FR2588766A1 - Dispositif de separation liquide-solide par filtration continue sous vide - Google Patents

Abstract

DANS L'INVENTION, CHACUNE DES SECTIONS DE FILTRATION 33, 40 EST CONSTITUEE PAR UN FILTRE SEPARE DANS LEQUEL LE GATEAU 38 CIRCULE ACCOMPAGNE D'UNE OU DEUX TOILES 37, 39.

Description

La présente invention concerne un procédé de séparation des Liquides et des solides contenus dans une boue, par filtration continue sous vide, avec formation de gâteau et lavage de ce gâteau.

Le domaine de L'invention est donc celui de la filtration avec gâteau, également appelé filtration sur membrane, par opposition au tamisage, à la clarification et à la filtration sur lit épais.

Par lavage du gâteau, on entend L'opération qui consiste à extraire le soluté contenu dans ses pores, avec utilisation d'une liqueur de lavage. On rappellera que le
Lavage consiste toujours à faire circuler une liqueur de lavage - très souvent de l'eau - au travers du gâteau, d'une face vers L'autre. La liqueur de lavage circule sous l'action du vide, et pousse devant elle la liqueur d'imprégnation contenant le soluté que lgon cherche à extraire, tout en se mélangeant partiellement à cette liqueur d'imprégnation.

On distingue trois types de lavage :
- le lavage simple, dans lequel la liqueur de lavage traverse une seule fois le gâteau,
- le lavage à contre-courant, dans lequel une même liqueur traverse plusieurs fois le gâteau d'aval en amont, c ' est-à-dire en sens contraire de la circulation du gâteau, cette liqueur s'enrichissant en soluté à chaque étage.

L'intérêt du lavage à contre-courant réside dans la possibilité d'atteindre des rendements de lavage égaux ou supérieurs à ceux du lavage simple, avec une quantité bien moindre de liqueur de lavage. C'est ainsi que, si les filtrats de lavage sont destinés à être évaporés, on choisira le lavage à contre-courant pour réduire leur volume, et donc faire des économies d'énergie
- le lavage multiple, dans lequel l'opération de lavage simple est répétée plusieurs fois, avec à chaque fois une liqueur de lavage différente : on effectuera par exemple un premier lavage à l'eau pour évacuer le sel contenu dans le gâteau, puis un deuxième lavage avec un solvant hydrocarboné, pour dissoudre et éliminer les graisses.

Mais deux exigences doivent être satisfaites pour effectuer des Lavages multiples ou à contre-courant dans de bonnes conditions
- il faut que la liqueur mère, obtenue lors de la formation du gâteau, et les filtrats de lavage, obtenus à chaque étage de lavage, puissent être extraits séparément;
- il faut que les liqueurs de lavage avant passage au travers du gâteau restent parfaitement séparées les unes des autres, et également ne soient pas contaminées par la suspension filtrée.

L'examen des filtres existants réalisé ci-après et notamment en regard des figures 1, 2 et 3 annexées ci-après qui représentent
- pour la figure 1, un filtre à bande avec bande de drainage connu comportant un lavage du gâteau à contre -courant,
- pour la figure 2 un filtre à tambour classique,
- pour la figure 3 un filtre à bande sans bande de drainage, montre d'une part que ces deux conditions ne sont pas toujours satisfaites et, d'autre part, que ces filtres n'apportent pas de solution satisfaisante à de nombreux problèmes pratiques de filtration avec lavage du gâteau.

On voit ainsi, sur la figure 1, un filtre à bande classique comportant une bande de drainage 1 sans fin s'enroulant autour de deux arbres 2 et 3 (dont l'un au moins est moteur) et sur laquelle passe une toile 4. Sous la bande 1, une boîte à vide à trois compartiments 5, 6, 7 communique d'une part avec une source de vide non représentée, et, d'autre part, avec des rainures la de la bande 1 lorsqu'elles passent au droit de chacune d'elles.

