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"Procédé et installation pour la fabrication de produits granulés"
La présente Invention a pour objet un procédé et une installation ayant pour but de transformer une matière de départ pulvérulente en granules de dimensions uniformes, ceci de façon continue.
Selon ce procédé, la matière pulvérulente est d'abord transformée, par mélange avec un liait et pétrissage, en une masse de consistance plastique, puis cette masse plastique est découpée en éléments granuleux, lesquels sont
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amenés à leur état final dens un dispositif de granulation du type usuel
Suivant un mode opératoire, la fabrication des granules comporte trois stades successifs:
a) Dans un premier stade, la matière do départ, pulvérulente et sèche, additionnée d'un liant, est transfor- mée par brassage dans un dispositif mélangeur, en éléments pouvant être grumeleux et hétérogène, mais ayant une certaine plasticité. b) Dans le second stade, ces éléments sont mis en masse compacte par compression et la masse comprimée est découpée par un dispositif approprié, du genre râpe ou analo- gue, en graine consistante ayant approximativement les dimen- nions dos granules à obtenir. c) Dans le troisième stade, on achève la granula- tion à la composition, à la consistance et à la dimension définitive des granules, selon le processus habituel dans un granulateur do type usuel.
Selon ce procède, on peut obtenir la transformation continue à grand débit et dans de bonnes conditions économi- ques, de toute matière pulvérulente en granules de dimensions prédéterminées aptes aux usages visés.
Dans le premier stade de la transformation de la matière pulvérulente en éléments grumeleux de consistance pâteuse, on pout utiliser comme liants toutes aortes de solu- tions aqueuses de produits organiques ou non. On se sert avan- tageusement des lessives résiduaires au bisulfite, telles que celles obtenues dans certaines industries, comme la fabri- cation de pâte à papier, ce qui constitue une utilisation intéressante de ces lessives. Mais on peut aussi utiliser de la poudre de brai cellulosique, de la gélatine d'es, du glycolate cellulosique de sodium, de l'orthosilicate, de la
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m611"', de la saline, des ruinée à baie d'ur...tormald6nydo ou à boue de ph6nol.rormQlàhYd. solubles dans 110*up etc...
Le cas échéant dans cette phase, en quelque aorte préparatoire, de la matière à transformer en granules, on peut ajouter à la masse des agents dispersants, des acides, ou tous produits d'appoint désirables.
Le second stade du procédé comporte la double opé- ration simultanée de compression et de découpage. Il est réalisé de façon adéquate dans un dispositif comparable aux appareils à hacher la viande, dans lesquels la matière est comprimée sur l'organe découpeur pour sortir en éléments sensiblement calibrés conservant néanmoins une consistance pâteuse.
Le troisième stade réalise la stabilisation des éléments découpés en les amenant à la consistance définitive solide et dure que doivent présenter les granules. Dans ce stade, on procède selon les modes de granulation connus, en
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particulier dans un r<.<nulateur à plateau rotatif incliné.
Dans cette opération, les granules peuvent recevoir un enrobage de matière pulvérulente fixé par addition d'un liant, tel qu'une lessive résiduaire ou autre.
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Dans ce CZ'i1nulntG\U', les grutiulon en formation peu- vent aussi recevoir tout traitement physique ou (Unique complémentaire, addition do composants, séchât; , etc. *
Le procédé selon l'invention est applicable à toute* matières pulvérulentes. Il est particulièrement avantageux pour la transformation en granules d'engrais finement moulus, tels que les scories THOMAS pulvérisées, la farine de phos- phate naturel brut, les minerais phosphatés pulvérulents en partie désagrégés, les mélanges d'engrais salins, tels que urée, nitrophosphates d'ammoniaque, superphosphate triple, sulfate de potasse.
Mais le procédé peut également être
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utilité pour la préparation de Veinée synthétique et dans toutes industries chimique ,
La mise en oeuvre de l'invention sera plus amplement décrite en référence aux dessine annexés qui roprésentent, à titre d'exemple non limitatif, une installation de fabrication de granules.
La figure 1 est une vue en élévation schématique de l'installation.
La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 11-11 de la figure 1.
L'installation de traitement se compose de trois postes successifs: un poste A de mélange et de mise en état plastique du produit à transformer; un poste U de division de la masse plastique; un poste 0 de granulation finale.
Le poste A comprend essentiellement un mélangeur 1, par exemple du type désigné sous les noms commerciaux de LODIG ou DRAIS, lequel reçoit en 2 les produite de départ amenés par un transporteur 3. A l'entrée 2 du mélangeur, une tête de pulvérisation 4 alimentée par une tuyauterie 5 déverse dans la masse le liant convenable* La sortie 6 du mélangeur se trouve en regard de l'admission 7 au poste B.
