La présente invention concerne une installation pour séparer les particules en vrac de densités différentes, destinée, en particulier mais non exclusivement, à la récupération du cuivre dans les débris obtenus par déchiquetage de câbles électriques rebutés.
On sait que, lorsqu'un câble électrique neuf ne satisfait pas certaines exigences du cahier des charges (claquage de l'isolant pour un voltage jugé insuffisant, irrégularité dans l'épaisseur de l'isolant, défaut local, etc.), ce câble est rebuté et envoyé au déchiquetage. Cette opération consiste à sectionner le câble en des tronçons trés courts soumis à un décorticage qui sépare l'âme en cuivre de l'enveloppe isolante, généralement en matière plastique.
On traite de la même façon les câbles usagés qui proviennent d'une récupération quelconque.
En définitive, des tonnages importants sont traités chaque jour et les industriels se trouvent en présence de corps présentés en vrac sous la forme d'un mélange de particules de matières plastiques, de courts tronçons de fils métalliques, et même de tronçons mal décortiqués où la matière plastique adhère encore à l'âme métallique. L'un des procédés connus pour effectuer cette séparation consiste à utiliser un lit d'une poudre ayant une densité intermédiaire entre celles du cuivre et de la matière plastique. L'expérience montre que la mise en oeuvre de ce procédé est extrêmement longue et coûteuse, tandis que l'installation offre un débit relativement faible pour des investissements énormes.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en fournissant une installation permettant d'effectuer de façon très efficace, et avec un débit important, le triage de ces particules, tout en étant relativement peu coûteuse alors qu'elle permet sur désir d'effectuer en outre un classement des particules en fonction de leur granulométrie.
L'installation selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une table poreuse orientée sensiblement à l'horizontale, les particules à trier étant disposées en nappe sur une zone de sa face supérieure s'étendant d'une extrémité vers le centre de la table, cette dernière étant animée d'un mouvement propre à faire avancer la nappe en direction de l'autre extrémité de la table, des moyens pour souffler un fluide gazeux, par l'intermédiaire d'une buse, à travers la table de bas en haut et d'aval en amont par rapport au sens d'écoulement des particules, un premier déflecteur fixe étant prévu au-dessus de la table poreuse avec un bord inférieur parallèle à celle-ci pour laisser passer une nappe de particules d'épaisseur constante, ce premier déflecteur ayant un profil incurvé tournant sa concavité vers l'aval de l'écoulement de particules,
alors que le bord inférieur de ce premier déflecteur est placé en amont par rapport à la buse de soufflage, un second déflecteur fixe à section en V étant placé au-dessus de la table et de la buse, au moins partiellement en aval de cette dernière, avec en aval de la gouttière définie par l'ouverture du V, un organe disposé pour recevoir les particules les moins denses et les diriger hors de la zone du second réflecteur, I'extrémité aval de la table
débouchant sur un convoyeur qui reçoit les particules les plus
denses.
On peut raccorder l'extrémité aval de la table poreuse à un
tamis vibrant qui laisse tomber à travers ses mailles, celles des particules denses qui sont les plus fines, alors que les plus grosses passent sur le tamis pour être récupérées séparément.
D'autre part, on peut placer à la suite les unes des autres, plu
sieurs unités formées par une table et les dispositifs associés, en
réglant judicieusement les divers paramètres de chaque cellule
(vitesse et débit de l'écoulement gazeux, orientation des deflec-
teurs fixes, grosseur des mailles du tamis), on peut effectuer un
classement poussé en fonction de la granulométrie des particules
les plus denses, après l'opération de triage qui les sépare des parti
cules plus légères.
Le fond concave du premier déflecteur peut être disposé de
manière que les particules légères les plus fines qui sont entraînées
par le fluide gazeux soufflé à travers la table poreuse, soient
conduits par ce fond concave sur le convoyeur qui leur correspond, les premier et deuxième déflecteurs étant par ailleurs disposés de manière que les particules légères plus grosses s'accumulent et flottent dans un remous de l'écoulement gazeux défini entre les deux déflecteurs, pour déborder peu à peu au-dessus du second déflecteur et tomber également sur le convoyeur d'évacuation.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'installation suivant l'invention.
