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La prisent$-invention *et relative à la récupération de déchets métalliques de voleur et concerne plus ports.
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cul1ement la o4p&ratton de Métaux de déchet, de ma%1%Poa crganiques y adherentes,
La présente invention est particulièrement pro-
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pro A la 40qàriflion d'aluminium W partir de déchet. d'al1* minium. Un quantié considérable de ces déchets provient d'installations réalisant l'impression sur touille@ d'alu-
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mir4un. feuille t. !4nfalel1\.nt m\u, fi DUr Il rage polt6"" rlewe dt ¯t1èl' organique, telle qu'une cire# une ImIt1" plastique, une laquez du papier ou du carton.
L'aluminium métallique peut intervanir pour 7 55% dans le poids total des déchets.
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la* d4Qhe%4 d*41um:tn.ium %on% g4nÔcéÀ%&On%, recuttle lis et e billé6 an vue de ou de MtpiMt Il* non% trj,:t.4a. QQ10a 1,%,% teqbniques $pie"eµt PlI' OUVOr- ture dee balles et d4<3htq& do la maùèree pute intro- duction, par soufflage de la matière déchiquetée, dom une
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1nataJ.laticm de oqmbuatign en continu. L%<m%1ñ est entl4au née dans Itinetellation di combuatiQnt -PU1fi est êmln68 . 1 '\ml des extrémités d'une rigola de combustion allongée.
La base de la rigole est réalisée au moyen d'une plaque de tôle d'acier
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plant,t -sur laquelle oirgule un tt'@n3rte\n' é ehatu powvo de pales en acier, de manière à déplacer constamment la matière en combustion dans la rigole. Un couverole Isolé pourvu de plusieurs cheminées d'évaquation de fumée est agencé au-dessus da la rigole et l'Air de combustion est admis dans celle-Ci' Immédiatement au-dessous du couvercle, A Vautre extrémité de la rigole, la matière brûlée est broyé' ou écrasée et soumies à une séparation mécanique,
La pantie contenant l'aluminium
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est ensuite passée au travers d'un four rotatif à une tem- pérature d'environ 510 C, où la plus grande partie du , carbone est brûlée.
La technique de combustion en continu ci-dessus décrite est sujette à plusieurs inconvénients sérieux. Le plus sérieux de ces inconvénients implique des réactions de type thermique par lesquelles une partie de l'aluminium réagit très violemment avec l'oxygène et produit des tempé- ratures de l'ordre de 1.260 C. Ces températures élevées font fondre l'aluminium environnant, le rendent adhèrent et font qu'il obstrue l'intérieur de la rigole. Les tempéra- tures élevées exercent aussi un effet destructeur sur la matière isolante qui est utilisée pour la garniture de la rigole. Il en résulte que le fonctionnement du système est intermittent plutôt que continu. Ce système est donc très coûteux en ce qui concerne le fonctionnement et l'entretien .
Un autre inconvénient de la rigole de combustion en continu réside dans le fait qu'elle produit une quantité exigére de fumée noire et épaisse qui est dommageable.
Cette fumée a été mesurée et a donné lieu à un indice de 4, de manière constante, à l'échelle de Ringelman, cet indice étant très rarement de 3. L'échelle de Ringelman s'étende de 0 à 5, l'indice 5 étant celui d'une fumée de noirceur et densité maximale.
La présente invention résoud les problèmes ci- dessus décrits du système de combustion continue pour la séparation de matières organiques, des déchets d'aluminium.
La présente invention permet de traiter les déchets d'alu- minium en continu dans une installation relativement compacte et peu coûteuse. En outre, les déchets d'aluminium valori- sables sont récupérés avec un degré de pureté élevé et l'opê- t ration ne présente aucun danger de réaction de type thermique.
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L'installation n'est jamais soumise à des températures su- périeures à environ 593 C, de sorte qu'aucune fusion ne se produit et qu'aucun effet destructeur n'agit sur la matière isolante de l'installation.
Dans son ensemble, la présente invention donne les meilleurs résultats lorsqu'on chauffe les déchets d'alu- minium dispersés dans une atmosphère non oxydante (par exemple carbonée) à une température (par exemple de 371 à 593 C) suf- fisante pour évaporer ou évacuer les composants volatils de la matière de revêtement. Ceci donne un produit comprenant de l'aluminium, du carbone et ces cendres, dont l'aluminium peut être facilement séparé par des moyens mécaniques.
Comme décrit plus en détail ci-après, les déchets de feuilles d'aluminium déchiquetés et dispersés sont traités, selon une forme de réalisation, dans un four à soles multiples dans lesquelles on maintient une atmosphère non-oxydante.
