture d’entrée de la suspension et débouchant sur l’intérieur du réservoir, et la vis s’étend selon une direction axiale et dans lequel le canal d’amenée de modificateur de rhéologie est agencé pour amener le modificateur de rhéologie jusqu’au réservoir de telle sorte que le modificateur de rhéologie circule dans un premier sens selon la direction axiale et le conduit d’acheminement de la suspension est agencé pour amener la suspension jusqu’au réservoir de telle sorte que la suspension circule dans un deuxième sens selon la direction axiale, le deuxième sens étant opposé au premier sens ; le système comprend un conduit d’acheminement de la suspension disposé dans la vis et s’étendant depuis une ouverture d’entrée de la suspension et débouchant sur l’intérieur du réservoir, et une partie du canal d’amenée de modificateur de rhéologie est coaxiale au conduit d’acheminement de la suspension ; le système comprend une ouverture d’entrée de la suspension débouchant sur l’intérieur du réservoir, la vis s’étend selon une direction axiale, le canal d’amenée de modificateur de rhéologie est agencé pour amener le modificateur de rhéologie jusqu’au réservoir de telle sorte que le modificateur de rhéologie circule dans un premier sens selon la direction axiale et l’ouverture d’entrée de la suspension est agencée pour permettre la circulation de la suspension dans le réservoir dans un deuxième sens selon la direction axiale, le deuxième sens étant opposé au premier sens ; la vis comprend des pales et l’ouverture de sortie de modificateur de rhéologie est disposée sur une pale ou entre des pales ; le système se présente sous la forme d’une presse à vis ou d’une centrifugeuse horizontale à vis.

DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d’un mode de réalisation préférentiel. Cette description sera donnée en référence aux figures annexées dont : La figure 1 représente un système de séparation selon un premier mode de réalisation ;

La figure 2 représente un système de séparation selon un deuxième mode de réalisation ;

La figure 3 représente une variante du système de séparation représenté en figure

1 ;

La figure 4 représente une variante du système de séparation représenté en figure

2 ;

La figure 5 illustre les étapes d’un procédé de séparation.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

Système

Selon un premier aspect, il est proposé un système de séparation 1 configuré pour séparer au moins un solide et au moins un liquide d’une suspension. Par définition, une suspension est un mélange formé de particules solides qui flottent dans un fluide. Dans la suite de la description, on s’intéresse particulièrement à la boue, par exemple issue de l’industrie minière. La boue est une suspension comprenant typiquement de l’eau (i.e. le liquide) et des particules sédimentaires fines de limons et d'argiles (i.e. les solides). Ainsi, le système de séparation 1 est de préférence adapté pour séparer au moins un solide et au moins un liquide d’une boue, de préférence une boue contenant de l’argile. La boue peut également contenir des phosphates. Un problème des boues de phosphate est qu’elles présentent une forte proportion de particules ultrafines (argile), qui sont difficiles à déshydrater.

Cependant, le procédé décrit ci-dessous ne se limite pas à la séparation des solides et des liquides d’une boue. Par ailleurs, la suspension peut comprendre deux liquides ou davantage, notamment des liquides présentant des densités différentes.

En référence à l’une des figures 1 à 4, un tel système comprend un réservoir 2 adapté pour contenir la suspension. Le système comprend une ouverture d’entrée de suspension 82 pour permettre l’entrée de suspension dans le réservoir 2. L’ouverture d’entrée de suspension 82 peut être située à différents endroits du système comme cela sera décrit dans la suite de la présente description. Le réservoir 2 comprend une paroi qui définit un volume interne du réservoir 2. Le réservoir 2 s’étend préférentiellement longitudinalement selon une direction axiale D. Dans un certain mode de réalisation, le réservoir 2 est adapté pour être mis en rotation par rapport à la direction axiale D. C’est le cas par exemple d’un système de séparation 1 prenant la forme d’une centrifugeuse horizontale à vis 4. Le système comprend également au moins une ouverture de sortie de solide 90 pour permettre la sortie d’une partie de suspension appauvrie en liquide (et donc riche en solide). Le système comprend en outre au moins une ouverture de sortie de liquide 92 pour permettre la sortie d’une partie de suspension appauvrie en solide (et donc riche en liquide). Plus particulièrement, selon un mode de réalisation illustré en figures 1 et 3, le système comprend une chambre 94 en communication fluidique avec le réservoir 2 et adaptée pour recevoir une partie de suspension appauvrie en solide (et donc riche en liquide) depuis le réservoir 2 pour permettre ensuite l’évacuation de la partie de suspension appauvrie en solide via l’ouverture de sortie de liquide 92.

