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pour " Procédé et appareil de fabrication de produits à base de magnésie et de carbonate de calcium en particulier pour l'épuration des eaux".
On a proposé divers procédés en vue de l'obtention de mélanges de magnésie et de carbonate de calciumà partir de miné- raux naturels. Tous ces procédés comportent la calcination de la dolomie mais les conditions d'exécution de ce traitement ont fait l'objet de propositions nombreuses, variées et souvent conradic- toires. Diverses gammes de températures ont été envisagées sans que l'on parvienne au résultat idéal, celui du maintien de tou- t e la chaux sous forme de carbonate et de toute la magnésie à l'état non carbonate.
On a reconnu, il y a une trentaine d'années qu'il était avantageux de faire régner une certaine pression d'anhy- dride carbonique au-dessus de la dolomie en cours de calcination
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à des températures de 700 à 9000 et,à cet effet, d'effectuer la calcination dans des cornues fermées munies d'un régulateur de pression tel qu'un tube de dégagement de gaz plongeant dans un liquide. On admettait d'ailleurs que, dans ces conditions, le carbonate de calcium ne se décomposait pas. Un sérieux inconvé- nient, du point de vue industriel, était que la production s'ef- fectuait par charges successives et non d'une façon continue.
De plus, dans l'ignorance des phénomènes de décarbonatation et de recarbonatation qui se produisent à certaines températures on était exposé à évacuer prématurément des cornues un produit ren- fermant encore de la chaux libre.
Plus récemment, on a proposé de calciner la dolomie dans une atmosphère enrichie en gaz carbonique mais sans l'appli- cation d'une pression, ce qui permettait d'opérer facilement en continu dans un four tubulaire rotatif; toutefois, après la cuis- son, on soustrayait rapidement le produit à l'atmosphère chargée de gaz carbonique et on le laissait ensuite se refroidir, afin, eatimait-on, d'éviter l'altération du produit. Or, une telle pra- tique va à l'encontre de l'obtention d'un produit exempt de chaux libre, ainsi que l'ont montré les recherches effectuées par le demandeur.
Le demandeur a trouvé en effet qu'à l'air libre, la perte d'anhydride carbonique, au cours de la calcination de la dolomie, dépendait non seulement de la température de calcination mais aussi, et dans une grande mesure, de la durée de l'opération; ainsi la perte qui correspond à la transformation intégrale du carbonate de magnésium en magnésie est obtenue avec certaines do- lomies après un maintien prolongé à une température nettement in- férieure à 700 mais après un maintien de courte durée à une tem- pérature excédant nettement 700 ; en outre, dans les deux cas, une fraction importante du carbonate de calcium est transformée en chaux.
En revanche, le demandeur a trouvé que l'exécution de
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la calcination dans une atmosphère d'anhydride carbonique condui- sait à des résultats très différents : en premier lieu, on cons- tate que la présence d'anhydride carbonique retarde considérable- ment la formation de chaux sans empêcher la formation de magnésie; en second lieu, on observe que dans une gamme de températures re- lativement étendue, la calcination donne lieu à la décarbonatation élective du sel de magnésium sans formation appréciable de chaux libre;
de toute façon, la chaux qui a pu se forcer présente, du fait de sa formation à l'état naissant, une très grande propen- sion à se recombiner à l'anhydride carbonique dès que la tempé- rature baisse et, en définitive, la chaux libre disparaît jus- qu'à concurrence de moins d'un pour cent en poids de la masse to- tale. Ainsi des échantillons calcinés à 7700 et 780 respective- ment dans une atmosphère d'anhydride carbonique ont accusé une teneur totale de 0,52 et 0,65% en chaux ; lateneur en chaux à la surface était nulle dans les deux cas. 11 est donc possible d'aboutir à un produit donnant entière satisfaction sans qu'il faille, grâce au travail en présence de gaz carbonique, recher- cher une très grande précision dans la valeur de la température maximum de calcination.