La boue à traiter est alimentée en 8 alors que deux liqueurs de lavage sont délivrées en 10 et 11. Dans le
cas de figure, la liqueur délivrée en 11 est celle 7a ayant filtré en re
gard du compartiment 7. L'appareil effectue donc un lavage à contre-courant à deux étages. La liqueur mère Sa est recueillie au niveau du
compartiment 5. En aval du barrage flexible 13, la bande
porte un gâteau 12 qui est soumis à la liqueur de lavage
délivrée en 11 et recueillie en tant que filtrat 6a par Le
compartiment 6. Le gâteau est ensuite amené sous la liqueur
délivrée en 10 qui devient Le filtrat 7a. Un collecteur 18
recueille la Liqueur n'ayant pas été évacuée des rainures de
la bande 1.Après le barrage flexible 17, le gâteau 12 subit
un essorage où l'air atmosphérique vient chasser une partie
de La liqueur contenue par le gâteau tant que celui-ci n'a
pas quitté ta zone du compartiment 7.

Ce premier type de filtre connu permet d'effectuer
des lavages simples, à contre-courant, et multiples, sur des
boues de toute filtrabilité. Les performances sont bonnes en
lavage simple, et également en lavage multiple ou contre
-courant, sur des boues à haute filtrabilité.

En revanche, l'application aux basses filtrabili
tés-gâteaux minces, s'avère décevante : l'appareil sépare mal
Les filtrats, et les rendements réels des lavages à contre
-courant sont bien inférieurs à ceux annoncés en laboratoire.

La raison de cette chute de rendement est que l'appareil ne
satisfait pas pleinement aux deux exigences rappelées ci
-dessus
La première exigence est celle de la séparation
des filtrats. Or, ceux-ci sont d'abord collectés dans les
rainures la de la bande de drainage, avant de passer dans la
boîte à vide 5, 6, 7, par un orifice d'évacuation situé au
milieu de la rainure. Pour bien séparer les filtrats, il
faudrait vidanger entièrement chaque rainure avant d'y admet
tre des filtrats en provenance de la phase suivante. Mais
ces rainures sont longues et ont très peu de pente. Une
partie des filtrats ne s'évacue pas, mais est transférée aux
phases suivantes, où elle introduit des perturbations impor
tantes.Le volume des transferts dépend de L'espace alloué entre chaque phase : pour les réduire, il faudrait accroître-
Le temps disponible pour La vidange des rainures entre phases successives, donc introduire de Larges zones mortes entre les barrages 13 et 14, 15 et 16. Cela revient à agrandir les filtres, solution qui n'est pas toujours appréciée, en particulier en hydrométallurgie, où les installations sont déjà très grandes et très coûteuses.

La deuxième exigence, celle de la séparation des liqueurs de lavage entre elles, et avec la boue à filtrer, n'est également pas toujours satisfaite. En effet, ces liqueurs sont contenues par des barrages flexibles 13 x ibIesI3àIli qui s'usent rapidement au contact du gâteau. Des fuites apparaissent, qui sont entraînées vers L'aval par le mouvement de la bande. La boue à filtrer contamine donc la liqueur de premier lavage qui à son tour contamine celle de l'étage suivant.

On verra ci-dessous que ces problèmes se posent avec pratiquement tous les filtres continus sous vide existants, appliqués à la filtration-lavage de boues à faible filtrabilité.

Pour les boues à haute filtrabilité, les problèmes sont moins importants, pour des raisons expliquées en détail ci-après.

Un second type de filtre connu est représenté en figure 2. Ce filtre dit à tambour comporte un tambour 21 tournant suivant le sens A dans une cuve 20 alimentée en boue à filtrer en 20a. Le tambour 21 comporte une pluralité 22 de cellules périphériques reliées à une source de vide pendant la majeure partie de leur révolution et à un compresseur (dans l'exemple représenté) sur une petite longueur angulaire B, pour chasser par soufflage le gâteau qui s'est formé sur la toile filtrante 23. Les Liaisons hydropneumatiques sont réalisées par une vanne de distribution 24.

Le gâteau se forme, comme le montre la figure 2, dans la section basse C du tambour, puis est soumis à une pulvérisation (arrosage), le long de la partie D, d'un liquide de lavage sortant des têtes de pulvérisation 25.

Il est, le long de la partie E, l'objet d'un essorage par aspiration d'air pour chasser Le liquide qu'il contient.

Ce type de filtre permet le lavage simple, mais la séparation entre liqueur mère et filtrat de lavage est mauvaise.

Le filtrat est recueilli dans des compartiments séparés du tambour ou cellules 22 et évacué par Les tuyauteries de drainage 22a vers la tête de distribution 24.

