Un crible essoreur à hydrocyclone Constmach, la série CDS, est une unité de récupération du sable fin qui intervient après le lavage, et non pendant celui-ci. La boue de sable est pompée vers un hydrocyclone, qui l'épaissit par action centrifuge et la dépose sur un tablier de crible à haute fréquence. Le résultat est un sable sec et empilable qui récupère les fines jusqu'à environ 90 microns, la fraction qu'un laveur à vis ou à roue envoie normalement au bassin.
Ce que fait réellement un crible essoreur à hydrocyclone
L'unité CDS a une seule mission : prendre la boue de sable lavé et la transformer en un produit à faible teneur en humidité, transportable, tout en récupérant la fraction fine qui partirait sinon au rebut. Elle associe deux appareils. L'hydrocyclone classe et épaissit la boue, envoyant les particules grossières et moyennes vers son underflow (sous-verse). Le crible essoreur draine ensuite l'eau libre de ce sable épaissi afin qu'il quitte le tablier suffisamment sec pour être mis en stock.
Ce n'est pas un laveur. Il ne décolle pas les liaisons d'argile et ne polit pas les grains. Au moment où la boue atteint le CDS, le lavage est déjà terminé. Ce qui reste, c'est la gestion de l'eau et la récupération des fines, exactement là où un laveur à vis ou à roue montre ses limites. Un laveur à vis ou à roue décape l'argile des grains, mais entraîne le sable le plus fin par-dessus son déversoir avec les impuretés. Le CDS récupère cette perte.
Comment fonctionne le procédé, étape par étape
La séquence est simple et reproductible. Une boue de sable issue du circuit de lavage se rassemble dans un puisard. Une pompe à boue, de 37 kW sur la CDS-1225, refoule cette boue sous pression jusqu'à l'entrée de l'hydrocyclone. À l'intérieur du cyclone, l'alimentation tangentielle crée un vortex tournant. Les particules de sable les plus lourdes migrent vers la paroi et sortent par l'apex sous forme d'un flux de sous-verse épaissi. L'eau et les boues d'argile ultra-fines sortent par le haut sous forme de débordement (overflow).
- La boue de sable lavé est recueillie dans un puisard sous l'installation de lavage.
- La pompe à boue l'envoie sous pression vers l'hydrocyclone.
- L'action centrifuge épaissit la boue et sépare les fines commercialisables des boues fines (slimes).
- La sous-verse du cyclone se déverse sur le tablier du crible essoreur à haute fréquence.
- Le crible draine l'eau libre ; le sable sec est déchargé en bout de tablier vers un convoyeur.
- L'eau drainée retourne au circuit ; les boues de débordement vont au bassin de décantation.
La vibration à haute fréquence du tablier est ce qui fait avancer l'eau et la fait sortir à travers les panneaux pendant que le lit de sable se forme et s'essore. Un déversoir de drainage à l'extrémité de décharge maintient un lit peu profond, de sorte qu'une nappe d'eau se tient au-dessus des panneaux et s'évacue à travers eux plutôt que de s'écouler en bout de tablier avec le sable.
Pourquoi associer un hydrocyclone à un crible essoreur
Un crible seul essore, mais il ne peut pas récupérer les fines déjà parties avec l'eau de lavage. Un cyclone seul récupère les fines, mais sa sous-verse reste humide. Placez-les en série et vous obtenez les deux : le cyclone extrait les fines commercialisables du flux de débordement, et le crible retire l'humidité de ce que le cyclone délivre. Chaque appareil couvre l'angle mort de l'autre.
Le chiffre clé est d'environ 90 microns. Un laveur à vis ou à roue classique évacue directement les particules de cette finesse avec les impuretés, car le déversoir de débordement ne peut pas les retenir. L'hydrocyclone les capture. Sur une ligne de sable manufacturé, cette fraction fine est un produit réel et un revenu réel, si bien que sa récupération change l'économie de toute l'installation. Les producteurs qui déversaient autrefois ce matériau dans un bassin le retrouvent désormais sur le stock, et l'humidité qu'ils expédiaient comme du fret mort reste sur le tablier.