Celui-ci comprend un couloir B à vis sans fin, à l'extrémité duquel est disposé le cylindre diviseur rotatif 10. Ce cylindre affecta la forme d'une râpe cylindrique tour- riant /.Autour d'un axe vertical. Sur le cylindre 10 est appli. que un autre cylindre 11, également rotatif, aménagé pour assurer le nettoyage du cylindre diviseur 10, tel qu'un cylindre-brosse tournant à vitesse plus grande que le cylindre 10.
L'ensemble 8-9-10 est comparable à un dispositif hache-viande dans lequel la vis 9 comprimer matière sur le
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cylindre 10 qui la découpe en éléments fine D qui tombent en chute libre pour être recueillie par le poste C. i
Ce poste C comprend essentiellement un granulateur @ 12 à plateau rotatif incliné avec collerettes périphériques @ 13, 14. Au-dessus de ce plateau, en tout endroit approprié, est placé le dispositif 15 de pulvérisation de liquides d'appoint, liant ou autre.
Au-dessus du granulateur 12-14 est prévu un couloir @ à vis 16 recevant d'un transporteur 17 avec réserve régula- trice 18. le produit pulvérulent d'enrobage des granules.
A la suite du grnulateur 12 est disposé un crible 19 séparant les granules trop gros et/ou trop petits et déversant les produits triés et calibrés sur un transporteur 20 qui les porte au stockage.
La matière pulvérulente à transformer en granules est déversée du transporteur 3 dans l'orifice d'alimentation 2 du broyeur 1. En même temps, le liant, tel qu'une lessive résiduaire au bisulfite, est projeté dans l'admission 2 par la tête de pulvérisation 4. La matière humidifiée par le liant, pétrie dans le mélangeur 1, est déversée par l'orifice 6 dans la trémie 7.
La quantité de liant admise dans le broyeur 1 est déterminée en fonction de la consistance plastique, analogue à une pâte argileuse, à obtenir à la sortie du broyeur.
Cette détermination est importante, car trop d'humidité donne une masse trop onctueuse impropre aux opérations ultérieures, tandis qu'une insuffisance d'humidité donne une masse trop sèche difficile à travailler. D'une façon générale, la teneur en humidité est réglée de telle façon que la masse amenée au façonnage et ensuite à la granulation contienne environ 5 à 15% d'eau, de préférence 8 à 12%.
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La masse grumeleuse et de consistance plastique tombant du broyeur 1 dans la trémie 7 est entraînée dans le couloir 8 par la vis 9 qui la comprime en sorte de gâteau consistant appliqua contre la râpe 10, Celle-ci, par ses dents, découpe dune le gâteau des crains U qui tombent directement dans le plateau du granulateur 12.
Dans ce granulateur est déversée par 16 la matière pulvérulente E identique à la matière de départ ou différente servant à assurer un enrobage des granules,
Les granules formés passent dans la première colle- rette annulaire 13 où ils peuvent être traités, Ce traitement peut être assuré par les ajutages pénétrant dans la masse des granules et injectant de l'air ou de la vapeur d'eau surchauf- fée ou non. Il peut être complété par projection en 15 de liquides tels qu'acides ou ammoniaque, ou de solides pulvé- rulents.
Le traitement peut être complété dans une seconde collerette annulaire 14 par ajutages. En particulier cette collerette 14 peut assurer le refroidissement des granules avant leur déversement dans le crible 19, qui sépare les éléments trop gros ou trop fins. Au crible 19 cet avantageuse- ment associé un dispositif dépoussiéreur (non représenté).
Des moyens de séchage peuvent aussi être adjoints au granu- lateur 12.
L'utilisation de l'installation ci-dessus décrite sera illustrée 4 titre indicatif, mais non limitatif, par les exemples ci-après.
EXEMPLE 1
De la farine de scorie Thomas, avec 17,3% d'acide phosphorique total et 15,4% de P2O5 soluble dans l'acide citrique, est introduite dans un mélangeur du type LODIQ avec 12 parties d'une lessive résidiaire au bisulfite à 35 degrés diluée dans l'eau dans une proportion de 1 à 5. L'ensemble est converti en pâte.