La fig. 1 est une vue d'ensemble d'une installation comportant deux cellules de séparation.
La fig. 2 montre une variante de l'installation.
Les fig. 3 et 4 montrent deux autres variantes.
On a représenté sur le dessin deux cellules de séparation 1 et 2 placées à la suite l'une de l'autre.
La cellule 1 comporte une table horizontale poreuse 3 qui est animée d'un mouvement vibratoire alternatif (flèche double 4) propre à faire avancer par le sens de la flèche 5, une masse de particules 6 posées en vrac sur cette table 3.
La masse 6 est un mélange de particules de compositions et de granulométries différentes dont des échantillons constitutifs ont été représentés à grande échelle dans des cercles A, B, C, D et E.
Par exemple, les particules C sont constituées par de la poussière ou par des tronçons fins et très courts de fils de cuivre; les particules B sont des tronçons un peu plus gros de fils de cuivre; les particules E sont en cuivre d'une granulométrie encore plus grosse. Par contre, les particules A sont constituées par de petits morceaux de matière plastique ou par des flocons de matière plastique déchiquetés; les particules B comprennent des morceaux plus gros 7 de matière plastique, et éventuellement des tronçons 8 mal déchiquetés, c'est-à-dire comprenant encore une âme de cuivre enrobée de sa gaine isolante en matière plastique.
Toutes ces particules A, B, C, D, E sont mélangées en vrac pour constituer la masse 6 envoyée dans l'installation. Cette masse 6 commence par passer sous le bord inférieur transversal 9 d'un déflecteur cylindrique concave 10. Ce déflecteur est monté à poste fixe et il tourne sa concavité vers l'aval.
Un second déflecteur 11 à section transversale en V est placé lui aussi au-dessus de la table poreuse 3, en aval du premier déflecteur 10. L'ouverture de la section en V du déflecteur 11 est tournée vers l'aval.
Dans l'ouverture de ce déflecteur 11, c'est-à-dire au-dessous de son bord supérieur 12, est placé un convoyeur d'évacuation 13 à bande sans fin qui circule dans le sens transversal, c'est-à-dire perpendiculairement au plan du dessin.
Sous la table poreuse et vibrante 3, entre les déflecteurs 9 et 11, on place une buse 14 qui souffle de l'air comprimé. Le jet d'air de cette buse est orienté obliquement de bas en haut et d'avant en arrière par rapport au sens de l'écoulement (flèche 5).
Le jet d'air traverse donc l'épaisseur de la table 3, les particules placées sur cette dernière entre les déflecteurs 10 et 11, et vient lécher la face concave du déflecteur 10.
A la sortie de la table 3, on place un tamis 15 à mailles fines.
Ce tamis est préférablement animé d'un mouvement vibratoire (flèche double 16).
A la sortie du tamis 16, on récupère une nappe de particules 17 qui est envoyée dans la seconde cellule de triage 2. Cette nappe 17 pénètre sur la table poreuse et vibrante 23 de la cellule 2 (mouvement vibratoire schématisé par la flèche double 24), puis elle passe sous le bord inférieur 29 d'un déflecteur fixe 30, est soumise à l'action du jet d'air soufflé par une buse oblique 34, passe sous le bord inférieur d'un second déflecteur 31, puis quitte la table 23 pour passer sur un tamis 35 animé d'un mouvement vibratoire (flèche double 36).
A la sortie du tamis 36, on récupère sur une table vibrante 38, une nappe de particules 39 ayant la composition E, et qu'on reçoit dans un bac 40.
Derrière le déflecteur 31 de la cellule 2 est placé un convoyeur d'évacuation 33 qui comporte par exemple une bande sans fin.
Le fonctionnement est le suivant:
La masse en vrac 6 passant sous le bord 9 du déflecteur 10 définit une nappe 41 d'épaisseur calibrée que traverse le jet d'air de la buse 14. Ce jet d'air provoque immédiatement l'envoi des particules ou flocons 42 les plus légers. Ces flocons sont formés par de la matière plastique déchiquetée. Par contre, les particules plus lourdes de matière plastique s'accumulent sous la forme d'une réserve 43 qui flotte dans le tourbillon d'air, entre les déflecteurs 10 et 11. Au fur et à mesure que cette réserve 43 est alimentée par le bas en particules de matière plastique, elle déborde audessus du bord supérieur 12 du déflecteur 11, pour tomber sur le convoyeur 13 (flèche 44). Les flocons 42 ayant suivi la concavité du déflecteur 10 tombent eux aussi sur ce même convoyeur 13.