La gamme CDS de Constmach
Trois modèles couvrent des applications de sable lavé de petite à grande échelle. Le choix dépend du débit et du niveau de récupération des fines requis. Les unités plus grandes utilisent un cyclone plus grand ou des cyclones jumelés pour traiter davantage de boue sans surcharger un seul cône. Les chiffres de référence confirmés sont le tablier de la CDS-1225 de 1,200 x 2,500 mm et sa pompe à boue de 37 kW ; le dimensionnement de la pompe sur les modèles plus grands est adapté à l'usage du circuit.
| Modèle | Tablier du crible | Hydrocyclone(s) | Capacité | Pompe à boue |
|---|
| CDS-1225 | 1,200 x 2,500 mm | 20 pouces simple | 60-80 t/h | 37 kW |
| CDS-1635 | Adapté au modèle | 26 pouces simple | 100-150 t/h | Adaptée à l'usage |
| CDS-2040 | Adapté au modèle | 26 pouces jumelés | 150-200 t/h | Adaptée à l'usage |
Les valeurs de 20 et 26 pouces désignent le diamètre du cyclone, qui détermine le point de coupure et le volume de boue que chaque cône peut traiter. Un cyclone plus grand laisse passer davantage de boue mais déplace le point de coupure vers le grossier, si bien que le choix du modèle équilibre le tonnage face à la finesse que vous souhaitez récupérer. Les cyclones jumelés de la CDS-2040 divisent l'alimentation afin que l'unité puisse traiter une installation de lavage à haut tonnage sans pousser un seul cyclone au-delà de sa pression de fonctionnement raisonnable.
Construction et éléments d'usure
Les pièces exposées à la boue abrasive sont les pièces d'usure, conçues pour être remplacées. L'hydrocyclone est revêtu pour résister au frottement constant du sable contre ses parois et son apex. L'apex et l'entrée subissent les impacts les plus rudes et sont traités comme des consommables. Les panneaux du crible sont modulaires, de sorte qu'une section usée peut être remplacée sans changer tout le tablier.
- Revêtement du cyclone résistant à l'usure et apex remplaçable sur la sous-verse.
- Panneaux de crible en polyuréthane modulaires pour un remplacement sélectif.
- Moteurs vibrants ou excitateurs à haute fréquence adaptés à la taille du tablier.
- Déversoir de drainage à l'extrémité de décharge pour maintenir le lit d'essorage.
- Châssis à section renforcée pour supporter la charge dynamique du tablier vibrant.
Comment le CDS s'intègre dans une installation de lavage
L'unité se situe en bout de circuit de lavage. En amont se trouve l'étape de frottement et de classification, un laveur à bûches, un laveur à vis ou un laveur à roue qui élimine l'argile et le limon. Le débordement sale et le sable lavé issus de cette étape sont recueillis et pompés vers le CDS. En aval du CDS se trouvent un convoyeur de produit sec vers le stock et une conduite de retour pour l'eau de procédé récupérée.
Comme il délivre un produit empilable, le CDS supprime le besoin de longs casiers de drainage où le sable humide reste des jours à perdre son humidité par gravité. Le sable sort du tablier prêt à être déplacé, ce qui libère de l'espace de cour et raccourcit le cycle de trésorerie entre la production et la vente. Il ferme également plus étroitement la boucle d'eau, puisque le crible renvoie directement son eau drainée vers le puisard de la pompe au lieu de la laisser s'infiltrer.
Capacité et dimensionnement
Le débit est déterminé par deux facteurs : les tonnes sèches de sable par heure et le volume de boue que la pompe doit refouler. La CDS-1225 traite 60 à 80 t/h, la CDS-1635 couvre 100 à 150 t/h, et la CDS-2040 atteint 150 à 200 t/h. Adaptez l'unité à la production de votre installation de lavage, puis vérifiez que le nombre de cyclones convient au volume de boue, et pas seulement au tonnage sec.
Quelques repères de dimensionnement issus du terrain :
- Granulométrie de l'alimentation : une alimentation plus fine nécessite davantage de capacité cyclonique pour maintenir le point de coupure.
- Concentration en solides : une boue très diluée signifie davantage d'eau à pomper par tonne sèche.
- Hauteur : la levée verticale jusqu'à l'entrée du cyclone détermine le régime de la pompe.
- Marge : laissez une marge au-dessus du pic afin que l'unité ne fonctionne pas en continu à plein régime.
Deux installations avec le même tonnage sec peuvent nécessiter des modèles différents si l'une traite une alimentation beaucoup plus fine ou plus diluée, car c'est le volume de boue, et non le sable sec, qui surcharge un cyclone. Dimensionnez pour le pire cas que l'installation rencontrera réellement, pas pour la moyenne de plaque signalétique.