On fait passer la matière de rebut au travers du four, succes- sivement le long de chacune des soles. Ce mouvement des déchets s'effectue au moyen de bras de râblage tournant au- dessus de chaque sole. Les bras de râblage sont pourvus de dents de râblage biseautées qui ratissent les déchets et, grâce à l'angle du biseautage de chaque série de dents, ils poussent la matière radialement vers l'intérieur ou vers l'extérieur, le long des soles, vers des orifices de sortie, d'où la matière passe finalement sur la sole inférieure sui- vante. Au cours de son passage au travers du four, la matière de déchet est débarrassée de ses composants volatils qui se dirigent vers le sommet du four et sont soumis à une combustion réglée de manière à suppléer à la chaleur entrante.
Le produit sortant du four se compose d'aluminium métallique, de carbone et de cendre. Le carbone et la cendre, débarrassés
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à présent des composants volatils qui les liaient à l'alu- minium sont ensuite facilement séparés de l'aluminium par des moyens mécaniques.
Selon une autre forme de réalisation de la pré- sente invention, la matière de déchet est traitée dans un four rotatif dont l'axe longitudinal est légèrement incliné par rapport à l'horizontale . La matière est introduite dans l'extrémité supérieure du four et est dirigée vers l'extrémité inférieure, grâce au mouvement rotatif du four.
Des anneaux périphériques intérieurs sont prévus ,dans le four en des endroits écartés axialement et servent à pro- duire une action d'agitation ou de mélange de la matière de déchet déchiquetée, de sorte qu'on effectue ainsi un traitement vigoureux et uniforme.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, les composants organiques volatilisés qui ont été séparés de la matière de déchet sont brûlés à l'écart de la matière et la chaleur engendrée par cette combustion est utilisée pour provoquer une volatilisation supplémen- taire de la matière organique. Cette combustion s'effectue sans production de réactions de type thermique, grâce à 1'.introduction de quantités ajustées d'air atmosphérique en des endroits situés à l'écart du résidu métallique non vaporisé.
Les caractéristiques les plus importantes de l'invention ont ainsi été décrites de manière assez générale, afin que la description plus détaillée qui suit puisse être plus facilement comprise et afin que la présente contribution au progrès de la technique puisse être mieux appréciée.
L'invention comporte évidemment des caractéristiques supplé- mentaires qui seront décrites ci-après. Les spécialistes
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comprendropt que la conception sur laquelle est basée la présente description peut être facilement utilisée comme base pour concevoir d'autres constructions en vue de réa- liser d'autres objets de l'invention. Il est de ce fait important que les revendications soient considérées comme incluant de telles constructions équivalentes, qui ne s'écartent pas de l'esprit et de la portée de l'invention.
Des modes de réalisation particuliers de l'inven- tion ont été choisis dans un but illustratif et descriptif et sont représentés dans les dessins annexés.
Dans ces dessins:
La figure 1 est une représentation schématique . d'un système de récupération de déchets d'aluminium selon les principes de la présente invention; la figure 2 est une coupe, en élévation latérale, d'un four à soles multiples formant une partie du système de la figure 1; la figure 3 et une vue en coupe prise le long de la ligne 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est une vue en coupe prise le long de la ligne 4-4 de la figure 2 ; et la figure 5 est une vue en élévation latérale, en coupe partielle, d'une disposition de four rotatif constituant une alternative d'une partie du système de la figure 1.
Dans le système de la figure 1, des balles 10 de déchets d'aluminium sont amenées par un transporteur à courroie 12 et sort déversées dans une trémie 14 d'une déchi- queteuse 16. La déchiqueteuse sépare la matière emballée en fragments individuels qui passent ensuite au travers d'une conduite transporteuse 18. La conduite transporteuse
18 débouche dans un transporteur à air 20 qui est actionné
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par un ventilateur 22.. Le ventilateur a pour misaion de @ convoyer les déchets d'aluminium déchiquetés vers un cyclone 24 où les fragments de déchets sont séparés du cou- @ rant d'air. Les déchets sortent ensuite du cyclone à la partie inférieure de celui-ci 24 et sont amenés, en passant par un orifice (tanche à l'air 26, dans un four 28 à atmos- phère ajustée.
L'intérieur du four 28 est maintenu à une tempéra- ture supérieure à 370 G, de préférence entre 482 et 593 C.