La présente invention comprend, en premier lieu, un procédé suivant lequel on traite en présence d'anhydride carbo- nique, à une température de 500 à 800 , un produit, éventuelle- ment hydraté, de la calcination de dolomie, avec cette particu- larité qu'après passage par la température maximum on laisse re- froidir ou l'on refroidit le produit en présence d'anhydride carbonique. Cette phase de refroidissement en présence d'anhy- dride carbonique est essentielle car, aux températures relati- vement basses avoisinant la température ambiante, l'aptitude de la chaux à se recarbonater est devenue extrêmement faible alors qu'elle est grande à de plus hautes températures.
L'avantage primordial de ce procédé est que la teneur du produit du traitement par l'anhydride carbonique, en chaux )
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libre, est très faible et que, de toute façon la chaux libre qui peut y figurer se trouve à coeur, dans les morceaux de ce produit, et non en surface de sorte que sa présence n'est pas préjudiciable.
Le procédé comporte en particulier, deux modes d'exé- cution importante au point de vue industrie.
Suivant l'un de ces modes d'exécution, l'on soumet de la dolomie crue à une cuisson, dans une enceinte close ou prati- quement close, en présence d'anhydride carbonique, à une tempé- rature croissant graduellement jusqu'à une valeur de l'ordre de 700 à 8000 puis décroissant à partir de cette valeur.
Pour la mise en oeuvre du procédé sous cette première forme d'exécution, il y a avantage à faire cheminer la dolomie en continu à travers une enceinte qui comporte successivement une zone de chauffage et une zone de refoidissement et qui est organisée de manière à exclure l'entrée de l'air atmosphérique.
On peut, à cet effet, utiliser un four dont un exemple de réali- sation sera décrit plus loin.
En pratique, il y a avantage à porter la dolomie aussi vite que possible à la température maximum choisie dans l'in- tervalle 500 à 800 . L'on réduit ainsi la possibilité de trans- formation du carbonate de calcium en chaux libre. De plus, il est préférable de prendre cette température maximum dans la gam- me 700 à 8000 car on constate qu'en atmosphère de CO2, les per- tes de CO2 par la dolomie aux températures de cette gamme va- rient peu par rapport à celle qui correspond à la décarbonata- tion totale et exclusive du carbonate de magnésium;
au contrai- re, i l'on calcine dans une atmosphère pauvre en CO2,la perte de CO2 par la dolomie augmente brusquement d'une température à une autre très voisine si bien que l'on dispose d'un intervalle trop étroit, industriellement, pour obtenir un produit pratique- ment exempt de chaux libre. Il y a également avantage à mainte- nir peu de temps la température maximum, afin de réduire la pos- sibilité de formation de chaux libre ; durée de 2 à 15 minutes
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environ est recommandable. Finalement, pour le refroidissement à partir de la température maximum, en atmosphère de CO2, jus- qu'à une température de 500 à 600 , une durée de 5 à 30 minutes s'est révélée préférable.
Suivant un second mode d'exécution de l'invention, on soumet au traitement thermique, en présence d'anhydride carbonique, de la dolomie qui, de la manière connue, a été préalablement calcinée jusqu'à décarbonatation complète ou à peu près complète, puis hydratée et enfin granulée.
Alors que, dans le premier mode d'exécution, il se dégage plus d'anhydride carbonique qu'il n'en est réabsorbé et que, par conséquent, une fois atteint un état de régime, aucun apport extérieur d'anhydride carbonique n'est nécessai- re, il faut, dans ce second mode d'exécution, amener de l'anhy- dride carbonique d'une source extérieure.
A cet effet, il est commode d'utiliser du gaz de combustion, éventuellement débarrassé de constituants réactifs autres que l'anhydride carbonique ; on peut également utiliser du gaz provenant de la décarbonatation de minéraux naturels, en particulier du gaz de fours à chaux, de fours à dolomie, etc...; plus spécialement, on peut grouper une installation de mise en oeuvre du procédé selon le premier mode d'exécution et une ins- tallation de mise en oeuvre suivant le second mode, de telle façon que l'excès de gaz carbonique provenant de la première assure dans la seconde la création d'une atmosphère de ce gaz et, éventuellement, fournisse un appoint de calories.
