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).