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La masse ainsi obtenue à partir de farine Thomas pulvérulente et sèche est à l'état plastique tout en étant légèrement grumeleuse. Elle est alors introduite dans le dispositif découpour ci-dessus décrit. Au moyen de la via sans fin, elle est amenée au cylindre diviseur en rotation pourvu de trous de râpe de 1 mm de diamètre, et divisée en grains de 1 mm de diamètre.
Le granulé très fin ainsi obtenu, qui ressem- ble à du caviar, passe dans le granulateur à plateau qui fait suite et continue d'y subir un processus de granulation qui l'amène à former des Grains d'un diamètre maximum de 3 mm, avec un enrobage de farine de scorie Thomas de départ séchée à 2% grains qui sont eux-mêmes sèches artificiellement ensuite,
On obtient de cette façon des grains d'un diamètre de 1,5 mm à 3 mm au plus, avec 10,2 d'acide phosphorique total, 16,3% de P2O5 soluble dans l'acide citrique et 0,9% d'eau.
' ' EXEMPLE 2
Un mélange d'encrais de composant de superphosphate double, de phosphate d'ammoniaque ainsi que de sels azotés et potassiques avec 13% d'azote, 9% d'acide phosphorique et 14% do potassium, et avoo addition de $'/ d'un acide phos- phorique à 25%, de 3% d'eau, est mêlant dans un mélangeur DRAIS de façon suffisamment intime pour être transformé en une masse plastique qui est à son tour amenée à l'état granu- leux dans l'appareillage décrit ci-dessus.
. Lsa crains quittant le dispositif découpeur à vis sans fin tombent dans un plateau granulateur où ils reçoivent un traitement ammoniacal au moyen d'ajutages pénétrant dans la masse, qui injectent trois parties d'une solution ammoniacale à 41% de N. Los grains qui, par suite de ce processus, se trouvent échauffés sur leur surface et qui sont de composition
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14/10/14 sont alors refroidis à l'air et amenés à replace- ment de stockage par bande transporteuse.
EXEMPLE 3
Du phosphate de Gafsa, de consistance terreuse mol- le, contenant 29,3% d'acide phosphorique total et 11,5% 'd'acide phosphorique soluble dans l'acide citrique, moulu jusqu'à une finesse de 90% au crible DIN 100, est intimement mêlant dans un mélangeur LODIG avec 15 parties d'une solution aqueuse à 3% de méthylcellulose, celle-ci vendue sous le nom commercial de "Tylose". La masse plastique ainsi obtenue est introduite dans le dispositif découpeur à vis sans fin décrit ci-dessus. Les granules ainsi formés sont ensuite sèches artificiellement.
On obtient des granules stables et facilement solu- bleu ayant la môme composition approximative que le produit de départ.
En solution ou dans le sol, ces granules se redivi- sent en poudre ayant la même structure farineuse que le produit de départ.
EXEMPLE 4
Une masse pressée de résine au phénol se composant de 40% de résine phénolique et 60% de charge est plastifiée dans un mélangeur NIAIS avec addition de 10% d'eau. La masse obtenue est transformée en granules de 2 mm dans le dispositif découpeur ci-dessus décrit. Dans un plateau de granulation, cet granules reçoivent un enrobage avec 3% du matériau de départ pulvérulent et sont ensuite sèches. On obtient ainsi une masse pressée de résine phénolique en forme de granules bonne à travailler, ayant une densité apparente de 550g par litre.
EXEMPLE 5
Une masse de résine à base de formaldéhyde d'urée est introduite avec une solution concentrée de résine à base
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de formaldéhyde d'urée dune un mélangeur LöDIG et y est amenée à l'état plastique, La masse est ensuite soumise au même traitement que celui de l'Exemple 4. Conne produit de poudrage, on utilise 2 du produit de départ pulvérulent*
Après avoir procédé au Bêchage artificiel, on obtient une mars,10 pressée sèche de résine à base de formaldéhyde d'urée avec une densité opparente de 600 g par litre.
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"Process and installation for the manufacture of granulated products"
The object of the present invention is a process and an installation having the aim of transforming a pulverulent starting material into granules of uniform dimensions, this continuously.
According to this process, the pulverulent material is first transformed, by mixing with a binder and kneading, into a mass of plastic consistency, then this plastic mass is cut into granular elements, which are
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brought to their final state in a granulation device of the usual type
According to one procedure, the manufacture of the granules comprises three successive stages:
a) In a first stage, the starting material, pulverulent and dry, with the addition of a binder, is transformed by stirring in a mixing device, into elements which may be lumpy and heterogeneous, but having a certain plasticity. b) In the second stage, these elements are brought into a compact mass by compression and the compressed mass is cut by a suitable device, of the rasp type or the like, into a consistent seed having approximately the dimensions of the granules to be obtained. c) In the third stage, the granulation is completed with the composition, the consistency and the final size of the granules, according to the usual procedure in a granulator of the usual type.