Si l'on utilise, comme source unique ou complémen- taire d'anhydride carbonique, les gaz de combustion venant du foyer destiné à assurer le chauffage, -en particulier des gaz de combustion d'hydrocarbure, ou plus généralement si l'on se sert d'anhydride carbonique accompagné d'autres gaz ou de va-
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peurs, il convient de tenir compte de la dilution de l'anhy- dride carbonique ( par exemple par l'azote et la vapeur d'eau) et de modifier en conséquence la vitesse de passage de la ma- tière première olide dans l'enceinte de traizement; celle-ci peut .notamment, être un four analogue à celui qui convient à la mise en oeuvre du procédé suivant le premier mode d'exécu- tion.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée, les particula- rités qui rassortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fige 1 est une coupe longitudinale d'une par- tie d'un four de traitement thermique. la fige a est une coupe par II-II de la fig. 1 du massif contenant le foyer.
Les fig. 3 à 5 sont des coupes transversales par III-III, IV-IV et V-V de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue en élévation, avec arrache- ment, de l'extrémité de sortie du four et d'un collecteur qui y est adjoint.
Le four représenté à titre d'exemple comprend tout d'abord un tube 1 en matière réfractaire possédant une grande conductibilité calorifique. Il peut être réalisé en carborundum en raison de sa grande conductibilité calorifique mais plus généralement en toute autre matière réfractaire, même en fonte ou en acier réfractaire. Ce tube est placé dans une enveloppe métallique 2, composée de tronçons jointifs as- semblés par des cornières 3 et l'enveloppe est munie inté- rieurement d'un garnissage réfractaire 4 laissant, entre sa paroi intérieure et le pourtour du tube 1, un passage de gaz
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5. Le garnissage 4 ne règne que sur une partie de la longueur de l'enveloppe 2; au-delà de l'extrémité de ce garnissage et au voisinage de celle-ci, l'enveloppe comporte des trous de sortie d'air 6.
Comme le montre plus particulièrement la fig. 3, le garnissage 4 présente de loin en loin des parties radiales 7 en saillie vers l'intérieur qui maintiennent le tube 1 à l'écartement convenable. Dans la portion de l'enveloppe 2 non revêtue de garnissage, des colliers 8 entourant le tube 1 et reliée à cette enveloppe par soudure jouent le même rôle que les parties 7 (fig. 5). La portion non garnie est séparée de la portion garnie par un anneau métallique 9 lui-même revêtu de garnissage réfractaire en 10 et l'enveloppe 2 ainsi que son garnissage annulaire 4 sont percés d'ouvertures de sortie de gaz 11.
Dans l'exemple du dessin, l'enveloppe 2 et le tu- be 1 sont soutenus dans une position légèrement inclinée sur l'horizontale par deux massifs dont l'un contient un foyer et l'autre une cheminée de départ de gaz de combustion.
Le premier massif, en matériaux réfractaires, est entouré d'une enveloppe métallique 12 et creusé d'une chambre 13 formant foyer avec l'orifice de passage 14 pour un ou plu- sieurs brûleurs d'hydrocarbures (fuel-oil par exemple ); à l'arrière cette chambre 13 communique avec un collecteur 15 de départ de gaz de combustion dans lequel débouche l'enve- loppe 2, celle-ci reposant sur un collier métallique 16 porté par la façade arrière du massif. Un joint d'étanchéité 17 par exemple en bourre d'amiante, est maintenu entre ce collier, la façade de l'enveloppe 12 et l'enveloppe 2.
Le tube 1 tra- verse le collecteur 15 et s'engage dans un passage 18 auquel
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aboutit une cheminée de descente des matières à traiter 19; une bride 20, prévue sur le pourtour du tube 1, et un joint 21 assurent l'étanchéité de façon à éviter le passage du gaz de combustion dans la chambre 19.
Le second massif 22 est percé d'un trou incliné dans lequel s'engage et peut tourner l'nveloppe 2; il com- porte intérieurement une chambre collectrice de gaz de com- bustion 23 dans laquelle débouchent les ouvertures 11 et qui eat munie d'une cheminée de départ 24. Le tube 1 est muni, à son extrémité de sortie, d'une porte 27 rappelée en permanen- ce à sa position de fermeture ( ce que l'on a schématisé par la représentation d'un contrepoids 28) de manière à limiter les pertes d'anhydride carbonique.