Matériaux et applications
Le CDS est conçu pour le sable lavé et le sable manufacturé. Il convient au sable de rivière, au sable manufacturé issu de roche concassée, et à tout granulat fin où l'humidité et la perte de fines comptent. Les produits finaux typiques sont les sables bien gradués pour les mélanges de béton et d'asphalte, les sables à plâtre et à maçonnerie, ainsi que les sables filtrants ou pour terrains de sport où la granulométrie et la sécheresse sont spécifiées.
Partout où un producteur jette actuellement des fines dans le bassin et expédie du sable humide, le CDS se rentabilise en récupérant du produit et en réduisant l'humidité. Il convient aux installations fixes de lavage de sable et aux producteurs qui modernisent une ligne de lavage existante perdant trop de matériau fin. Sur une exploitation de sable manufacturé, il aide aussi à atteindre les courbes granulométriques, car les fines récupérées comblent le bas de la granulométrie qui manque souvent à une alimentation concassée.
Rôle du procédé en un coup d'œil
- Frotter et classer, laveur à vis ou à roue, élimine l'argile, le limon et le surdimensionné.
- Récupérer les fines, hydrocyclone, capture les particules jusqu'à environ 90 microns.
- Essorer, tablier de crible à haute fréquence, draine l'eau libre et délivre du sable sec.
- Transporter, convoyeur de stockage, achemine le produit empilable vers le tas.
Entretien
Le travail courant se concentre sur les pièces d'usure et le chemin de l'eau. Vérifiez régulièrement l'apex du cyclone ; à mesure qu'il s'use, le point de coupure dérive et vous commencez à perdre davantage de fines au débordement ou à envoyer trop d'eau à la sous-verse. Inspectez les panneaux du crible pour détecter colmatage et déchirures, et maintenez le déversoir de décharge correctement réglé pour que le lit se maintienne. Surveillez l'usure des joints et de la roue de la pompe, car les pompes à boue vivent une vie difficile.
- Inspectez et faites pivoter ou remplacez l'apex du cyclone selon un calendrier fixe.
- Remplacez les panneaux du crible colmatés ou déchirés individuellement selon les besoins.
- Surveillez l'usure de la roue et des joints de la pompe à boue ; gardez une pièce de rechange en stock.
- Maintenez une pression d'alimentation stable ; une pression qui varie perturbe la coupure du cyclone.
- Nettoyez le puisard des solides déposés afin que l'alimentation de la pompe reste constante.
La plupart de ces tâches sont de rapides vérifications visuelles qui s'intègrent dans une relève d'équipe normale. La discipline qui compte est de les effectuer selon un calendrier plutôt que d'attendre que le produit sorte de spécification, car lorsque du sable humide ou sale apparaît sur le stock, un lot est déjà perdu.
Erreurs courantes à éviter
L'erreur la plus fréquente est de traiter le CDS comme un laveur et d'attendre qu'il nettoie du sable sale. Il ne le peut pas. Si l'alimentation contient encore de l'argile, cette argile se retrouve dans le produit. Placez le nettoyage en amont. La deuxième erreur est de sous-dimensionner la pompe ou le cyclone par rapport au volume de boue, ce qui noie l'unité et repousse les fines vers le débordement, exactement la perte que vous avez acheté la machine pour arrêter.
Autres problèmes évitables : faire fonctionner un apex usé trop longtemps, négliger le réglage du déversoir de sorte que le lit s'assèche et que l'eau entraîne du sable en bout de tablier, et alimenter avec une concentration de boue extrêmement variable. Une alimentation stable donne un sable sec stable en sortie. Une pompe qui pompe par à-coups ou un puisard à moitié vide se traduisent immédiatement par un point de coupure erratique et un produit plus humide ; le niveau du puisard et la pression d'alimentation méritent donc autant d'attention que les pièces d'usure.
Ce que vaut une humidité plus faible
L'humidité est le chiffre qui pèse le plus sur la rentabilité, celui auquel la plupart des exploitants ne mettent pas de valeur précise. Le sable égoutté dans un casier gravitaire quitte souvent la cour à une humidité de douze à quinze pour cent en poids. Sorti d'un crible essoreur à haute fréquence, le même sable présente typiquement une humidité à un seul chiffre, selon la granulométrie et l'alimentation. La différence n'est pas théorique. Chaque tonne expédiée à une humidité plus élevée contient en partie de l'eau que vous avez extraite, criblée et chargée sans contrepartie, et sur une base de vente au poids, l'acheteur paie du fret d'eau plutôt que du sable.