According to this process, it is possible to obtain the continuous transformation at a high rate and under good economic conditions, of any pulverulent material into granules of predetermined dimensions suitable for the intended uses.
In the first stage of the transformation of the pulverulent material into lumpy elements of pasty consistency, all aortas of aqueous solutions of organic products or not can be used as binders. Residual sulphite detergents, such as those obtained in certain industries, such as the manufacture of pulp, are advantageously used, which constitutes an attractive use of these detergents. But it is also possible to use cellulosic pitch powder, es gelatin, sodium cellulosic glycolate, orthosilicate,
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m611 "', saline, ruined to bay of ur ... tormald6nydo or ph6nol.rormQlàhYd mud. soluble in 110 * up etc ...
If necessary in this phase, in some preparatory aorta, the material to be transformed into granules, can be added to the mass of dispersing agents, acids, or any additional desirable products.
The second stage of the process involves the simultaneous double operation of compression and cutting. It is suitably produced in a device comparable to meat mincing devices, in which the material is compressed on the cutting member to come out in substantially calibrated elements which nevertheless retain a pasty consistency.
The third stage stabilizes the cut elements by bringing them to the final solid and hard consistency that the granules must have. In this stage, one proceeds according to the known granulation methods, in
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particularly in a r <. <tilted rotary table regulator.
In this operation, the granules can receive a coating of pulverulent material fixed by the addition of a binder, such as waste liquor or the like.
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In this CZ'i1nulntG \ U ', the grutiulon in formation can also receive any physical treatment or (Complementary single, addition of components, drying, etc. *
The process according to the invention is applicable to any * pulverulent materials. It is particularly advantageous for processing into finely ground fertilizer granules, such as pulverized THOMAS slag, raw natural phosphate flour, powdered partially broken up phosphate ores, mixtures of saline fertilizers, such as urea, ammonia nitrophosphates, triple superphosphate, potassium sulphate.
But the process can also be
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useful for the preparation of synthetic vein and in all chemical industries,
The implementation of the invention will be more fully described with reference to the appended drawings which present, by way of nonlimiting example, an installation for manufacturing granules.
Figure 1 is a schematic elevational view of the installation.
Figure 2 is a sectional view taken along line 11-11 of Figure 1.
The treatment installation is made up of three successive stations: a station A for mixing and plasticizing the product to be transformed; a U-station for dividing the plastic mass; a final granulation station 0.
Station A essentially comprises a mixer 1, for example of the type designated under the trade names of LODIG or DRAIS, which receives at 2 the starting products brought by a conveyor 3. At the inlet 2 of the mixer, a spray head 4 supplied by a pipe 5 pours into the mass the suitable binder * The outlet 6 of the mixer is located opposite the inlet 7 to station B.
This comprises a corridor B with a worm screw, at the end of which is disposed the rotary dividing cylinder 10. This cylinder has the shape of a rotating cylindrical rasp /. Around a vertical axis. On cylinder 10 is applied. another cylinder 11, also rotating, arranged to ensure the cleaning of the dividing cylinder 10, such as a brush cylinder rotating at a higher speed than the cylinder 10.
The assembly 8-9-10 is comparable to a meat grinder device in which the screw 9 compress material on the
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cylinder 10 which cuts it into fine elements D which fall in free fall to be collected by station C. i
This station C essentially comprises a granulator @ 12 with an inclined rotating plate with peripheral flanges @ 13, 14. Above this plate, in any suitable place, is placed the device 15 for spraying additional liquids, binder or other.
Above the granulator 12-14 is provided a screw passage 16 receiving from a conveyor 17 with regulating reserve 18. the powdery product for coating the granules.
Following the grnulator 12 is placed a screen 19 separating the too large and / or too small granules and discharging the sorted and graded products onto a conveyor 20 which takes them to storage.
The pulverulent material to be transformed into granules is discharged from the conveyor 3 into the feed port 2 of the mill 1. At the same time, the binder, such as a bisulphite waste liquor, is projected into the inlet 2 through the head spray 4. The material moistened by the binder, kneaded in the mixer 1, is discharged through the orifice 6 into the hopper 7.
The quantity of binder admitted into the crusher 1 is determined as a function of the plastic consistency, analogous to a clay paste, to be obtained at the outlet of the crusher.