Lorsque le four est utilisé pour le traitement de dolomie par le procédé faisant l'objet de l'invention, on brûle dans la chambre 13 un hydrocarbure tel que du fuel-oil en réglant la marche de manière à porter le tube 1 à la tempé- rature requise, le chauffage étant assuré par les gaz decom- bustion qui s'engagent dans le collecteur 15 puis dans la chemise 5 pour sortir par les ouvertures 11, la chambre 23 et La cheminée 24. En même temps l'on introduit, suivant le pre- mier mode d'exécution du procédé, de la dolomie crue par la cheminée de descente 19 et l'on fait tourner l'ensemble 1, 2, S (par des moyens de tout type convenable non représentés).
La dolomie progresse dans le ube 1 vers la droite, s'y cal- cine en perdant de l'anhydride carbonique puis se refroidit par suite de la circulation d'air dans la portion non garnie de l'enveloppe 2 (flèche f). L'anhydride carbonique s'accu- mule dans le tube 1 dont, peu à peu, il chasse l'air ; undis- positif d'étanchéité peut être prévu a l'extrémité de sortie du tube 1 pour éviter toute rentrée d'air et, à l'extrémité d'entrée de ca tube ou dans le haut de la cheminée 19, un col-
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lecteur peut être aménagé pour la/captation de l'anhydride carbonique en excès.
Pour la mise en oeuvre du procédé suivant le se- cond mode d'exécution, on peut prévoir, ainsi qu'il est indi- qué en traits mixtes sur la fig 1, un dispositif d'introduc- tion de gaz carbonique dans le tube 1, sous la forme d'une dérivation de gaz de combustion; à cet effet, le premier mas- sif peut comporter des canaux 25. 26 partant du foyer 13 et aboutissant en regard de l'entrée du tube 1.
Le four dont un exemple de réalisation vient d'être décrit, qu'il aoit fixe ou tournant, peut servir à d'autres fins qu'à la mise en oeuvre du procédé faisant l'ob- jet de l'invention, c'st ainsi qu'on peut l'appliquer au trai- tement de matières contenant ou pouvant contenir des composés sulfureux, chlorés, nitreux ou carbonatés donnant lieu, en cours de pyrogénation, à des gaz dont l'action à la températu- re de traitement est plus ou moins nuisible aux parois des fours.
Dans certains cas, ces gaz seront condensés et lorsqu'ils sont pollués, les liquides auxquels ils donnent lieu seront plus ou moins souillés d'impuretés difficiles $ éliminer.
Le four a également son application lorsqu'il s'agit de la décarbonatation de carbonates naturels simples ou isomorphes, du carbonate de calcium, par exemple le carbo- nate de magnésium, la dolomie carbonate double de calcium et le magnésium, le carbonate de zinc etc..., ainsi que tous composés organo-magnésiens ou organo-zinciques; il est parti- culièrement apte au traitement des schistes contenant du soufre,' des bitumes et autres composés schisteux.
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La calcination en présence d'anhydride carboni- que qui nécessite le chauffage indirect n'est utile que pour des températures supérieures à 5000 ou 600 selon les cas.
Dès lors, on peut porter la matière à traiter jusqu'au voisinage de cette température de 500 ou de 6000 par chauffage direct, en particulier au moyen du gaz s'échap- pant par la cheminée 24. Dans l'exemple du dessin, on a fi- guré, à cet effet, une canalisation 29 partant de la cheminée 24 et débouchant dans un tube rotatif 30 par lequel la ma- tière première à traiter est déversée dans la cheminée 19.
Ce tube de réchauffage 30 peut être construit très simplement en tôle et recevoir la matière, à l'extrémité non représentée, par exemple par une trémie. En 31 est indiqué un joint d'é- tanchéité.
Il n'y a d'ailleurs aucun'inconvénient à chauffer directement avec les gaz, de 0 à 500 ou 600 / la dolomie crue ou les grains de dolomie décarbonatée.