Pour séparer convenablement la liqueur mère obtenue au cours de la formation du gâteau du fiLtrat de lavage, il faudrait d'abord vidanger totalement La cellule 22 et la tuyauterie de sortie 22a avant d'appliquer la liqueur de lavage. Il faudrait donc attendre que la celluLe 22 ait largement dépassé le plan horizontal avant de commencer à laver. Entre temps, le gâteau risquerait de se déssécher exagérément et de craqueler.

En pratique les utilisateurs se contentent d'une séparation grossière des filtrats et ne tentent jamais sur un filtre à tambour un lavage multiple ou à contre-courant.

Il est d'ailleurs, dans ce type de filtre, difficile d'ajuster le débit des têtes- de pulvérisation au débit de fluide de lavage traversant le gâteau. Aussi généraLement le débit pulvérisé est-il excédentaire et se produit-iL des retombées de liqueur de lavage dans la boue à La base de la cuve 20.

Parmi les autres filtres connus, on a représenté à la figure 3, un filtre à bande sans bande de drainage.

Sur ce type de machine, la membrane fiLtrante 26 gLisse directement sur la boîte à vide 27 à deux compartiments 27a, 27b, qui permet d'extraire séparément La liqueur mère et un filtrat de lavage. La face supérieure de cette boite à vide est une plaque perforée 28 à bas coefficient de frottement.

Le vide est appliqué sous la membrane au travers des perforations.

A cause du frottement, qui crée une forte résistanee à l'avancement et une usure rapide, -de telles machines ne peuvent être que courtes, quelques mètres au maximum. On ne peut donc les appliquer que dans quelques cas très particuliers. De fait, on ne rencontre ces machines que très rarement, bien qu'elles soient en principe capables d'effectuer des lavages simples, multiples, et à contre -courant, avec une bonne séparation des filtrats. Les phénomènes d'usure sont rédhibitoires dans le cas des produits abrasifs, donc la majorité des problèmes d'hydrométallurgie.

On mentionnera, sans les représenter, Les autres filtres communément rencontrés dans le domaine de la séparation liquide-solide par filtration continue sous vide.

On pourra à cet égard se reporter avantageusement à l'ouvrage intitulé "La Filtration Industrielle des liquides", Tome IV,
Société Belge de Filtration, Louvain La Neuve, Belgique (1975). Il s'agit tout d'abord des filtres à disques, fonctionnant sur le principe du filtre à tambour, mais dans lequel la surface de formation du gâteau est perpendiculaire à l'axe de rotation des disques. Les limites des filtres à tambour sont transposables en totalité aux filtres à disques.

Il s'agit ensuite des filtres à table sur Lesquels on peut effectuer des lavages simples, multiples ou à contre -courant. Il est appliqué à des boues de haute filtrabilité, formant des gâteaux très épais (jusqu'à 100 ou 200 millimètres) et dans ce domaine la séparation des filtrats est bonne. Il faut noter cependant que le système de décharge du gâteau par vis, laissant une couche résiduelle d'environ 4 millimètres, rend l'appareil inapplicable aux boues de faible et moyenne filtrabilité, pour lesquelles le gâteau formé est d'épaisseur comprise entre 6 et 15 millimètres.

Enfin, on mentionnera le filtre à godets, dont il existe deux types - le filtre rotatif plan à cellules basculantes, et - le filtre bande à godets basculants.

De ces deux appareils, seul le filtre rotatif
plan à cellules basculantes a connu un large développement
industriel. Il permet des Lavages simples, multiples et à
contre-courant, sur des boues de toute filtrabilité, puisqu'
il peut travailler avec des gâteaux très fins, jusqu'à 5
6 mm. Toutefois, son application aux gâteaux fins de basse
filtrabilité est restée marginale pour plusieurs raisons
tenant d'une part, au fait que L'appareil ne peut pas tourner
très vite à cause du basculement des godets et, d'autre part,
à la séparation des filtrats qui n'est bonne dans ce domaine
que Si l'on admet de larges zones mortes entre les diffé
rentes phases du cycle, pour permettre la vidange du filtrat
présent dans les cellules, avant d'admettre du filtrat en
provenance de la phase suivante.IL s'ensuit un surdimension
nement de l'appareil, conduisant à un coût prohibitif.