This determination is important, because too much humidity gives too smooth a mass unsuitable for subsequent operations, while insufficient humidity gives a too dry mass which is difficult to work. In general, the moisture content is controlled such that the mass fed to shaping and then to granulation contains about 5 to 15% water, preferably 8 to 12%.
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The lumpy mass of plastic consistency falling from the crusher 1 into the hopper 7 is drawn into the passage 8 by the screw 9 which compresses it into a sort of cake consisting of applied against the grater 10, The latter, by its teeth, cutting a le cake from the U fries that fall directly into the granulator tray 12.
In this granulator is poured by 16 the pulverulent material E identical to the starting material or different serving to ensure a coating of the granules,
The granules formed pass through the first annular collar 13 where they can be treated. This treatment can be provided by the nozzles penetrating into the mass of the granules and injecting air or superheated water vapor or not. . It can be supplemented by spraying liquids such as acids or ammonia, or powdery solids.
The treatment can be completed in a second annular flange 14 by nozzles. In particular, this collar 14 can ensure the cooling of the granules before they are poured into the screen 19, which separates the elements that are too large or too fine. With the sieve 19, this advantageously combines a dust collector device (not shown).
Drying means can also be added to the granulator 12.
The use of the installation described above will be illustrated by way of indication, but not limitation, by the examples below.
EXAMPLE 1
Thomas slag flour, with 17.3% total phosphoric acid and 15.4% P2O5 soluble in citric acid, is introduced into a mixer of the LODIQ type with 12 parts of a residual sulphite solution at 35 degrees diluted in water in a proportion of 1 to 5. The whole is converted into a paste.
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The mass thus obtained from pulverulent and dry Thomas flour is in the plastic state while being slightly crumbly. It is then introduced into the cutout device described above. By means of the endless via, it is brought to the rotating dividing cylinder with 1mm diameter rasp holes, and divided into 1mm diameter grains.
The very fine granule thus obtained, which resembles caviar, passes into the subsequent tray granulator and continues to undergo a granulation process there which leads it to form Grains with a maximum diameter of 3 mm. , with a coating of starting Thomas slag flour dried at 2% grains which are themselves then artificially dry,
In this way, grains with a diameter of 1.5 mm to 3 mm at most are obtained, with 10.2 total phosphoric acid, 16.3% P2O5 soluble in citric acid and 0.9% d 'water.
EXAMPLE 2
A mixture of double superphosphate component, ammonium phosphate, and nitrogenous and potassium salts with 13% nitrogen, 9% phosphoric acid and 14% potassium, and with the addition of $ '/ d A 25% phosphoric acid, 3% water, is mixed in a DRAIS mixer sufficiently intimately to be transformed into a plastic mass which is in turn brought to a granular state in the. apparatus described above.
. The fears leaving the endless screw cutting device fall into a granulator tray where they receive an ammoniacal treatment by means of nozzles penetrating into the mass, which inject three parts of an ammoniacal solution at 41% of N. Los grains which, as a result of this process, are heated on their surface and which are of composition
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10/14/14 are then air cooled and brought to storage repositioning by conveyor belt.
EXAMPLE 3
Gafsa's phosphate, of soft earthy consistency, containing 29.3% total phosphoric acid and 11.5% phosphoric acid soluble in citric acid, ground to a fineness of 90% by sieve DIN 100, is intimately mixed in a LODIG mixer with 15 parts of a 3% aqueous solution of methylcellulose, the latter sold under the trade name of "Tylose". The plastic mass thus obtained is introduced into the worm-screw cutting device described above. The granules thus formed are then artificially dried.
Stable and readily soluble blue granules are obtained having the same approximate composition as the starting material.
In solution or in the soil, these granules are redivided into a powder having the same floury structure as the starting material.
EXAMPLE 4
A pressed mass of phenol resin consisting of 40% phenolic resin and 60% filler is plasticized in a NIAIS mixer with the addition of 10% water. The mass obtained is transformed into 2 mm granules in the cutting device described above. In a granulation tray, these granules are coated with 3% of the powdery starting material and are then dried. There is thus obtained a pressed mass of phenolic resin in the form of granules which is good to work with, having an apparent density of 550 g per liter.
EXAMPLE 5
A mass of resin based on urea formaldehyde is introduced with a concentrated solution of resin based
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of urea formaldehyde from a LöDIG mixer and is brought there to the plastic state. The mass is then subjected to the same treatment as that of Example 4. As a powdering product, 2 of the powdery starting product is used *
After carrying out the artificial digging, a dry press of urea formaldehyde resin is obtained with an opaque density of 600 g per liter.