Le mélange des particules 42 et 43 forme l'échantillonnage défini par la référence A.
Par contre, les particules de cuivre de la nappe 41 traversent le courant d'air sans quitter le contact avec la table poreuse 3. Elles passent sous le bord inférieur du déflecteur 1 1 et parviennent sur le tamis 15. Les plus fines particules de cuivre tombent à travers ce tamis dans un bac 45 pour former un tas dont C figure un échantillon.
Les particules de cuivre les plus grosses quittent le tamis 15 sans l'avoir traversé, et forment la nappe 17. Cette nappe peut contenir encore quelques grosses particules de matière plastique isolante. Elle passe sous le bord inférieur 29 du déflecteur 30 et le courant d'air soufflé par la buse 34 fait s'envoler les particules de matière plastique qu'elle contient encore. Les plus légères de ces particules (référence 46) s'envolent tout d'abord en suivant la concavité du déflecteur 30; les plus lourdes s'accumulent sous la forme d'une réserve 47 qui déborde petit à petit au-dessus du bord supérieur du déflecteur 31. Toutes ces particules 46 et 47 tombent sur le convoyeur d'évacuation 33 en formant un mélange dont B donne un échantillon.
Les particules de cuivre qui parviennent sous le bord inférieur du déflecteur 31, passent sur le tamis 35. Les plus fines tombent dans un bac 48 (échantillon B) alors que les plus grosses quittent le tamis 35 pour passer sur la table vibrante 38 et être recueillies dans le dernier bac 40 (échantillon E).
Si on veut pousser encore la séparation, on peut renvoyer au broyage les corps B récupérés sur le convoyeur 33. Ce nouveau broyage déchiquettera les particules B résiduelles qui seront ensuite recyclées, c'est-à-dire introduites avec la masse 6 dans la cellule 1 (flèche 5).
On voit que l'installation décrite permet, non seulement de séparer le cuivre et les particules de matière plastique mais encore de classer par granulométrie les divers éléments constituants A, B,
C, D, E.
Bien entendu, ce procédé et cette installation pourraient être utilisés pour séparer des particules de natures diverses. De même, on pourrait placer à la suite les unes des autres, des cellules telles que 1 et 2 en nombre quelconque.
On a représenté sur la fig. 2 une variante où la première buse 14 souffle un courant d'air très violent. Par conséquent, toutes les particules 50 et 51 s'envolent, à l'exception des très grosses et très lourdes désignées par la référence 52. Ces particules grossières sont triées par un tamis 53 à grosses mailles, ce qui permet de récupérer: - d'une part après passage à travers le tamis 53, un échantil
lon F groupant de gros tronçons de cuivre décortiqués; - d'autre part à la sortie, un échantillon G refusé par le tamis 52
et constitué par de gros tronçons de cuivre, restés enrobés de
matière plastique.
La majeure partie des particules qui se sont envolées (références 50 et 51) tombe sur un tablier 54, fixe ou vibrant, qui les achemine en vrac vers la table poreuse d'une cellule de triage du genre précité. Il peut s'agir par exemple de la table 3 de la cellule 1 qui permet d'obtenir à nouveau des échantillons A et C et, à la sortie, un échantillon H de particules ayant une granulométrie et une densité moyennes.
Dans la variante de la fig. 3, on utilise la même installation qu'à la fig. 1, mais en prévoyant derrière chaque déflecteur 1 1 et 31, un caisson étanche 60 ou 61 dont seule la face inférieure est ouverte au-dessus de la buse d'arrivée d'air 62 ou 63.