L'utilisation du tube de réchauffage 28 permet donc d'utiliser les calories des gaz très chauds qui sortent du four pour chauffer la dolomie jusqu'à une température de 500 à 600 ce qui permet de n'avoir à produire, dans le four à chauffage indirect, qu'une élévation de température de 2000 environ.
Dans l'exemple de la fig. 6, un collecteur désigné dans son ensemble par 32 est adjoint à l'extrémité de sor- tie du tube réfractaire 1.
Le collecteur 32 comporte un manchon 33 dans lequel s'en- gage l'extrémité du tube 1, et qui, comme ce tube, est pour- vu d'anneaux 34 alternant avec les anneaux 35 du tube 1 pour former un joint d'étanchéité à labyrinthe. A sa base,
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le collecteur 32 communiqua, par une trémie 36, avec un tube 37 qui est traversé, dans le haut, par un registre coulissant 38 et qui est fermé, à sa base, par une porte 39 supportée à pivot en 40 et munie d'un levier de manoeuvre 41. Ainsi est formé un sas que l'on remplit de manière à éva- cuer en tirant puis repoussant le registre 38 et que l'on vide ensuite en faisant tourner la porte 39 autour de son pivot 40 sans qu'il se produise de rentrée d'air appré- ciable dans le four.
Le collecteur 32 est, en outre, muni de moyens de refroidissement, soit extérieurement, soit intérieurement, soit à la fois à l'extérieur et à l'intérieur. Dans l'exemple du dessin, le collecteur 38 ainsi que la trémie 36 et le tube 37 sont pourvus, extérieurement, d'ailettes 42; de plus, la trémie 36 et le collecteur 32 sont traversés par une tuyau- terie véhiculant un fluide de refroidissement. On a supposé ici que la tuyauterie comprenait un tube 43 muni d'ailettes extérieures 44 et alimenté en air par un ventilateur 45.
- REVENDICATIONS -
1. Procédé de fabrication de produits à base de magnésie et de carbonate de calcium, procédé suivant lequel on traite, en présence d'anhydride carbonique, à une tempéra- ture de 500 à 800 , une matière première qui est le produit, éventuellement hydraté, de la calcination de la dolomie, avec cette caractéristique qu'après avoir soumis la matière pre- mière à la température maximum envisagée pour le traitement, on la laisse refroidir ou on la refroidit en présence d'anhy- dride carbonique.
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for "Process and apparatus for manufacturing products based on magnesia and calcium carbonate, in particular for water purification".
Various methods have been proposed for obtaining mixtures of magnesia and calcium carbonate from natural minerals. All these processes involve the calcination of dolomite, but the conditions for carrying out this treatment have been the subject of numerous, varied and often contradictory proposals. Various temperature ranges have been considered without achieving the ideal result, that of maintaining all lime in the form of carbonate and all magnesia in the non-carbonate state.
It was recognized, some thirty years ago, that it was advantageous to have a certain pressure of carbon dioxide prevail above the dolomite during calcination.
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at temperatures of 700 to 9000 and, for this purpose, to carry out calcination in closed retorts provided with a pressure regulator such as a gas release tube immersed in a liquid. It was admitted, moreover, that, under these conditions, calcium carbonate did not decompose. A serious drawback, from an industrial point of view, was that production was carried out in successive batches and not continuously.
In addition, in ignorance of the decarbonation and recarbonation phenomena which occur at certain temperatures, one was exposed to prematurely evacuating from the retorts a product still containing free lime.
More recently, it has been proposed to calcine dolomite in an atmosphere enriched with carbon dioxide but without the application of pressure, which made it possible to operate easily continuously in a rotary tube furnace; however, after cooking, the product was rapidly removed from the carbon dioxide atmosphere and then allowed to cool, it was believed to avoid spoilage of the product. However, such a practice runs counter to obtaining a product free from free lime, as the research carried out by the applicant has shown.
