Hypios CI

Méthode de séparation des fines de carrière

Hypios challenge Method of Separation of Quarry Fines

Difficulté : élevée

Prime : 25 000€​

Échéance: En cours d'évaluation

Quel Est Le Problème ?

  • Le Seeker exploite l’une des plus grandes carrières de calcaire au monde : environ 6 millions de tonnes d’agrégats de calcaire sont produites chaque année. L’utilisation d’une technologie
    de traitement par voie humide pour la production de granulats génère comme sous-produit environ 300 000 t / an de fines de carrière1 (0/100 µm, D50 = 12 µm). Au cours du processus de production, ces fines sont concentrées, floculées et pompées sous forme de boues (variant de 380 à 530 g / L) dans des bassins de décantation occupant une grande partie du site de la carrière. La quantité de matière déjà déposée est estimée à 10 millions de tonnes :

    • Environ 7 millions de tonnes de matières « plastiques » ayant une teneur en humidité de 25 à 30%
    • Environ 3 millions de tonnes de matière « liquide » avec une concentration de 500 g / L.

    La composition minéralogique de ces fines est principalement concentrée en 3 composants : calcaire, argile et silice sous forme de quartz.

    • Le calcaire, qui constitue la plus grande part (plus de 60% de la composition de ces fines), permet la production de divers types de produits:
      • Composant (enduit / addition) pour enduit, béton, mortier
      • Remplissage de peinture
      • Mastic pour colle, colle, mastic
      • Mastic pour plastique
      • Enduit pour asphalte, membrane bitumineuse
      • Composant de l'alimentation animale
    • Une argile représentant 19% (Illite + Kaolinite) peut permettre la production de divers types de produits :
      • Matériau d'étanchéité pour la décharge et l'étang (basé sur la caractéristique d'imperméabilité de l'argile)
      • Céramique
      • Ciment
      • Remplissage de peinture
      • Mastic pour caoutchouc
      • Mastic pour plastique
      • Cosmétiques (thalassothérapie)
      • Produit de vinification (haut niveau de propreté requis)
    • Le quartz, qui représente 11% de ces amendes, permet la production de divers types de produits :
      • Composant (mastic / addition) pour béton époxy et autres matériaux de construction
      • Composant abrasif
      • Verre (sous réserve de réduction de la teneur en fer)

    Ces fines contiennent également de la goethite qui peut avoir un impact négatif / pénalisant sur certaines utilisations (impact de coloration).

    Aujourd'hui, ces amendes ne sont pas utilisées et si aucune solution n'est trouvée d'ici 2025, le stockage de ces sous-produits nécessitera des investissements importants par le biais de l'ouverture d'un troisième bassin de décantation.

    Avant de pouvoir réutiliser ces fines, le chercheur cherche une méthode permettant de séparer les différents composants des fines (avec une perte minimale) à la fin du processus de lavage des agrégats. Dans le passé, il a expérimenté un certain nombre de techniques afin de séparer les composants principaux, mais aucune d’elles n’a satisfait les exigences.

    L’objectif du défi est de trouver une méthode économiquement viable pour séparer principalement les 3 composants (calcaire, argile et quartz-silice) à la fin des processus de lavage afin de permettre leur commercialisation.


    Des Solutions Existantes Qui Ne Seront Pas Prises En Compte Pour Ce Défi

    Parmi les solutions testées par Seeker (technologie de séparation par hydrocyclone, technologie de séparation par voie sèche (micro-classificateurs Sealmax Poittemill et Alpine - Hosokawa 100 MZR)), aucune n’a été retenue pour des raisons économiques et techniques. La technologie à base d'hydrocyclone testée en 2006 a permis une meilleure séparation de la fraction argileuse que les méthodes sèches, mais elle présentait néanmoins plusieurs inconvénients :

    • Difficile à mettre en place à ce moment
    • Trop cher à exploiter
    • Non-respect de la taille de particules souhaitée (10 µm)
    • Produit enrichi en argile mais avec une teneur en calcaire toujours considérable

    En conséquence, les tests n'étaient pas concluants et l'expérience a été interrompue.


    Contraintes

    La recherche de solution doit respecter plusieurs contraintes :

    • Contraintes techniques / mécaniques :
      • Grand volume (100 000 à 300 000 t / an de produit à traiter)
      • Concentration variante entre 380 et 530 g / L
      • Pureté du calcaire issu de la séparation (CaCO3 + MgCO3> 95%, indice bleu MBf <3g / kg)
      • Pureté de l'argile issue de la séparation (kaolinite + illite> 80%, coefficient de perméabilité K 10-9 m / s)
      • Pureté du quartz (SiO2> 98,5%, Fe2O3 <450 ppm)
      • Le calcaire résultant de la séparation doit être sec à la fin du processus
    • Contraintes économiques :
      • Coût total de production (= coût de séparation de 3 composants + coût d'élimination des sous-produits)
    • Contraintes écologiques et environnementales :
      • Le processus industriel doit respecter les contraintes HSE (Health Safety Environment).

    Face à ces exigences, le Seeker recherche une solution technique permettant de traiter le minimum de 100 000 t / an de lessive et de séparer les 3 composants tout en garantissant le niveau de pureté de chacun des 3 composants.


    Prix

    Un bonus de 10 000 € sera versé à l'achat de la solution en respectant toutes les contraintes énoncées.

    Une prime de 25 000 € sera versée si la solution achetée a déjà été testée sur un site analogue avec les éléments respectant les mêmes contraintes ou les résultats d'une Proof of Concept pour la vérifier.


    Contactez le responsable du challenge si vous avez des questions:

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