Il y a aussi une dimension qualité. Le sable humide fait voûte dans les trémies, bloque les vannes et fausse l'eau que le dosage en aval ajoute à un mélange. Un sable plus sec et plus constant se dose proprement et permet à l'opérateur de maintenir un rapport eau-ciment plus serré. Pour un producteur qui alimente un client béton ou asphalte contrôlant l'humidité de près, un sable stable à faible humidité se vend plus facilement et risque moins un refus. Le crible essoreur se rentabilise sur la balance de chargement et au portail du client, pas seulement dans les fines qu'il économise.
Lire les symptômes lorsque la production dérive
Un opérateur expérimenté lit la décharge avant de recourir à un instrument. Du sable humide qui déborde en bout de crible signifie généralement que le lit est trop mince ou que le déversoir a baissé, de sorte que l'eau s'échappe avec le produit plutôt que de drainer à travers les panneaux. Du sable qui apparaît dans la conduite de débordement du cyclone indique l'inverse : l'apex est usé et ouvert, ou l'alimentation est devenue trop diluée, et des fines commercialisables partent vers le bassin. Un lit sec et clairsemé qui laisse l'eau filer directement du tablier signale que l'alimentation s'est amincie ou a cessé.
Chacun de ces symptômes remonte à l'une de trois causes : l'état de l'apex, la concentration de l'alimentation, ou le comportement de la pompe et du puisard. Maintenez-les stables et l'unité maintient sa production. Laissez l'un d'eux dériver et le produit sort de spécification en quelques minutes, ce qui explique pourquoi les contrôles quotidiens se concentrent sur l'apex, le déversoir et le niveau du puisard plutôt que sur le crible lui-même. Le crible est la pièce la plus visible de la machine mais la moins susceptible d'être la cause lorsque quelque chose dérive.
Notes d'installation et d'intégration
Le CDS est un ajout compact à une cour existante, mais quelques points de site déterminent s'il fonctionne sans accroc. La pompe à boue a besoin d'une alimentation courte et stable depuis un puisard qui ne s'assèche pas, ce puisard devant donc être dimensionné pour tamponner le circuit de lavage et positionné près de la pompe. La levée verticale jusqu'à l'entrée du cyclone détermine la hauteur manométrique de la pompe ; ne placez donc pas le cyclone plus haut que nécessaire et évitez les longues conduites horizontales de boue qui ajoutent des pertes de charge. L'eau drainée du crible a besoin d'un chemin gravitaire dégagé vers le puisard, et le débordement du cyclone nécessite une conduite vers le bassin de décantation qui ne s'envase pas.
Mécaniquement, le tablier constitue une charge dynamique ; son ossature de support ou sa fondation doit donc être de niveau et suffisamment rigide pour ne pas fléchir sous les excitateurs. Liez le démarrage et l'arrêt de la pompe et de l'entraînement du crible afin que le tablier ne soit jamais alimenté sans vibrer, et prévoyez une isolation sur la pompe pour l'entretien. Rien de tout cela n'est inhabituel pour une installation de lavage, mais bien régler le puisard, la levée et les conduites de retour dès la phase de planification évite les problèmes d'alimentation irrégulière et de vibrations qui apparaissent sinon dans les premières semaines de fonctionnement.
Comment choisir le bon CDS
Commencez par le tonnage de sable sec que vous devez essorer et la granulométrie de votre produit lavé. Choisissez le modèle dont la plage de capacité encadre votre pic, puis confirmez que la configuration cyclonique convient au volume de boue que votre pompe délivrera. Une alimentation à haut tonnage et très fine oriente vers la CDS-2040 à cyclones jumelés ; une installation fixe modeste est bien servie par la CDS-1225.
Apportez des données réelles : granulométrie de l'alimentation, spécification cible du produit, teneur en solides de la boue et hauteur de levée jusqu'au cyclone. L'ingénierie applicative de Constmach s'appuie sur ces données pour confirmer le modèle, le nombre de cyclones et le régime de la pompe, afin que l'unité récupère les fines que vous payez pour conserver et expédie un sable assez sec pour être chargé directement depuis le tas. Correctement dimensionné, le CDS augmente à la fois le rendement et la sécheresse du produit sur toute ligne de sable lavé, et ce avec une courte liste de pièces d'usure que n'importe quelle équipe d'installation peut gérer.