La description détaillée de l'art antérieur qui
vient d'être donnée, montre que la technologie, connue à ce
jour, permet d'effectuer des filtrations avec lavage multiple
et à contre-courant dans de bonnes conditions, s'il s'agit
de boues à haute filtrabilité formant facilement un gâteau épais.

En effet, avec de telles boues, les liqueurs de lavage filtrent
presque instantanément au travers du gâteau et l'on ne ren
contre pas de zone où la liqueur de lavage séjourne au
dessus du gâteau entre deux barrages flexibles tels que ceux mon
trés aux fig. 1 et 3 précédentes. En conséquence, les fuites dues aux bar
rages flexibles n'existent pas et les lavages occupent très peu de place
sur le filtre. Il est donc possible de les séparer par des dis
tances qui sont suffisantes sans pour autant agrandir exagé
rément le filtre. Cela facilite le drainage du support de
membrane.

De plus, même si la vidange du support n'est pas
parfaite, la quantité de liqueur transférée d'une phase à
L'autre par défaut de vidange, est très faible vis à vis de
la quantité de liqueur de lavage employée, qui est très
importante pour ce type d'application. La perturbation créée par les transferts est donc faible, parfois indécelable.

IL n'en est pas de même dans le cas des boues à faible filtrabilité - gâteau mince : la quantité de liqueur de lavage employée, qui est toujours une fonction de L'épais seur du gâteau formé, est beaucoup plus faible ; le volume des transferts d'une phase de filtration ou lavage à l'autre par défaut de vidange devient du même ordre que le volume de la liqueur de lavage ; la perturbation introduite par ces transferts est donc beaucoup plus importante. Il faudrait introduire de larges zones mortes entre chaque phase, pour permettre la vidange complète du support avant démarrage de la phase suivante.

Or,les lavages occupent déjà une part importante du filtre, car les liqueurs de lavage ne filtrent plus instantanément, et il se forme des retenues liquides audessus du gâteau occupant beaucoup plus d'espace que les lavages quasi instantanés obtenus avec les boues à haute filtrabilité. Il faudrait donc surdimensionner encore des filtres d'une taille déjà importante. Un tel surdimensionnement, qui pourrait être acceptable dans l'industrie pharmaceutique, où les appareils sont de taille réduite , ne l'est pas en hydrométallurgie, où l'on traite des débits souvent énormes sur de très grandes installations.

Le surdimensionnement conduisant à un coût prohibitif, on préfère recourir à d'autres techniques, par exemple la décantation continue à contre-courant malgré l';nconvé- nient d'une consommation beaucoup plus élevée en liqueur de lavage. La technologie actuel le, donc, ne résout pas de
manière satisfaisante le problème des filtrations avec lavages multiples ou à contre-courant, pour les boues à faible filtrabilité-gâteau mince. Or, ce type de boues constitue la majorité des problèmes rencontrés dans L'hydrométallurgie moderne. Ces boues ont été longtemps traitées par filtration et lavage simple, souvent sur filtre à tambour classique.

Les exigences requises pour le traitement de ces boues devenant de plus en plus précises et contraignantes, on envisage maintenant de plus en plus le lavage à contrecourant, qui permet des économies de liqueur de lavage, donc d'énergie. Les appareils existants ne répondent qu'imparfaitement à cette demande, et au prix d'investissements très élevés.

La présente invention propose, contrairement aux évolutions actuelles de la technologie qui ne constituent que des perfectionnements de détails de tel ou tel type de filtre pour l'adapter à ces nouvelles demandes, un dispositif de filtration simple dont la conception modulaire permet d'adapter de manière optimale les différentes phases de filtration au produit à filtrer,en profitant du meilleur des performances, de telle ou telle partie de filtre connu et dont la conduite est beaucoup plus facile que celle des filtres complexes actuels.

A cet effet, l'invention a donc pour objet un dispositif de séparation liquide-solide par filtration #continue sous vide comportant successivement, une section de formation d'un gâteau humide de particules soLides agglomérées, équipée de moyens d'amenée du produi-t à fiLtrer sur une bande ou toile de matériau poreux et de moyens de collecte de La
Liqueur mère dudit produit et au moins une section de Lavage du gâteau équipée de moyens d'amenée d'une Liqueur fraîche ou provenant d'une autre section de lavage, et de moyens de collecte du filtrat, chacune de ces sections comportant des moyens d'application du vide sous La face du gâteau de laquelle les filtrats sont extraits.