Le caisson 60 possède une paroi supérieure qui reçoit les particules A et les achemine vers le convoyeur 13. Ce caisson 60 est solidaire du déflecteur 11, et il s'ouvre vers le bas au-dessus d'une zone mixte comprenant la paroi poreuse 64 de la table 3, et un bord aval plein et étanche 65. Par ailleurs, la bouche de la buse d'arrivée d'air 62 s'ouvre sous la paroi poreuse 64, à cheval sur le bec inférieur du déflecteur 11.
Dans ces conditions, l'air soufflé par la buse 62 se répartit de la façon suivante: - une fuite 66 a lieu vers l'aval, dans l'interstice situé au-dessous
du caisson 60 et au-dessus du bord plein 64; - une partie de cet air entretient la mise en surpression de l'es
pace interne du caisson 60, créant éventuellement un tourbil
lon 67; - une partie 69 s'échappe vers l'amont, le long de la paroi exté
rieure du déflecteur 11, pour entrer en composition avec
l'air 68 insufflé directement, et ceci augmente le remous tout
en améliorant le phénomène de triage.
De même, le caisson 61 est placé au-dessus d'une buse 63 qui souffle à cheval sur le déflecteur 31. Celui-ci est ouvert vers le bas, face à la paroi poreuse 70 de la table 23, et face à un bord plein étanche 71 qui la termine.
Dans la variante de la fig. 4, on a utilisé une disposition analogue, où les buses 62 et 63 soufflent à cheval sur les déflecteurs 1 1 et 31 incorporés à des caissons 60 et 61. Par ailleurs, les tables poreuses sont terminées elles aussi par des bords pleins 65 et 71.
Le fonctionnement des variantes des fig. 3 et 4 est analogue à celui des variantes des fig. 1 et 2, à cette différence près qu'il assure un triage plus efficace pour certains matériaux (notamment pour la récupération et le triage de particules d'aluminium).
The present invention relates to an installation for separating loose particles of different densities, intended, in particular but not exclusively, for the recovery of copper in the debris obtained by shredding rejected electric cables.
We know that, when a new electric cable does not meet certain requirements of the specifications (breakdown of the insulation for a voltage considered insufficient, irregularity in the thickness of the insulation, local fault, etc.), this cable is scrapped and sent for shredding. This operation consists in cutting the cable into very short sections subjected to shelling which separates the copper core from the insulating casing, generally made of plastic.
The used cables which come from any recovery are treated in the same way.
Ultimately, large tonnages are processed every day and manufacturers find themselves in the presence of bodies presented in bulk in the form of a mixture of plastic particles, short sections of metal wire, and even poorly peeled sections where the plastic still adheres to the metal core. One of the known methods for effecting this separation consists in using a bed of a powder having a density intermediate between those of copper and of the plastic material. Experience shows that the implementation of this process is extremely long and expensive, while the installation offers a relatively low throughput for enormous investments.
The object of the present invention is to avoid these drawbacks by providing an installation enabling the sorting of these particles to be carried out very efficiently, and with a high throughput, while being relatively inexpensive whereas it allows, on desire, to 'carry out a classification of the particles according to their particle size.
The installation according to the invention is characterized in that it comprises at least one porous table oriented substantially horizontally, the particles to be sorted being arranged in a sheet on a zone of its upper face extending from one end towards the center of the table, the latter being driven by a movement suitable for advancing the web towards the other end of the table, means for blowing a gaseous fluid, via a nozzle, through the table from the bottom up and downstream upstream with respect to the direction of flow of the particles, a first fixed deflector being provided above the porous table with a lower edge parallel thereto to allow a web of particles of constant thickness, this first deflector having a curved profile turning its concavity downstream of the flow of particles,
while the lower edge of this first deflector is placed upstream with respect to the blowing nozzle, a second fixed deflector with a V-section being placed above the table and the nozzle, at least partially downstream of the latter , with downstream of the gutter defined by the opening of the V, a member arranged to receive the less dense particles and direct them out of the zone of the second reflector, the downstream end of the table
leading to a conveyor which receives the most
dense.
The downstream end of the porous table can be connected to a
vibrating sieve which drops through its mesh, those of the dense particles which are the finest, while the larger ones pass through the sieve to be collected separately.