Une vis 4 est disposée dans le réservoir 2. La vis 4 peut prendre toute forme appropriée s’étendant de préférence selon une direction axiale X. La vis 4 a une forme de révolution qui s’étend le long et autour de la direction axiale X telle qu’une forme cylindrique de révolution, ou tubulaire, centrée sur la direction axiale X. De préférence, la direction axiale X est colinéaire à la direction D de sorte que la vis 4 s’étend dans la même direction que le réservoir 2. La vis 4 comprend une surface externe en regard de la paroi du réservoir 2. La vis 4 est configurée pour, lorsqu’elle est mise en rotation, permettre le déplacement de la suspension à l’intérieur du réservoir 2.

Avantageusement, la vis 4 comprend des pales 10. Concrètement, les pales 10 sont disposées le long de la surface externe de la vis 4. De préférence, les pales 10 sont régulièrement disposées sur la vis 4. Par « régulièrement », on entend que les pales 10 sont disposées à équidistance les unes des autres.

La vis 4 est au moins partiellement creuse. En effet, la vis 4 comprend au moins un canal d’amenée 6 d’un modificateur de rhéologie. Le canal d’amenée 6 du modificateur de rhéologie débouche dans le réservoir 2 s’étend depuis une ouverture d’entrée de modificateur de rhéologie 66 jusqu’à une ouverture de sortie de modificateur de rhéologie 69. Dans un certain mode de réalisation, le canal d’amenée 6 s’étend dans la vis 4 selon la direction axiale.

Par définition, la rhéologie est la science, l’étude des phénomènes qui conditionnent l'écoulement et la déformation de la matière (plasticité, viscosité, élasticité). À ce titre, les propriétés rhéologiques d’un matériau comprennent la viscosité, la plasticité et l'élasticité. De ce fait, le modificateur de rhéologie est une substance adaptée pour modifier les propriétés rhéologiques d’un matériau. Le modificateur de rhéologie est généralement une solution. Le modificateur de rhéologie comprend au moins un élément choisi parmi du polymère anionique d'acide acrylique, du silicate de sodium, du lignosulfonate, du sulfonate de naphtalène - condensât de formaldéhyde (NSF), de la soude d'acide sulfonique de polyisoprène (Dynaflow-K), du dérivé d'acide carboxylique (AC 1320), de la carboxyméthylcellulose, de l’additif de naphtalène (P), de l’additif naphtalène-toluène (R), de l’acide sulfonique,Tri-polyphosphate de sodium (STPP), du carbonate de sodium, de la gomme xanthane, du lignosulfonate de calcium de sodium (LS), de l’acide polycarboxylique (PC), du copolymère greffé d'amidon synthétisé à l'aide de sulfonate de styrène (SSS), de l’acrylate d'hydroxyéthyle (HEA) et du méthylmercure de sodium (MBS), de l’acrylate d'hydroxyéthyle (HEA) et de l’acide méthylacrylique (MAA), du copolymère greffé acide humique-acide acrylique sulfoné (SHA), de l’acétone-formaldéhyde sulfoné (SAF), des additifs d'acide polyacrylique (PA), du poly(styrène-co-anhydride maléique-g-sulfonate de naphthylamine de sodium) (SMANS), du poly(styrène-co-méthoxypolyéthylène glycol monoester d'acide maléique-g-sulfonate de naphthylamine) (SMANP), de l’oléate de sodium (SO), du dodécyl benzène sulfonate de sodium (DBS), du lauryl sulfate de sodium, de l’huile moteur usagée sulfonée, du composé d’acide tannique et d’acide acrylique (TAA) nouvellement synthétisé, du composé d’acide tannique et d’acide itaconique (TIA) nouvellement synthétisé, de la lignine sulfonée méthylée oxydée (OSL), de la résine mélamine-formaldéhyde sulfonée (SMF), du copolymère sodique d'acide maléique et d'acide acrylique (MA-AAS), de la chaux vive (CaO), du p-tert-octylphénoxy-polyéthoxyéthanol (Triton X-405), du Rokanol LO18, du Rokwinol 60 (stéarate de sorbitol polyoxyéthylé), de l’éther phénylique de p-octyl polyéthylène glycol (TX), du polysorbate 20 (jus d'Aloe vera), de la saponine, de l’éther polycarboxylique de polyoxyéthylène (PPA), de l’éther laurique de polyoxyéthylène (PXLE), des additifs alcooliques, du bromure de cétyl triméthyl ammonium (CTAB), du tensioactif amphotère synthétisé à l'aide d'acide méthyl acrylique (MAA), du sodium allyl sulfonate de sodium (SAS) et méthacryloxyéthyl tri méthyle (DMC), du dodécylsulfonate de sodium "SDS'' (anionique - synthétique) + Saponine (non ionique - naturelle), du bromure d'hexadécyl tri méthylammonium "CTAB" (cationique - synthétique) + Saponine (non ionique - naturelle) , du bromure de di-docyl ammonium "DDAB" (cationique - synthétique) + Saponine (non ionique - naturelle), du sulfate de sodium do décyl benzène "SDBS" (cationique - synthétique) + Saponine (non ionique - naturel), de l’acide polycarboxylate (PCA), de l’acide polyacrylique (PAA), du lignosulfonate de sodium (SLS), de la gomme xanthane (XG), de l’oxyde de polypropylène (PPO), de l’oxyde de polyéthylène (PEO), de l’alcool polyvinylique (PVA), du polyvinylpyrrolidone (PVP), de la liqueur noire (contenant des sels alcalins et des constituants de la lignine ainsi que de la cellulose et de l'hémicellulose), de la liqueur noire (contenant des sels alcalins et des constituants de la lignine ainsi que des fibres de cellulose et d'hémicellulose), des acides polyacryliques, du polyacrylate de sodium et phosphates (AG Disper), de l’acide citrique, de l’hydroxyde de sodium, de l’hexamétaphosphate de sodium (SHMP), de la chaux, des polyacrylamides, de l’acti-gel, du bio-additif extrait de l'épinard indien, du bio-additif extrait de l'arbuste Bellyache, des polyéthylèneimines, des polyvinylamines, du polyacrylate, du copolymère d'acide (méth) acrylique et d'acrylamide, de l’acide (méth)acrylique, de l’acide 2- acrylamide-2-méthylpropane sulfonique, des polymères modifiés à la taurine, des sulfonates de naphtalène et polymères d'acide hydroxyméthyl diphosphonique.