Selon l'une des caractéristiques principaLes de l'invention, chacune desdites sections est constituée par un filtre séparé possédant des moyens de collecte indépendants des autres filtres, tandis que la toile en matériau poreux susdite circule avec le gâteau au travers de chacun des filtres et constitue un élément de support de celui-ci tout au long de son trajet dans le dispositif.

Le dispositif selon l'invention peut comporter une section d'essorage du gâteau. Celle-ci peut être constituée soit par une-portion du filtre formant la dernière section de lavage, soit par un filtre séparé placé en série derrière La dernière section de lavage.

Chacun des filtres mis en oeuvre dans le dispositif selon l'invention peut appartenir à l'un des trois types de filtres suivants: filtre à tambour, filtre à bande avec ou sans bande de drainage semblables à quelques simplifications près aux filtres décrits en regard des trois premières figures décrites ci-dessus.

Enfin, le transport du gâteau au travers de chacun des filtres que comportera le dispositif selon l'invention, sera assuré par la coopération de la première toile susdite sur laquelle le gâteau est formé avec une seconde toile, cette seconde toile devenant nécessaire si l'un des filtres du dispositif est un filtre à tambour.

Le dispositif de l'invention peut également comporter un filtre de préparation de la toile de fo#rmation du gâteau au moyen duquel une précouche peut y être déposée (terre de diatomée,..).

L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires.

Etant rappelé que les figures 1, 2 et 3 constituent une illustration de l'art antérieur duquel part L'invention, la description ci-après sera faite en référence des figures 4 à 7 dans lesquelles
- la figure 4 est un schéma d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention,
- la figure 5 illustre un second mode de réalisation de L'invention,
- la figure 6 concerne un troisième mode de réalisation de L'invention,
- la figure 7 représente schématiquement une quatrième réalisation possible de L'invention.

Pour bien comprendre la distinction de l'invention par rapport à l'art antérieur, on rapprochera les figures 4 et 5 de la figure 2, ces trois dispositifs accomplissant un processus de filtration semblable, et Les figures 6 et 7 de la figure 1, dans lesquelles également le processus de filtration est identique.

Avant de procéder à la description des figures 4 à 7, on rappellera que l'une des caractéristiques principales de l'invention consiste à mettre en oeuvre au moins deux filtres successifs pour accomplir les opérations de formation du gâteau et de lavage normalement accomplies sur un seul filtre dans la technique antérieure.

Ces deux filtres sont disposés en série et appartiennent à l'un des trois types suivants
Le filtre à tambour classique, modifié pour permettre des taux d'immersion beaucoup plus élevés que dans la technique courante et utilisé de manière nouvelle pour effectuer des lavages par immersion au lieu des lavages classiques par pulvérisation, ou aspersion,
le filtre à bande traditionnel, avec bande de drainage, suivant figure. 1,
Le filtre à bande sans bande de drainage, suivant figure 3.

Suivant la complexité des opérations à effectuer, et en particulier des lavages, deux, trois, quatre appareils ou plus pourront être utilisés pour atteindre le but recherché.

Toutes ces machines travailleront à La suite l'une de L'autre, reliées par au moins une bande de matériau poreux appelée toile, entraînée à vitesse constante, mais réglable.

Le gâteau se forme sur la première machine, par filtration au travers de la toile. La même toile, ou une toile auxiliaire, ou la réunion des deux, Le transporte ensuite aux appareils suivants, où il subit Les traitements prévus.

Après passage sur le dernier filtre, le gâteau est déchargé par les moyens traditionnels : rouleau de décharge, grattoir, soufflage d'air, etc... La toile en matériau poreux étant sans fin, le brin de retour est pourvu de tous les dispositifs auxiliaires nécessaires : pulvérisateurs de lavage, rouleaux de supportage, rouleaux de tension, rouleaux de déplissage, système de guidage, etc...

Entre chaque machine, la toile et le gâteau sont supportés par des glissières fixes et/ou des rouleaux. Au droit des rouleaux, une toile auxiliaire est amenée au contact de la face libre du gâteau, de façon à la protéger et éviter un contact direct de cette face avec celle du rouleau ou des glissières.

Plusieurs toiles auxiliaires peuvent ainsi être nécessaires tout au long de l'installation.