On the other hand, one can place one after the other, more
several units formed by a table and the associated devices, in
judiciously adjusting the various parameters of each cell
(speed and flow rate of the gas flow, orientation of the deflec-
fixed sizes, mesh size of the sieve), a
extensive classification according to particle size distribution
the densest, after the sorting operation which separates them from the
lighter cules.
The concave bottom of the first deflector can be arranged
way that the finest light particles that are entrained
by the gaseous fluid blown through the porous table, are
conducted by this concave bottom on the conveyor which corresponds to them, the first and second deflectors being moreover arranged so that the larger light particles accumulate and float in an eddy of the gas flow defined between the two deflectors, to overflow little by little above the second deflector and also fall on the discharge conveyor.
The appended drawing represents, by way of example, embodiments of the installation according to the invention.
Fig. 1 is an overall view of an installation comprising two separation cells.
Fig. 2 shows a variant of the installation.
Figs. 3 and 4 show two other variants.
There is shown in the drawing two separation cells 1 and 2 placed one after the other.
Cell 1 comprises a porous horizontal table 3 which is driven by an alternating vibratory movement (double arrow 4) suitable for advancing in the direction of arrow 5, a mass of particles 6 placed in bulk on this table 3.
Mass 6 is a mixture of particles of different compositions and grain sizes, the constituent samples of which have been shown on a large scale in circles A, B, C, D and E.
For example, the particles C consist of dust or of fine and very short sections of copper wires; particles B are slightly larger sections of copper wire; the E particles are made of copper with an even larger particle size. On the other hand, the particles A consist of small pieces of plastic material or of shredded plastic flakes; the particles B comprise larger pieces 7 of plastic material, and possibly poorly shredded sections 8, that is to say further comprising a copper core coated with its insulating plastic sheath.
All these particles A, B, C, D, E are mixed in bulk to constitute the mass 6 sent to the installation. This mass 6 begins by passing under the lower transverse edge 9 of a concave cylindrical deflector 10. This deflector is mounted in a fixed position and it turns its concavity downstream.
A second deflector 11 with a V-shaped cross section is also placed above the porous table 3, downstream of the first deflector 10. The opening of the V-shaped section of the deflector 11 faces downstream.
In the opening of this deflector 11, that is to say below its upper edge 12, is placed an endless belt discharge conveyor 13 which circulates in the transverse direction, that is to say say perpendicular to the plane of the drawing.
Under the porous and vibrating table 3, between the deflectors 9 and 11, a nozzle 14 is placed which blows compressed air. The air jet from this nozzle is oriented obliquely from bottom to top and front to back in relation to the direction of flow (arrow 5).
The air jet therefore passes through the thickness of the table 3, the particles placed on the latter between the deflectors 10 and 11, and licks the concave face of the deflector 10.
At the end of table 3, a fine mesh sieve 15 is placed.
This sieve is preferably driven by a vibratory movement (double arrow 16).
On leaving the sieve 16, a sheet of particles 17 is recovered which is sent to the second sorting cell 2. This sheet 17 penetrates the porous and vibrating table 23 of the cell 2 (vibratory movement shown schematically by the double arrow 24) , then it passes under the lower edge 29 of a fixed deflector 30, is subjected to the action of the air jet blown by an oblique nozzle 34, passes under the lower edge of a second deflector 31, then leaves the table 23 to pass over a sieve 35 animated by a vibratory movement (double arrow 36).
On leaving the sieve 36, a sheet of particles 39 having composition E is recovered on a vibrating table 38, which is received in a tank 40.
Behind the deflector 31 of the cell 2 is placed an evacuation conveyor 33 which comprises for example an endless belt.
The operation is as follows:
The bulk mass 6 passing under the edge 9 of the deflector 10 defines a sheet 41 of calibrated thickness through which the air jet from the nozzle 14 passes. This air jet immediately causes the sending of the most particles or flakes 42. light. These flakes are formed by shredded plastic material. On the other hand, the heavier particles of plastic material accumulate in the form of a reserve 43 which floats in the vortex of air, between the deflectors 10 and 11. As this reserve 43 is supplied by the low in plastic particles, it overflows above the upper edge 12 of the deflector 11, to fall on the conveyor 13 (arrow 44). The flakes 42 having followed the concavity of the deflector 10 also fall on this same conveyor 13.