Le canal d’amenée 6 est adapté pour acheminer le modificateur de rhéologie dans le réservoir 2. Le canal d’amenée 6 assure donc une liaison fluidique entre une réserve de modificateur de rhéologie et le réservoir 2 du système de séparation 1 . Le canal d’amenée 6 est en communication fluidique avec une réserve de modificateur de rhéologie via l’ouverture d’entrée de modificateur de rhéologie 66. Le canal d’amenée 6 débouche dans le réservoir 2. La vis 4 définit donc au moins une ouverture de sortie de modificateur de rhéologie 69. L’ouverture de sortie de modificateur de rhéologie 69 peut être située sur la surface externe de la vis 4 ou sur une pale 10 de la vis 4.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la vis 4 définit une pluralité d’ouvertures de sortie de modificateur de rhéologie 69. Dans ce cas, les ouvertures de sortie de modificateur de rhéologie 69 sont de préférence situées régulièrement sur la surface externe de la vis 4. En d’autres termes, les ouvertures de sortie de modificateur de rhéologie 69 sont de préférence situées à équidistance les unes des autres. Les ouvertures de sortie de modificateur de rhéologie 69 peuvent également être situées sur les pales 10 de la vis 4, seulement sur certaines pales 10 parmi l’ensemble des pales 10 de la vis 4 ou sur la totalité de l’ensemble des pales 10 de la vis 4. Une pluralité d’ouvertures de sortie de modificateur de rhéologie 69 peut également être situées sur une même pale. Ainsi, on peut retrouver des ouvertures de sortie de modificateur de rhéologie 69 au niveau des pales 10 et entre les pales 10, sur la surface externe de la vis 4.