Chaque machine dispose, bien entendu, de ses moyens propres d'application du vide, et de collecte des filtrats.

Le nombre de machines à utiliser, leur type et leur taille dépendra d'un grand nombre de facteurs, tels que
Pour la formation du gâteau :
Boue filtrant lentement et ne décantant pas : filtre à
tambour ;
Boue filtrant lentement, et décantant rapidement : filtre
à bande classique ;
Boue filtrant très vite, non abrasive : filtre à bande
sans bande de drainage.

Pour le lavage
Lavage simple : un filtre à tambour.

Lavage double : deux filtres à tambour.

Lavage à contre-courant trois étages : trois filtres à
tambour.

Pour L'essorage
Essorage court : possibilité de le faire sur le même tam
bour que le dernier lavage,après celui-ci ;
Essorage long : filtre à tambour séparé.

Il est aussi possible de constituer une précouche (terre de diatomées, perlite, cellulose..) en utilisant un filtre supplémentaire avant formation du gâteau.

En règle générale, le nombre de filtres sera au moins égal au nombre de filtrats différents que l'on souhaite collecter. Ainsi, pour un lavage à contre-courant de deux étages, avec séparation des filtrats de Lavage et de la liqueur mère, il y aura au moins trois filtres: le premier formant le gâteau et extrayant la liqueur mère, le deuxième extrayant le filtrat de premier Lavage (concentré), le troisième extrayant le filtrat de deuxième lavage (dilué)
Par contre, s'il n'est pas nécessaire de séparer la liqueur mère et le filtrat de premier lavage, on pourra se contenter de deux filtres sur le premier, le gâteau est formé et subit un premier Lavage, sur le second, le gâteau subit le deuxième lavage, suivi d'essorage.

En se reportant maintenant à La figure 4, on voit que le dispositif comporte une première section de formation du gâteau constituée par un filtre à tambour 30 comportant une cuve 31 dans laquelle est admise en 32 la boue à traiter.

Un cylindre perforé 33 est monté tournant suivant La flèche
A dans la cuve 31. Ce tambour, de construction connue, comporte des cellules comme dans le cas de la figure 2 non représentées, permettant l'application d'une dépression sur la surface interne de sa paroi cylindrique, entre Les limites symbolisées par les traits 33a et 33b, qui est immergée dans la boue contenue dans la cuve 31. Ces cellules sont connectées à une installation d'extraction du filtrat traversant la paroi du cylindre 33 au moyen d'une vanne centrale 34. Cette installation comporte un réservoir 35 soumis à une source de vide 36 possédant un conduit de récupération du filtrat. La partie non immergée du cylindre, entre les limites 33a et 33b susdites n'est pas soumise au vide.

Une toile en matériau poreux 37, sans fin, est amenée au moyen de galets de renvoi 37a sur la surface extérieure du cylindre 33. Ainsi l'aspiration susdite entra#ne- t-elle la formation d'un gâteau 38 sur la toile 37. Une seconde toile 39 est amenée au voisinage de la limite 33b, pour prendre en charge le gâteau 38 qui se trouve a-lors compris entre les deux toiles 37 et 39 et peut ainsi être transporté le long d'un trajet quelconque.

L'ensemble est alors conduit en direction d'un second filtre à tambour 40 sur le cylindre 41 duquel il s'enroule. Le filtre rassemble deux opérations, à savoir : un lavage entre Les limites 41a et 41b de son volume intérieur et un essorage entre les limites 41b et 41c. Au moyen de la vanne de distribution 42, et de cellules non représentées, le vide est appliqué à l'intérieur du cylindre entre les limites 41a et 41c, sur la plus grande partie de sa circonférence, et l'extraction des filtrats aboutit à un réservoir 43. La liqueur de lavage est introduite en 45 dans la cuve 44 du filtre 40 pour former un bain de faible hauteur et par des têtes d'aspersion 46 situées à l'entrée du filtre. Entre les limites 41b et 41c, l'application du vide au gâteau constitue L'essorage de ce dernier par remplacement d'une partie du liquide qu'il contient par de l'air.

A la sortie du filtre 40, la toile 37 est retournée à l'entrée du filtre 30 au moyen de galets de renvoi (en passant Si nécessaire par des postes de nettoyage et sur des rouleaux tendeurs), tandis que le gâteau porté par la toile 39 est déchargé autour d'un rouleau de renvoi 47, la toile 39 étant renvoyée à la sortie du filtre 30.