The applicant has indeed found that in the open air, the loss of carbon dioxide during the calcination of dolomite depended not only on the calcination temperature but also, and to a large extent, on the duration. of the operation; thus the loss which corresponds to the integral transformation of magnesium carbonate into magnesia is obtained with certain domes after prolonged maintenance at a temperature clearly below 700 but after a short period of maintenance at a temperature clearly exceeding 700 ; furthermore, in both cases, a significant fraction of the calcium carbonate is converted into lime.
On the other hand, the applicant found that the execution of
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calcination in a carbon dioxide atmosphere led to very different results: firstly, it is found that the presence of carbon dioxide considerably delays the formation of lime without preventing the formation of magnesia; secondly, it is observed that over a relatively wide temperature range, calcination results in the elective decarbonation of the magnesium salt without appreciable formation of free lime;
in any case, the lime which was able to force itself presents, because of its formation in the nascent state, a very great propensity to recombine with carbon dioxide as soon as the temperature drops and, ultimately, free lime is lost to less than one percent by weight of the total mass. Thus samples calcined at 7700 and 780 respectively in a carbon dioxide atmosphere showed a total lime content of 0.52 and 0.65%; the lime content at the surface was zero in both cases. It is therefore possible to arrive at a product giving complete satisfaction without it being necessary, thanks to the work in the presence of carbon dioxide, to seek very high precision in the value of the maximum calcination temperature.
The present invention comprises, firstly, a process according to which is treated in the presence of carbon dioxide, at a temperature of 500 to 800, a product, optionally hydrated, of the calcination of dolomite, with this particle. the fact that after passing through the maximum temperature, the product is left to cool or the product is cooled in the presence of carbon dioxide. This cooling phase in the presence of carbon dioxide is essential because, at relatively low temperatures around room temperature, the ability of lime to recarbonize has become extremely low while it is great at higher temperatures. temperatures.
The primary advantage of this process is that the content of the product of the treatment with carbon dioxide, in lime)
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free, is very weak and that, in any case, the free lime which may appear therein is found in the heart, in the pieces of this product, and not on the surface so that its presence is not detrimental.
The process comprises in particular two modes of execution which are important from an industrial point of view.
According to one of these embodiments, raw dolomite is subjected to firing, in a closed or practically closed chamber, in the presence of carbon dioxide, at a temperature gradually increasing to a value of about 700 to 8000 then decreasing from this value.
For the implementation of the method in this first embodiment, it is advantageous to make the dolomite travel continuously through an enclosure which successively comprises a heating zone and a cooling zone and which is organized so as to exclude the entry of atmospheric air.
For this purpose, it is possible to use an oven, an example of which will be described below.
In practice, it is advantageous to heat the dolomite as quickly as possible to the maximum temperature chosen in the range 500 to 800. The possibility of converting calcium carbonate into free lime is thus reduced. In addition, it is preferable to take this maximum temperature in the range 700 to 8000 because it is observed that in a CO2 atmosphere, the losses of CO2 by dolomite at temperatures in this range vary little compared to that which corresponds to the total and exclusive decarbonation of magnesium carbonate;
on the contrary, when calcining in an atmosphere poor in CO2, the loss of CO2 by dolomite increases sharply from one temperature to another very close so that we have too narrow an interval, industrially. , to obtain a product practically free from free lime. It is also advantageous to keep the maximum temperature for a short time, in order to reduce the possibility of free lime formation; duration from 2 to 15 minutes
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approx is recommendable. Finally, for cooling from the maximum temperature, in a CO 2 atmosphere, to a temperature of 500 to 600, a time of 5 to 30 minutes has been found to be preferable.
According to a second embodiment of the invention, is subjected to the heat treatment, in the presence of carbon dioxide, dolomite which, in the known manner, has been calcined beforehand until complete or almost complete decarbonation, then hydrated and finally granulated.
While, in the first embodiment, more carbon dioxide is given off than is reabsorbed and, consequently, once a steady state has been reached, no external input of carbon dioxide is obtained. is necessary, it is necessary, in this second embodiment, to bring carbon dioxide from an external source.