Selon ce mode de réalisation, le canal d’amenée 6 comprend au moins un canal primaire 62 et une pluralité de canaux secondaires 64. Le canal primaire 62 s’étend depuis l’ouverture d’entrée de modificateur de rhéologie 66 jusqu’un orifice d’entrée 68 de chaque canal secondaire 64. Chaque canal secondaire 64 s’étend depuis un orifice d’entrée 68 de canal secondaire 64, i.e. depuis le canal primaire 62, jusqu’à une ouverture respective de sortie de modificateur de rhéologie 69. Chaque canal secondaire 64 débouche donc dans le réservoir 2. Dans ce mode de réalisation, le modificateur de rhéologie peut être amené simultanément dans plusieurs zones du réservoir 2.

Selon un premier mode de réalisation illustré en figures 1 et 3, le système de séparation 1 comprend une ouverture d’entrée de suspension 82 située au niveau de la paroi du réservoir 2. En d’autres termes, la paroi du réservoir 2 définit l’ouverture d’entrée de suspension 82 et la suspension est acheminée dans le réservoir 2 directement via l’ouverture d’entrée de suspension 82. Ce mode de réalisation correspond par exemple à un système de séparation 1 qui se présente sous la forme d’une presse à vis 4.

Selon un second mode de réalisation illustré en figures 2 et 4, le système de séparation 1 comprend un conduit d’acheminement 8 de la suspension disposé dans la vis 4. Le conduit d’acheminement 8 définit l’ouverture d’entrée de suspension 82. Le conduit d’acheminement 8 s’étend dans la vis 4 depuis l’ouverture d’entrée de suspension 82 et jusqu’à une ou des ouvertures de sortie de suspension. Le conduit d’acheminement 8 débouche dans le réservoir 2. De ce fait, la suspension n’est pas acheminée jusque dans le réservoir 2 directement via l’ouverture d’entrée de suspension 82. Selon ce second mode de réalisation, la suspension circule dans le conduit d’acheminement 8, et donc au sein de la vis 4, avant de pénétrer dans le réservoir 2. Ce mode de réalisation correspond par exemple à un système de séparation 1 qui se présente sous la forme d’une centrifugeuse horizontale à vis 4.

Similairement à des ouvertures de sortie de modificateur de rhéologie 69, la ou les ouvertures de sortie de suspension 84 sont situées sur la surface externe de la vis 4. La vis 4 définit donc au moins une ouverture de sortie de suspension 84. La vis 4 peut définir une pluralité d’ouvertures de sortie de suspension 84. Dans ce cas, les ouvertures de sortie de suspension 84 sont typiquement situées axialement au même niveau.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la vis 4 définit une pluralité d’ouvertures de sortie de modificateur de suspension 84. En conséquence, le conduit d’acheminement 8 comprend au moins un conduit primaire 81 et une pluralité de conduits secondaires 83. Le conduit primaire 81 s’étend depuis l’ouverture d’entrée de suspension 82 jusqu’un orifice d’entrée 85 de chaque conduit secondaire 83. Chaque conduit secondaire 83 s’étend depuis un orifice d’entrée 85 de conduit secondaire 83, i.e. depuis le conduit primaire 81 , jusqu’à une ouverture respective de sortie de suspension 84. Chaque conduit secondaire 83 débouche donc dans le réservoir 2. Dans ce mode de réalisation, la suspension peut être amenée simultanément dans plusieurs zones du réservoir 2.

Selon un mode de réalisation illustré en figures 1 et 2, le système de séparation 1 est conçu de sorte que la suspension circule à contre-courant du modificateur de rhéologie. Plus précisément, le modificateur de rhéologie circule dans un premier sens selon la direction axiale X (on rappelle que la direction axiale X est la direction selon laquelle la vis 4 s’étend) (ce premier sens étant indiqué par les flèches pleines) tandis que la suspension circule dans un deuxième sens selon la direction axiale (indiqué par les flèches en pointillés), le deuxième sens étant opposé au premier sens. Selon ce mode de réalisation « à contre-courant », lorsque le modificateur de rhéologie entre dans le réservoir 2, une turbulence est créée entre la suspension déjà présente dans le réservoir 2 et le modificateur de rhéologie ce qui favorise le mélange de la suspension avec le modificateur de rhéologie.

Dans le mode de réalisation illustré en figure 1 , l’ouverture d’entrée de suspension 82 est disposée à une extrémité du système opposée à l’extrémité du système à laquelle est disposée l’ouverture d’entrée de modificateur de rhéologie 66. Le canal d’amenée 6 de modificateur de rhéologie est agencé pour amener le modificateur de rhéologie jusqu’au réservoir 2 de telle sorte que le modificateur de rhéologie circule dans un premier sens selon la direction axiale et dans lequel l’ouverture d’entrée de la suspension 82 est agencée pour permettre la circulation de la suspension dans le réservoir 2 dans un deuxième sens selon la direction axiale, le deuxième sens étant opposé au premier sens.

