Slurry

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Une boue (en anglais : slurry) est un mélange de solides plus denses que l'eau, en suspension dans un liquide, généralement de l'eau. La mise en suspension des solides est un moyen de transport, le fluide porteur est pompé par un dispositif tel qu'une pompe centrifuge emportant la partie en suspension. La taille des particules solides peut varier de 1 micron à plusieurs centaines de millimètres.

Une suspension composée de billes de verre dans de l'huile de silicone s'écoulant dans un plan incliné

Différentes canalisations sont dédiées au transport des boues : pour les différentes suspensions minérales, on parle de minéroduc (en anglais : Slurry pipeline); plus particulièrement pour le charbon transporté pulvérulent, mélangé à de l'eau, sous forme d'une boue liquide (schlamm), on parle d'hydrocarboduc[1].

Dans le dragage, le creusement de tranchées, l'exploitation minière (en haute mer), le forage, le forage de tunnels et de nombreuses autres applications, le sable, l'argile ou la roche sont excavés et transportés hydrauliquement sous forme de boue (slurry) sur des courtes ou longues distances (Trailing Suction Hopper Dredger, TSHD, Cutter Suction Dredgers, CSD)[2],[3].

Les particules peuvent se déposer en dessous d'une certaine vitesse de transport et le mélange peut se comporter comme un fluide newtonien ou non newtonien. Selon le mélange, la suspension peut être abrasive et/ou corrosive.

ExemplesModifier

Des exemples de boues (slurry) :

CalculsModifier

Détermination de la fraction de solideModifier

Pour déterminer le pourcentage de solides (ou fraction de solides) d’une suspension à partir de la densité de la suspension, des solides et du liquide [9]

 

  est la fraction de solides de la suspension (état en masse)
  est la densité des solides
  est la densité de la suspension
  est la densité du liquide

Dans les boues aqueuses, comme cela est courant dans le traitement des minéraux, la densité de l'espèce est généralement utilisée, et depuis   est pris égal à 1, cette relation s'écrit typiquement:

 

même si la densité avec les unités tonnes / m ^ 3 (t / m ^ 3) est utilisée au lieu de l'unité de densité SI, kg / m ^ 3.

Masse liquide à partir de la fraction massique de solidesModifier

Pour déterminer la masse de liquide dans un échantillon compte tenu de la masse de solides et de la fraction massique: Par définition

 

donc

 

et

 

alors

 

et

 

et dans un contexte de transformation de minéraux où la gravité spécifique du liquide (eau) est considérée comme égale:

  est la fraction solide de la boue
  est la masse ou le débit massique de solides dans l'échantillon ou le flux
  est la masse ou le débit massique de lisier dans l'échantillon ou le flux
  est la masse ou le débit massique de liquide dans l'échantillon ou le flux

Fraction volumétrique de la fraction massiqueModifier

 

De manière équivalente

 

 

Alors

 
 

Puis en combinant avec la première équation:

 

Alors

 

Puis depuis

 

nous concluons que

 
  est la fraction de solides de la suspension sur une base volumétrique
  est la fraction de solides de la suspension sur une base massique
  est la masse ou le débit massique de solides dans l'échantillon ou le flux
  est la masse ou le débit massique de la suspension dans l'échantillon ou le flux
  est la masse ou le débit massique de liquide dans l'échantillon ou le flux
  est la densité apparente des solides

Voir aussiModifier

RéférencesModifier

  1. « Le grand dictionnaire terminologique », sur gdt.oqlf.gouv.qc.ca (consulté le )
  2. (en) Sape A. Miedema, « A head loss model for homogeneous slurry transport for medium sized particles », Journal of Hydrology and Hydromechanics, vol. 63, no 1,‎ , p. 1–12 (ISSN 0042-790X, DOI 10.1515/johh-2015-0005, lire en ligne, consulté le )
  3. Miedema, Sape. (2016). Slurry Transport: Fundamentals, a Historical Overview and The Delft Head Loss & Limit Deposit Velocity Framework..
  4. Shlumberger: Oilfield glossary
  5. Rheonova : Measuring rheological propertis of settling slurries
  6. Portland Cement Association: Controlled Low-Strength Material
  7. http://www.iring.ca/_Knowledgebase/module_2_3.html?ms=AAA%3D&st=MA%3D%3D&sct=MjI%3D&mw=MjQw#
  8. Red Valve Company: Coal Slurry Pipeline
  9. Wills, B.A. and Napier-Munn, T.J, Wills' Mineral Processing Technology: an introduction to the practical aspects of ore treatment and mineral recovery, (ISBN 978-0-7506-4450-1), Seventh Edition (2006), Elsevier, Great Britain

Liens externesModifier