The mixture of particles 42 and 43 forms the sample defined by the reference A.
On the other hand, the copper particles of the web 41 pass through the air stream without leaving contact with the porous table 3. They pass under the lower edge of the deflector 11 and reach the sieve 15. The finest copper particles fall through this sieve into a tank 45 to form a pile of which C is a sample.
The larger copper particles leave the screen 15 without having passed through it, and form the web 17. This web may still contain a few large particles of insulating plastic material. It passes under the lower edge 29 of the deflector 30 and the current of air blown by the nozzle 34 causes the particles of plastic material which it still contains to fly off. The lightest of these particles (reference 46) fly off first by following the concavity of the deflector 30; the heaviest accumulate in the form of a reserve 47 which overflows little by little above the upper edge of the deflector 31. All these particles 46 and 47 fall on the discharge conveyor 33, forming a mixture of which B gives a sample.
The copper particles which reach under the lower edge of the deflector 31, pass over the sieve 35. The finer ones fall into a tank 48 (sample B) while the larger ones leave the sieve 35 to pass on the vibrating table 38 and be collected in the last tank 40 (sample E).
If we want to push the separation further, we can return to grinding the bodies B recovered on the conveyor 33. This new grinding will shred the residual B particles which will then be recycled, that is to say introduced with the mass 6 in the cell. 1 (arrow 5).
It can be seen that the installation described makes it possible not only to separate the copper and the plastic particles but also to classify by particle size the various constituent elements A, B,
C, D, E.
Of course, this process and this installation could be used to separate particles of various kinds. Similarly, one could place one after the other, cells such as 1 and 2 in any number.
There is shown in FIG. 2 a variant where the first nozzle 14 blows a very violent air current. Consequently, all the particles 50 and 51 fly away, with the exception of the very large and very heavy ones designated by the reference 52. These coarse particles are sorted by a sieve 53 with coarse mesh, which makes it possible to recover: - d 'a part after passing through the sieve 53, a sample
lon F grouping large sections of shelled copper; - on the other hand at the outlet, a sample G refused by the sieve 52
and formed by large sections of copper, remained coated with
plastic material.
Most of the particles which have taken off (references 50 and 51) fall on an apron 54, fixed or vibrating, which conveys them in bulk towards the porous table of a sorting cell of the aforementioned type. This may for example be table 3 of cell 1 which makes it possible to again obtain samples A and C and, at the outlet, a sample H of particles having an average particle size and density.
In the variant of FIG. 3, the same installation as in FIG. 1, but providing behind each deflector 1 1 and 31, a sealed box 60 or 61 of which only the underside is open above the air inlet nozzle 62 or 63.
The box 60 has an upper wall which receives the particles A and conveys them to the conveyor 13. This box 60 is integral with the deflector 11, and it opens downwards above a mixed zone comprising the porous wall 64 of the table 3, and a solid and sealed downstream edge 65. Furthermore, the mouth of the air inlet nozzle 62 opens under the porous wall 64, straddling the lower nozzle of the deflector 11.
Under these conditions, the air blown through the nozzle 62 is distributed as follows: - a leak 66 takes place downstream, in the gap located below
of the box 60 and above the solid edge 64; - part of this air maintains the overpressure of the ES
internal space of the box 60, possibly creating a vortex
lon 67; - a part 69 escapes upstream, along the outer wall
of the deflector 11, to enter into composition with
the air 68 blown directly, and this increases the eddy while
by improving the sorting phenomenon.
Likewise, the box 61 is placed above a nozzle 63 which blows astride the deflector 31. The latter is open downwards, facing the porous wall 70 of the table 23, and facing an edge. full waterproof 71 which ends it.
In the variant of FIG. 4, a similar arrangement was used, where the nozzles 62 and 63 blow straddling the deflectors 11 and 31 incorporated in boxes 60 and 61. Furthermore, the porous tables are also terminated by solid edges 65 and 71 .
The operation of the variants of FIGS. 3 and 4 is similar to that of the variants of FIGS. 1 and 2, with the difference that it provides more efficient sorting for certain materials (in particular for the recovery and sorting of aluminum particles).