Ainsi donc, la composition de l'atmosphère du four est main- tenue sous contrôle précis, de sorte que de l'oxygène ne puisse entrer en contact avec l'aluminium métallique contenu dans la matière de déchet. Il en résulte que les matières organiques volatiles qui forment la grande partie des produits valorisables non-aluminium sont vaporisées et séparées des déchets solides. Ces matières sont ensuite évacuées ou, comme il sera décrit plus loin, brûlées et le produit de leur combustion évacué par une cheminée 29. Le restant de la matière de déchet, c'est-à-dire le résidu solide, composé principalement d'aluminium métallique valorisable , de carbone solide adhérant faiblement et de cendre, est amené à passer dans un séparateur mécanique 30, dans lequel ces matières sont broyées et séparées pour obtenir de l'aluminium de qualité élevée.
Comme indiqué plus haut, le four 28 peut être du type à soles multiples. Les figures 2 à 4 représentent un tel four. Comme le montre la figure 2, il est prévu un tour à soles multiples à atmosphère réglée 30, comprenant quatre soles 31, 32, 33 et,34, disposées l'une au-dessus de l'autre. La première sole 31 et la troisième sole 33 pré- sentent des orifices de sortie 38 près de leur centre afin
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de permettre à la matière de tomber sur la sole inférieure suivante. De même, la seconde sole 32 et la quatrième sole 34 présentent des orifices de sortie 40 près de leur péri- phérie, afin de permettre la chute de la matière vers la sole inférieure suivante.
Ainsi donc, la matière peut cir- culer de haut en bas du four 30 grâce à son mouvement de va-et-vient radialement vers l'intérieur et l'extérieur sur les différentes soles vers les orifices de sortie de ces dernières. En vue d'assurer ce mouvement de va-et-vient, on prévoit des bras de râblage 42, qui sont fixés à un arbre vertical commun 44, qui s'étend au travers de chaque sole.
L'arbre 44 et les bras 42 sont entraînés en.rotation au moyen d'un moteur 46, connecté à l'arbre sous le four.
Lorsque les bras de râblage sont en rotation, un certain nombre de dents de râblage 45 qui sont suspendues à chaque bras ratissent la-matière reposant sur la sole et, grâce à l'orientation angulaire des dents, ces bras poussent la matière vers les orifices des soles.
Une série de brûleurs 48 sont prévus en association avec le four 30 et débouchent dans les zones situées immé- diatement au dessus de chaque sole..Gomme il sera expliqué plus en détails dans la suite du présent mémoire descriptif, ces brûleurs sont spécialement réglés, de manière que les produits de combustion qu'ils amènent dans le four servent à maintenir une atmosphère carbonée réductrice dans le four, à tout le moins au voisinage des déchets d'aluminium valo- risables. Ainsi donc, la pression dans le four 30 est maintenue légèrement supérieure à la-pression atmosphérique, afin d'éviter que l'oxygène de l'atmosphère ne puisse être attiré dans le four.
Lorsque les déchets d'aluminium passent au travers
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du four 30, les températures élevées qui règnent dans celui-ci et qui sont produites par les brûleurs 48,ont pour objet de volatiliser la plus grande partie des ma- tières organiques associées aux déchets d'aluminium va- lorisables. Cette matière se dissocie des déchets et quitte la sole vers le haut. En introduisant des quan- tités ajustées d'air supplémentaire dans le four au-dessus des différentes soles, les matières organiques volatilisées peuvent être brûlées à l'écart de l'aluminium. Ceci permet d'éviter les incidences thermiques et, en même temps, ré- duit la quantité de chaleur devant être fournie par les brûleurs 48.
L'air supplémentaire est amené par des con- duites d'introduction 50 et son débit est ajusté au moyen de vannes 52 prévues dans chaque conduite.
On se réfère présent à la configuration structurelle spécifique du four 30 et on peut voir que celui-ci comporte une enceinte d'acier 60 de forme géné- rale circulaire qui s'étend verticalement vers le haut.
L'intérieur de l'enceinte 60 est garnie de briques réfrac- taires, comme indiqué par la notation de référence 62. Les différentes soles contenues dans le four sont'aussi réalisées en briques réfractaires, comme indiqué par la notation de * référence 64. Ces soles ont une configuration légèrement arquée, afin de leur conférer des propriétés de solidité et de capacité de charge. Le four 30 est supporté par des colonnes 66 au-dessus d'un sol ou d'une base 68, afin de ménager de la place pour les différentes constructions de- vant être disposées en dessous du four.