Dans le mode de réalisation illustré en figure 2, le conduit d’acheminement 8 et le canal d’amenée 6 sont agencés de sorte que la suspension circule à contre-courant du modificateur de rhéologie. Plus précisément, le canal d’amenée 6 de modificateur de rhéologie est agencé pour amener le modificateur de rhéologie jusqu’au réservoir 2 de telle sorte que le modificateur de rhéologie circule dans un premier sens selon la direction axiale X (on rappelle que la direction axiale X est la direction selon laquelle la vis 4 s’étend) (ce premier sens étant indiqué par les flèches pleines) tandis que le conduit d’acheminement 8 de la suspension est agencé pour amener la suspension jusqu’au réservoir 2 de telle sorte que la suspension circule dans un deuxième sens selon la direction axiale (indiqué par les flèches en pointillés), le deuxième sens étant opposé au premier sens.

Selon un autre mode de réalisation illustré en figures 3 et 4, le système de séparation 1 est conçu de sorte que la suspension circule dans le même sens que le modificateur de rhéologie. Plus précisément, le modificateur de rhéologie circule dans un premier sens selon la direction axiale X (on rappelle que la direction axiale X est la direction selon laquelle la vis 4 s’étend) (ce premier sens étant indiqué par les flèches pleines) et la suspension circule dans ce même premier sens selon la direction axiale (indiqué par les flèches en pointillés).

Dans le mode de réalisation illustré en figure 3, l’ouverture d’entrée de suspension 82 est disposée à la même extrémité du système à laquelle est disposée l’ouverture d’entrée de modificateur de rhéologie 66. L’ouverture d’entrée de la suspension 82 est agencée pour permettre la circulation de la suspension dans le réservoir 2 dans un premier sens selon la direction axiale, le premier sens étant identique au sens de circulation du modificateur de rhéologie dans le canal d’amenée 6 de modificateur de rhéologie.

Dans le mode de réalisation illustré en figure 4, le conduit d’acheminement 8 et le canal d’amenée 6 sont agencés de sorte que la suspension circule dans le même sens que le modificateur de rhéologie. Plus précisément, le canal d’amenée 6 de modificateur de rhéologie est agencé pour amener le modificateur de rhéologie jusqu’au réservoir 2 de telle sorte que le modificateur de rhéologie circule dans un premier sens selon la direction axiale X (on rappelle que la direction axiale X est la direction selon laquelle la vis 4 s’étend) (ce premier sens étant indiqué par les flèches pleines) et le canal d’acheminement de la suspension est agencé pour amener la suspension jusqu’au réservoir 2 de telle sorte que la suspension circule dans ce même premier sens selon la direction axiale (indiqué par les flèches en pointillés).

De préférence, au moins une partie du canal d’amenée 6 de modificateur de rhéologie est coaxiale au conduit d’acheminement 8 de la suspension. Plus précisément, préférentiellement, une partie du canal d’amenée 6 de modificateur de rhéologie est disposée à l’intérieur du conduit d’acheminement 8 de suspension. Concrètement, c’est de préférence une partie du canal primaire 62 du canal d’amenée 6 qui est coaxiale au conduit primaire 81 du conduit d’acheminement 8 de la suspension.

Procédé

Selon un deuxième aspect, il est proposé un procédé de séparation d’un solide et d’au moins un liquide contenus dans une suspension par le système de séparation 1 décrit précédemment.

En référence à la figure 5, de préférence, le procédé comprend une étape d’introduction d’une suspension dans le réservoir 2 du système de séparation 1. La suspension est introduite via l’ouverture d’entrée de suspension 82. Si le système de séparation 1 est un système de séparation 1 selon un premier mode de réalisation illustré en figures 1 et 3, la suspension entre directement dans le réservoir 2 via l’ouverture d’entrée de suspension 82. Si le système de séparation 1 est un système de séparation 1 selon un second mode de réalisation illustré en figures 2 et 4, la suspension circule dans le conduit d’acheminement 8 avant d’entrer dans le réservoir 2.

Typiquement, la séparation du solide et du liquide de la suspension est due à une compression ou à une force centrifuge.