For this purpose, it is convenient to use combustion gas, possibly freed of reactive constituents other than carbon dioxide; it is also possible to use gas originating from the decarbonation of natural minerals, in particular gas from lime kilns, dolomite kilns, etc ...; more especially, it is possible to group together an installation for carrying out the process according to the first embodiment and an installation for carrying out the second mode, such that the excess carbon dioxide coming from the first ensures in the second, the creation of an atmosphere of this gas and, eventually, provide additional calories.
If one uses, as the sole or complementary source of carbon dioxide, the combustion gases coming from the hearth intended to ensure the heating, -in particular hydrocarbon combustion gases, or more generally if one is serves as carbon dioxide along with other gases or
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fears, it is advisable to take into account the dilution of the carbon dioxide (for example by nitrogen and the water vapor) and to modify accordingly the speed of passage of the raw material olide in the. treatment enclosure; this can in particular be an oven similar to that suitable for carrying out the process according to the first mode of execution.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will clearly explain how the invention can be carried out, the particularities which reassure both the text and the drawing being, of course, part of said invention.
Fig 1 is a longitudinal section of part of a heat treatment furnace. fig a is a section through II-II of fig. 1 of the massif containing the focus.
Figs. 3 to 5 are cross sections through III-III, IV-IV and V-V of fig. 1.
Fig. 6 is an elevational view, cut away, of the outlet end of the furnace and of a collector attached thereto.
The furnace shown by way of example firstly comprises a tube 1 of refractory material having a high heat conductivity. It can be made of carborundum because of its great heat conductivity but more generally of any other refractory material, even of cast iron or refractory steel. This tube is placed in a metal casing 2, composed of contiguous sections assembled by angles 3 and the casing is provided internally with a refractory lining 4 leaving, between its inner wall and the periphery of the tube 1, a gas passage
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5. The lining 4 only prevails over part of the length of the casing 2; beyond the end of this lining and in the vicinity of the latter, the casing has air outlet holes 6.
As shown more particularly in FIG. 3, the lining 4 has from time to time radial parts 7 projecting inwardly which keep the tube 1 at the proper spacing. In the portion of the casing 2 that is not coated with packing, collars 8 surrounding the tube 1 and connected to this casing by welding play the same role as the parts 7 (FIG. 5). The non-lined portion is separated from the lined portion by a metal ring 9 itself coated with refractory lining at 10 and the casing 2 as well as its annular lining 4 are pierced with gas outlet openings 11.
In the example of the drawing, the casing 2 and the tube 1 are supported in a position slightly inclined to the horizontal by two blocks, one of which contains a hearth and the other a combustion gas outlet. .
The first block, made of refractory materials, is surrounded by a metal casing 12 and hollowed out by a chamber 13 forming a hearth with the passage opening 14 for one or more hydrocarbon burners (fuel oil for example); at the rear, this chamber 13 communicates with a combustion gas outlet manifold 15 into which the casing 2 opens, the latter resting on a metal collar 16 carried by the rear facade of the block. A seal 17, for example made of asbestos floss, is held between this collar, the front of the casing 12 and the casing 2.
The tube 1 passes through the collector 15 and engages in a passage 18 to which
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ends a descent chimney of the materials to be treated 19; a flange 20, provided on the periphery of the tube 1, and a gasket 21 provide the seal so as to prevent the passage of combustion gas into the chamber 19.
The second block 22 is pierced with an inclined hole in which the envelope 2 engages and can turn; it comprises internally a combustion gas collecting chamber 23 into which the openings 11 emerge and which is provided with a starting chimney 24. The tube 1 is provided, at its outlet end, with a door 27 permanently recalled to its closed position (which has been shown diagrammatically by the representation of a counterweight 28) so as to limit the losses of carbon dioxide.
When the furnace is used for the treatment of dolomite by the process forming the subject of the invention, a hydrocarbon such as fuel oil is burned in chamber 13 by adjusting the rate so as to bring the tube 1 to temperature. - required erasure, heating being provided by the combustion gases which enter the manifold 15 then into the jacket 5 to exit through the openings 11, the chamber 23 and the chimney 24. At the same time, we introduce, according to the first mode of execution of the process, the dolomite raw through the downcomer 19 and the assembly 1, 2, S is rotated (by means of any suitable type, not shown).