Ainsi qu'il apparait, l'arbre vertical 44 s'étend sur toute la longueur du four 30 et vers le bas à travers le fond de celui-ci jusque dans un bâti palier et de support
70 qui repose sur la base 68. Le moteur 46 repose sur un
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autre bâti 72 et entraîne l'arbre 44 en 'rotation par l'en- tremise d'un système 74 à pignon et engrenage. Un joint à sable 76 est prévu à la partie inférieure ou fond du four afin de permettre à l'arbre 44 de tourner, tout en évitant des fuites de gaz par cette partie inférieure du four. Un autre joint 78 est prévu au sommet du four pour des raisons similaires.
Les différents bras de râblage 42 s'étendent, comme le montre la figure 2, radialèment vers l'extérieur à partir de l'arbre 44 et dans chacune des soles 31, 32, 33 et 34. Les dents de râblage 45 sont suspendues aux bras 42 à un niveau immédiatement supérieur au plan des soles.
Comme le montrent les figures 3 et 4, les dents 45 sont biseautées de manière que, lorsqu'elles tournent, elles produisent un mouvement radial vers les orifices 38 ou 40 de leur sole respe ctive .
Certaines parties critiques du four 30 sont re- froidies au moyen d'un système de courant d'air bien connu.
Comme le montre partiellement la figure 2, l'arbre vertical commun 44 est creux et est pourvu d'un tube concentrique interne 44a. Les bras de râblage 42 s'étendent au travers de l'arbre et dans le tube. De l'air de refroidissement est insuflé dans le tube 44a par un ventilateur situé sous le four et passe par un conduit ménagé dans chaque bras de râblage et retourne par un passage situé au voisinage de l'espace compris entre le tube 44a et l'arbre 44, d'où il est évacué. Cet air de refroidissement a donc pour mission de prévenir un chauffage excessif des bras et des dents de râblage. L'air de refroidissement est en même temps maintenu isolé de l'atmosphère à l'intérieur du four lui-même.
Le sommet du four 30 de même que la cheminée d'évacuation 29 sont garnis de briques réfractaires, comme
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indiqué par la. notation de référence 64.
Comme représenté de manière typique par la notation de référence 92, plusieurs orifices d'entrée de brûleur sont pratiqués au travers de la paroi externe du four. Ces orifices d'entrée communiquent avec les brûleurs 48 'et sont disposés dans chaque zone de sole, de manière à permettre le contrôle des conditions de température et d'atmosphère à l'intérieur de chaque zone de sole.
Par ailleurs, comme illustré de manière typique par la notation de référence 94, plusieurs orifices d'entrée sont prévus, par lesquels de l'air supplémentaire peut être introduit dans chacune des soles.
Au cours du fonctionnement du'système, les 'brûleurs et les orifices d'entrée d'air supplémentaire sont ajustés de manière à maintenir la sole supérieur 31 à une température comprise entre 482 et 593 C: La seconde sole 32 et la troisième sole 33 sont maintenues à une tem- pérature comprise entre 48 et 593 C tandis que la sole inférieure est maintenue à environ 371 C.
Lorsque les déchets sont râblés sur ledifférentes soles au moyen des dents de râblage 45, en présence de l'atmosphère non oxydante de température élevée régnant à l'intérieur du four, la matière organique contenue dans les déchets se volatilise et se carboniseµ
Le produit final sortant du four comprend en- viron 90% d'aluminium et 10% de carbone et de cendre, ce qui permet de récupérer de manière particulièrement complète l'aluminium valorisable des déchets.
L'utilisation de la technique du chauffage en 'atmosphère ajustée pour volatiliser et séparer certaines
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parties organiques des déchets d'aluminium permet d'uti- liser une enceinte de traitement de loin inférieure en encombrement que celle qui serait nécessaire pour la technique de combustion classique à l'air libre. Ainsi, alors qu'un débit d'alimentation en déchets de 3.268,7 kg/h nécessiterait une surface de sole comprise entre 371,61 et 464,52 m2, la technique de la présente invention permet de traiter des déchets en une quantité de 3.628,7 kg/h avec une superficie de sole de moins de 102 m2.
La figure 5 montre une variante de four de type rotatif à atmosphère contrôlée 100. Le four 100 comprend une enceinte tubulaire allongée 102 en acier ou matière similaire et son axe longitudinal est incliné très légèrement par rapport à l'horizontale .
L'enceinte 102 est pourvue de bagues de roulement externes 104 qui reposent sur des paliers à galets 106, ces derniers étant à leur tour montés de manière à tourner librement sur des supports 108. Un engrenage annulaire externe 110 entourant l'enceinte 102 est également prévu.