On constate, en regard de cette figure, que les inconvénients de l'art antérieur ont disparu. En effet, il n'y a plus de possibilité d'une part de mélange entre la boue et la liqueur de lavage et, d'autre part, de mélange des filtrats qui sont recueillis dans des circuits séparés.

En outre, l'installation décrite permet un réglage et une régulation de son fonctionnement beaucoup plus simple. C'est ainsi que l'épaisseur du gâteau peut être modifiée en réglant le niveau de boue dans le filtre 30 ou la dépression qui lui est appliquée. On peut également régler le lavage et L'essorage en agissant sur plusieurs facteurs tels que le niveau de liquide de lavage dans le filtre 40, le débit de la liqueur de lavage, la valeur du vide, tout en conservant constante la vitesse de déplacement des toiles. Enfin, il n'est plus nécessaire pour séparer correctement les filtrats de prévoir de larges zones mortes entre les opérations successives.

La figure 5 illustre un autre mode de réalisation de l'invention différent de celui de la figure 4 par le filtre utilisé pour la formation du gâteau. On retrouve sur cette figure les mêmes références que sur la figure précéden- te pour Les mêmes éléments, notamment dans la section de lavage. Le filtre utilisé pour la formation du gâteau est un filtre à bande sans bande de drainage, tel que celui représente à la figure 3, la toile 26 de support du gâteau passant sur une seule boite à vide 27 dont La paroi supérieure 28 est perforée et possède un faible coefficient de frottement. La boue est placée entre deux barrages flexibles 29. Le gâteau 38 est ensuite introduit dans le filtre 40 par les deux toiles 26 et 39.

Le choix d'un filtre à bande sans bande de drainage est justifié si la boue à filtrer n'est pas abrasive et si le temps de formation du gâteau est très court.

La figure 6 représente un ensemble de trois filtres à tambour effectuant le même travail que le filtre à bande classique de la figure 1, donc un lavage à contre-courant à deux étages suivi d'un essorage.

On retrouve sur cette figure certains des éléments déjà décrits en regard de la figure 4, avec les mêmes références, en particulier
le filtre à tambour 30 au complet, qui forme le gâteau,
le filtre à tambour 40 au complet, qui effectue Le deuxième lavage et L'essorage.

Un troisième filtre à tambour 50 a été intercalé entre le filtre 30, et le filtre 40, pour effectuer le premier Lavage. Sur cet appareil, le vide est appliqué entre les repères 51a et 51b. La liqueur de lavage est reçue en 52. S'agissant d'un schéma de lavage à contre-courant, cette liqueur de lavage est en fait le filtrat produit par le filtre Laveur situé en aval, donc le filtre 40. Quant à ce filtre 40, la liqueur de lavage qu'il reçoit en 45 est évidemment de la liqueur fraîche, non encore employée.

La figure 7 est une variante de la figure 6, sur laquelle le même résultat est obtenu avec des moyens différents. Le gâteau 38 est formé sur un filtre à bande 60 tel que celui décrit en regard de la figure 1. avec bande de drainage, et transporté par des toiles 37 et 39 dans un premier filtre à tambour de lavage 50 puis dans un second filtre à tambour de lavage 40, les filtres 40 et 50 étant identiques, le lavage étant comme dans la figure précédente, réalisé à contre-courant pour finalement aboutir à un filtre à tambour 70 d'essorage du gâteau. On notera que le filtre 60 ne recueille que la liqueur mère par sa bote à vide 61 et par un collecteur 62 qui permet la vidange des rainures de la bande 63.

Le filtre à tambour 70 est simplement constitué par
un cylindre 71 perforé sur lequel le tambour s'enroule pour être soumis à une application de vide entre les limites 71a et 71b. La liqueur recueillie au niveau de ce filtre est collectée pour être introduite dans la cuve du filtre 50 en même temps que le filtrat du filtre 40. En outre, le filtre 70 coopère avec deux rouleaux presseurs 72 et 73 qui, avec le cylindre 71, forment un essorage mécanique complémentaire du gâteau. La liqueur qui est extraite par ce moyen est recueillie par un collecteur 74 également relié à l'entrée du filtre 50.