The dolomite progresses in ube 1 to the right, settles there, losing carbon dioxide and then cools as a result of the circulation of air in the unsheathed portion of the casing 2 (arrow f). Carbon dioxide accumulates in tube 1 from which, little by little, it expels the air; a sealing device may be provided at the outlet end of the tube 1 to prevent any re-entry of air and, at the inlet end of this tube or at the top of the chimney 19, a collar
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reader can be arranged for the capture / capture of excess carbon dioxide.
For the implementation of the method according to the second embodiment, it is possible to provide, as is indicated in phantom lines in FIG. 1, a device for introducing carbon dioxide into the tube. 1, in the form of a flue gas bypass; for this purpose, the first mass may include channels 25. 26 starting from the focus 13 and ending opposite the inlet of the tube 1.
The furnace of which an exemplary embodiment has just been described, whether fixed or rotating, can serve for purposes other than the implementation of the process forming the subject of the invention, it is It can thus be applied to the treatment of materials containing or which may contain sulfur, chlorine, nitrous or carbonate compounds giving rise, during pyrogenation, to gases whose action at the treatment temperature is more or less harmful to the walls of the ovens.
In certain cases, these gases will be condensed and when they are polluted, the liquids to which they give rise will be more or less contaminated with impurities which are difficult to remove.
The furnace also has its application when it comes to the decarbonation of natural single or isomorphic carbonates, calcium carbonate, for example magnesium carbonate, dolomite double carbonate of calcium and magnesium, zinc carbonate etc ..., as well as all organomagnesium or organo-zinc compounds; it is particularly suitable for the treatment of shales containing sulfur, bitumens and other shale compounds.
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Calcination in the presence of carbon dioxide, which requires indirect heating, is only useful for temperatures above 5000 or 600 depending on the case.
Consequently, the material to be treated can be brought up to the vicinity of this temperature of 500 or 6000 by direct heating, in particular by means of the gas escaping through the chimney 24. In the example of the drawing, we For this purpose, a pipe 29 has been shown starting from the chimney 24 and opening into a rotating tube 30 through which the raw material to be treated is discharged into the chimney 19.
This heating tube 30 can be constructed very simply from sheet metal and receive the material, at the end not shown, for example by a hopper. At 31 is indicated a seal.
There is also no drawback to heating directly with gases, from 0 to 500 or 600 / raw dolomite or grains of decarbonated dolomite.
The use of the reheating tube 28 therefore makes it possible to use the calories of the very hot gases which come out of the furnace to heat the dolomite to a temperature of 500 to 600 which makes it possible not to have to produce in the furnace. indirect heating, that a temperature rise of approximately 2000.
In the example of FIG. 6, a collector designated as a whole by 32 is added to the outlet end of the refractory tube 1.
The manifold 32 comprises a sleeve 33 in which the end of the tube 1 engages, and which, like this tube, is provided with rings 34 alternating with the rings 35 of the tube 1 to form a seal. labyrinth seal. At its base,
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the collector 32 communicates, by a hopper 36, with a tube 37 which is crossed, at the top, by a sliding register 38 and which is closed, at its base, by a door 39 pivotally supported at 40 and provided with a operating lever 41. Thus is formed an airlock which is filled so as to evacuate by pulling then pushing back the register 38 and which is then emptied by rotating the door 39 around its pivot 40 without it. appreciable air re-entering the oven.
The collector 32 is further provided with cooling means, either externally or internally, or both externally and internally. In the example of the drawing, the collector 38 as well as the hopper 36 and the tube 37 are provided, on the outside, with fins 42; in addition, the hopper 36 and the collector 32 are crossed by a pipe conveying a cooling fluid. It was assumed here that the piping comprised a tube 43 provided with external fins 44 and supplied with air by a fan 45.
- CLAIMS -
1. Process for the production of products based on magnesia and calcium carbonate, process according to which, in the presence of carbon dioxide, at a temperature of 500 to 800, a raw material which is the product, optionally hydrated, is treated. , the calcination of dolomite, with the characteristic that after having subjected the raw material to the maximum temperature envisaged for the treatment, it is allowed to cool or it is cooled in the presence of carbon dioxide.