Plus précisément, selon un premier mode de réalisation, le réservoir 2 est adapté pour être mis en rotation par rapport à sa direction axiale D. Cette rotation génère une force centrifuge qui cause la projection de particules de solide (plus lourdes que le liquide) contre la paroi du réservoir 2. La vis 4 du système de séparation 1 qui est également en rotation permet le déplacement de la suspension à l’intérieur du réservoir 2 de telle sorte que le liquide est déplacé dans un sens d’évacuation de liquide selon la direction axiale X et que le solide est déplacé dans un sens d’évacuation de solide selon la direction axiale X opposé au sens d’évacuation de liquide. Le solide et le liquide sont ensuite évacués hors du réservoir 2 respectivement via les ouvertures de sortie de solide 90 et les ouvertures de sortie de liquide 92.

Selon un deuxième mode de réalisation, la vis 4 en tournant comprime la suspension de sorte que du solide est séparé du liquide de la suspension. Le solide et le liquide sont ensuite évacués hors du réservoir 2 respectivement via les ouvertures de sortie de solide 90 et les ouvertures de sortie de liquide 92.

Le procédé de séparation est caractérisé en ce qu’il comprend une étape a) d’introduction dans le réservoir 2 d’un modificateur de rhéologie adapté pour fluidifier la suspension. Le modificateur de rhéologie est tout d’abord introduit dans le canal d’amenée 6 via l’ouverture d’entrée de modificateur. Puis, le modificateur circule dans le canal d’amenée 6 et entre dans le réservoir 2 via l’ouverture de sortie de modificateur.

Le modificateur est avantageusement introduit dans une zone du réservoir 2 où le taux de solide de la suspension est supérieur à un seuil de taux de solide. Plus précisément, il est souhaité que le modificateur soit introduit dans une zone du réservoir 2 stratégique où le taux de solide de la suspension est important à tel point que, si aucun modificateur de rhéologie n’était introduit, le couple nécessaire pour entrainer la vis 4 pour déplacer la suspension dans cette zone du réservoir 2 deviendrait supérieur au couple maximal pouvant être fourni par le moteur entraînant la vis 4. Le seuil de taux de solide est de préférence supérieur à 62%.

De préférence, la quantité de modificateur de rhéologie introduite dans le réservoir 2 est comprise entre 0,04% et 0,8% en masse de la suspension et, encore de préférence et en particulier dans le cas où la suspension est une boue d’argile à phosphates, entre 0,04% et 0,2% en masse de la suspension.

Grâce au modificateur de rhéologie, il est possible de séparer plus efficacement le solide du liquide de la suspension. En effet, à l’issue d’un procédé de séparation, il est en général obtenu d’un côté, du liquide et, de l’autre côté, du solide mélangé à du liquide. Le modificateur de rhéologie permet d’obtenir une partie de suspension appauvrie en liquide dont le taux de solide est supérieur à une partie de suspension contenant du solide obtenue sans utilisation d’un modificateur de rhéologie.

Le modificateur de rhéologie permet en particulier de compenser le comportement visqueux de l’argile. En effet, en modifiant les propriétés rhéologiques de la suspension, le modificateur de rhéologie permet de réduire la contrainte seuil de déformation et la contrainte seuil d’écoulement de la suspension et en particulier de la partie de suspension appauvrie en liquide, de préférence dont le taux de solide est supérieur à 62%. En conséquence, le couple à fournir nécessaire pour entrainer la vis pour obtenir une partie de suspension appauvrie en liquide dont le taux de solide est de préférence supérieur à 62% est réduit.

Le tableau ci-dessous présente la limite élastique (« yield point en anglais) et le point d’écoulement (« flow point » en anglais) sans modificateur de rhéologie et avec 0,8% de modificateur de rhéologie, pour une boue comprenant, en poids : 49,4% de Fluorapatite Cas( PÛ4)3F, 16,4% de Dolomite, 14,8% de Calcite, 10,0% de Quartz, 8% de Montmorillonite et 1 ,4% d’Ankerite. Une analyse g ranulo métrique montre que 20% des particules formant ladite boue présentent un diamètre inférieur à 2 pm, qui caractérise une argile.

On observe dans le tableau ci-dessus que le modificateur de rhéologie a un impact significatif sur les propriétés de la suspension, conduisant à une meilleure déshydratation de la boue. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des diverses caractéristiques techniques ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant de l’enseignement général.