Un pignon 112 coopère avec l'engrenage annulaire 110, pour entraîner l'enceinte 102 en rotation autour de son axe longitudinal. Le pignon 112 est entrainé par un moteur 114 et celui-ci, de même que le pignon 112, sont montés sur un support commun 116.
Le four de type rotatif 110 est fermé à chacune de ses extrémités par des ensembles non rotatifs avant et arrière 118 et 120. L'ensemble avant 118 est monté fixe, tandis que l'ensemble arrière 120 est pourva de galets 122 qui roulent sur des rails 124, afin de suivre l'expansion longitudinale de l'enceinte 102 et de permettre l'accès à l'intérieur du four.
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Un brûleur 126 est monté sur l'ensemble arrière 120, de manière à éjecter ses produits de combus- tion dans un sens longitudinal au travers du four. Le brûleur 126 a pour mission de produire une température pré- , déterminée dans tout l'intérieur du four et de maintenir dans ce dernier une atmosphère sensiblement non oxydante.
Une goulotte 128 pour 1'introduction de la ma- tière est prévue dans l'ensemble avant 118. Cette gou- lotte amène les déchets d'aluminium déchiquetés dans l'extrémité supérieure de l'enceinte 102 et, tandis que celle-ci tourne, la matière de déchet solide est lente- ment mise en mouvement vers l'extrémité opposée. La matière entièrement traitée est déchargée ici comme dans un four classique. Au cours du traitement et, comme dans le mode de réalisation précédent certaines fractions organiques de la matière de déchet sont volatilisées et évacuées sous forme gazeuse. Les produits gazeux produits dans le four sont recueillis dans l'ensemble supérieur 118 et sont évacués par une cheminée 130.
L'intérieur de l'enceinte 102 est garni de briques réfractaires comme indiqué par la notation de ré- férence 132 afin de protéger l'enceinte d'acier, des effets des températures élevées produites dans le four. En plus, des nervures longitudinales surélevées en briques réfrac- taires 134 sont prévues en différents endroits périphérique- ment espacés sur la surface interne de l'enceinte 102. Ces nervures captent la matière de déchet en mouvement et ont une action d'agitation et de mélange ayant pour but d'expo- ser plus complètement et plus uniformément la matière aux températures et à l'atmosphère internes du four.
De l'air supplémentaire est amené à l'intérieur du four 100 en différents endroits répartis sur sa longueur.
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Ceci est réalisé au moyen d'un faisceau de conduites d'air 136 qui s'étendent axialement vers l'intérieur de l'ensemble 118. Comme indiqué, ces conduites se terminent chacune en un endroit différent tout au long du four. Des vannes 138 sont intercalées dans chaque conduire en un endroit situé à l'extérieur du dispositif 118, de manière à réaliser un ajustage précis de la quantité d'air supplémentaire introduite à chaque endroit le long du four. Les conduites sont supportées en une position essentiellement axiale au moyen d'un câble de suspension 140 qui est fixé à chaque extrémité des ensembles avant et arrière 118 et 120 respec- tivement.
Comme dans le type de four à soles montré aux figures 2 à 4, le four du type montré par la figure 5 maintient une atmosphère et une température internes ajustées ayant pour but de volatiliser les fractions organiques de la ma- tière de déchet en mouvement le long du four. Les gaz vola- tilisés sont ensuite mélangés à de l'air supplémentaire et sont brûlés à l'écart de l'aluminium métallique valorisable, de manière à éviter des réactions de type thermique et, en même temps, de manière à produire de la chaleur additionnelle pour contribuer à la volatilisation de matière organique supplémentaire.
Il y a lieu de noter qu'avec la disposition selon la présente invention, on arrive à récupérer un produit présentant un degré de pureté élevé. En outre, les besoins en énergie sont maintenus à un niveau bas, étant donné qu'une grande partie de la chaleur est obtenue par la combinaison de la matière organique associée aux déchets d'aluminium.
En même temps, la manière selon laquelle cette combustion est réglée prévient la fusion indésirable et/ou l'oxydation
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de l'aluminium métallique valorisable.
L'invention ayant ainsi été décrite avec réfé- rence particulière aux modes de réalisation préférés de celle- ci, il apparaîtra évident aux spécialistes que différentes modifications peuvent être apportées à l'invention sans s'écar- ter de l'esprit et des limites de celle-ci.
REVENDICATIONS 1.- Procédé pour débarrasser un métal de matières organiques combustibles y adhérant, caractérisé en ce qu'on chauffe ce métal et cette matière dans une atmosphère non oxydante à une température suffisante pour séparer par distillation la fraction volatile de cette matière organique et on sépare ensuite physiquement la matière non métallique du métal précité.