Cet ensemble est plus complexe que celui de la figure 6, mais son utilisation peut être parfaitement jus tif rée dans le cas où la boue décante très rapidement, et par conséquent se prète mal à La formation du gâteau sur filtre à tambour, et dans Le cas où on désire un essorage plus poussé que celui réalisable par la figure 6, d'où L'emploi d'un tambour essoreur séparé associé à des rouleaux presseurs.

On notera que, lorsque le gâteau circule sur un tambour ou un rouleau entre Les deux toiles 37 et 39, L'une des deux toiles accomplit un parcours plus long que L'autre, par suite des différences de rayon. Par conséquent, L'une au moins des deux toiles devra avoir une élasticité suffisante pour absorber ces différences de longueur de parcours sans provoquer de glissement ni former de plis.

L'invention présente un nombre important d'avantages. Ainsi, il n'y a plus de contamination possible entre boue filtrée et liqueur de lavage. Le problème des fuites créées par L'usure des barrages entre phases sur filtre plan disparaît.

La séparation des différents filtrats est complète et parfaite.

La surface totale sous vide est réduite par rapport aux appareils traditionnels, car il n'est plus nécessaire de prévoir de larges zones mortes sous vide, entre les différentes phases.

Chaque opération peut être réglée séparément, et optimisée par réglage du vide ou du niveau sans affecter les autres opérations.

La conception modulaire permet de s'adapter au mieux aux conditions du problème et de choisir, pour chaque opération, l'appareil le plus adapté. Ce n'est pas le cas avec la technique antérieure : pour un produit donné, l'appareil qui forme le gâteau dans les meilleures conditions n'est pas forcément celui qui Le lave le mieux.

L'échange des toiles est beaucoup plus aisé que sur tous les filtres rotatifs existants : cela va dans le sens de la simplification des taches assignées au personnel non qualifié en usine, donc dans le sens de la réduction de risques d'erreur et des coûts d'exploitation.

L'invention trouve une application intéressante dans le domaine des industries minières, et de l'hydrometal- lurgie.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de séparation liquide-solide par filtration continue sous vide comportant successivement, une section (30,60) de formation d'un gâteau (38) équipée de moyens d'amenée (31,32) du produit à filtrer sur une toile (37) en matériau poreux et de moyens de collecte (34,35) de la liqueur mère dudit produit et au moins une section (40) de lavage du gâteau (38) équipée de moyens d'amenée (44,45, 46) d'une liqueur fraîche ou provenant d'une autre section de lavage et de moyens de collecte (42,43) du filtrat, chacune de ces sections comportant des moyens d'application du vide (36) sur la face du gâteau de laquelle les filtrats sont extraits, caractérisé en ce que chacune de ces sections (30,40) est constituée par un filtre séparé possédant des moyens (34,35, 42,43) de collecte indépendants des autres filtres, tandis que la toile (37) en matériau poreux susdite circule avec le gâteau (38) au travers de chacun desdits filtres et constitue un élément de support de celui-ci sur au moins une partie de son trajet dans le dispositif.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une section d'essorage (41b, 41c) constituée par une portion du filtre (40) formant la dernière section de lavage.

3. Dispositif selon la revendication 1, cara-ctérisé en ce qu'il comporte une section d'essorage constituée par un filtre (70) séparé placé en série derrière la dernière section (40) de lavage.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des filtres (30,40,50,60,70) susdits appartient à l'un des trois types de filtres connus suivants : filtre à tambour, filtre à bande, filtre à bande sans bande de drainage.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une seconde toile (39) en matériau poreux pour le trans port dudit gâteau (38) L'un des filtres susdits étant un filtre à tambour.

6. Dispositif selon La revendication 5 caractérisé en ce que, deux toiles (37, 39) étant associées pour transporter Le gâteau autour de tambours (41,51,71) et rouleaux (49), l'une au moins de ces toiles possède l'élasticité suffisante pour absorber les différences de longueur de parcours créées par le passage sur des corps cylindriques.

7. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le lavage sous vide du gâteau, effectué sur filtre à tambour (40,50,70), s'accompagne de L'immersion complète du gâteau dans un bain de liqueur de lavage.

8. Dispositif selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en amon-t de la section de formation du gâteau, une section de formation d'une précouche constituée par un filtre traversé par la bande de formation dudit gâteau.