EP2531306B1 - Traitement optoelectronique d'un flux de particules de materiaux organiques de synthese usages - Google Patents

Traitement optoelectronique d'un flux de particules de materiaux organiques de synthese usages Download PDF

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EP2531306B1
EP2531306B1 EP11708529.0A EP11708529A EP2531306B1 EP 2531306 B1 EP2531306 B1 EP 2531306B1 EP 11708529 A EP11708529 A EP 11708529A EP 2531306 B1 EP2531306 B1 EP 2531306B1
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EP
European Patent Office
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particles
stream
curtain
colored
recycled
Prior art date
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EP11708529.0A
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German (de)
English (en)
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EP2531306A2 (fr
Inventor
Hugues De Feraudy
Sophie Heymans
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Galloo Plastics SA
Original Assignee
Galloo Plastics SA
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Publication date
Application filed by Galloo Plastics SA filed Critical Galloo Plastics SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B07C5/3422—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour using video scanning devices, e.g. TV-cameras
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B07C5/3425—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour of granular material, e.g. ore particles, grain
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/363—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous optoelectronic treatment of used synthetic organic material streams, recyclable in the fields of plastics, in a fragmented form of particles made homogeneous in composition but heterogeneous in coloring, which consists in sorting and to eliminate from these homogeneous flows, in continuous motion, colored particles in their mass, in particular those stained by cadmium compounds.
  • the invention also relates to a device for optoelectronic treatment of a stream of used synthetic organic materials for recovery by recycling, in a fragmented form of particles, which sorts and eliminates from this flow in continuous motion the particles of said colored materials. in their mass, in particular, by cadmium compounds.
  • the invention finally relates to the use of the process of optoelectronic treatment of a stream of used synthetic organic materials, to be recycled, in a fragmented form of particles for continuously sorting and removing particles of said colored materials. in their mass and in particular, those stained by cadmium compounds.
  • the used synthetic organic materials concerned are generally derived from the destruction by grinding of automobiles and end-of-life durable consumer goods, in which a multiplicity of types of synthetic organic materials such as thermoplastic polymers and / or copolymers , whether or not charged, flame retarded or not, whether or not added, colored or not, are to be considered as recyclable, that is to say industrially recoverable, and in which a multiplicity of other materials are considered as troublesome contaminants which must be be eliminated, such as metals, minerals and other contaminants physically accompanying them or contained for some in the mass of said used organic synthesis materials to be valued.
  • synthetic organic materials such as thermoplastic polymers and / or copolymers , whether or not charged, flame retarded or not, whether or not added, colored or not, are to be considered as recyclable, that is to say industrially recoverable, and in which a multiplicity of other materials are considered as troublesome contaminants which must be be eliminated, such as metals, minerals and other contaminants physically accompanying them or contained for some in the mass of said used organic synthesis materials to
  • the invention relates, therefore and primarily, to a method of optoelectronic treatment of continuous flow of particles of used synthetic organic materials to be recycled, which is in a fragmented form of particles made previously homogeneous in composition, this process consisting in eliminating these homogeneous flows, the colored particles in the mass of said materials, in particular those stained by cadmium compounds whose standardized content must be less than 100 ppm.
  • each stream of used organic synthesis material particles to be recycled has been made almost homogeneous in chemical composition, each of these streams is recyclable by the techniques of the plastics industry, provided however that these streams are regulated by regulations free of colored particles in the mass by cadmium compounds whose standardized content, for this element, must be less than 100 ppm.
  • the largest dimension of the particles of used organic synthesis materials recycled to form bulk flows rendered virtually homogeneous in composition and entering said processes is between 2 and 40 mm, preferably between 4 and 12 mm and very preferably between 6 and 10 mm.
  • step a) concerns the transformation in a suitable zone by an appropriate means of a continuous flow in bulk. particles of used organic synthesis materials for recycling, almost homogeneous composition in a monolayer flow of particles of said materials, forming a curtain separated from each other and flowing in free fall.
  • the appropriate means for transforming a bulk particle stream into an organized monolayer flow of said particles may be selected from the treadmills, vibrating, horizontal or inclined conveyors, ascending or descending, receiving the bulk particle stream via static or dynamic hoppers, whose flow rate is controlled.
  • the hourly flow rate of the appropriate means transforming a stream of bulk particles, almost homogeneous in composition into a monolayer curtain-shaped stream of said particles is at most 20 T / h, preferably 1 to 5 Tons / h. This flow rate remains the same throughout the course of each step of the method according to the invention.
  • the continuous organization of the monolayer of particles of said materials to be recycled, almost homogeneous in composition, is such that the particles deposited on the appropriate means for converting a bulk flow into a monolayer curtain are at most in contact with each other. others without overlapping, and preferentially separated by an empty space.
  • the organized monolayer of particles of said materials to be recycled is released continuously from said means in a free fall, forming the single-layer curtain of particles of said materials to be recycled.
  • the organized monolayer of particles of said materials to be recycled can pass through an intermediate phase of an inclined plane placed between the outlet of the appropriate means of organization of the monolayer. of particles and release in a free fall, forming a curtain of said monolayer.
  • the monolayer curtain in a free fall formed of particles of organic materials to be recycled, almost homogeneous in composition but heterogeneous in color by the presence in the mass of certain colored particles, in particular by cadmium compounds, flows in free fall continuously in an observation and optical recording zone formed by at least two cameras, placed facing each other, on either side of said curtain of particles, these cameras recording the double-sided images of each particle present in said curtain.
  • the cameras are adjusted to the chromatic color values of the colored compounds present in the mass of the colored particles to be eliminated.
  • the color values imposed on the cameras correspond to the three yellow-orange-red colors.
  • said flow in the form of monolayer curtain in free fall takes a substantially vertical trajectory in the zone provided with optoelectronic observation and recording means; this facilitates the digital processing of the data by the information analysis and transmission means, in particular for determining the coordinates in time and space of each particle for disposal by the removal means.
  • the elimination means may be chosen from those existing in the state of the art, such as a mechanical ejection means or a liquid medium, such as high-pressure water jet or a gaseous medium such as a jet of water. compressed air, each of these means being sufficiently precise to eliminate each colored particle that must be, without simultaneously causing particles that should not be, these collateral eliminations to be limited to the extreme, or even completely controlled.
  • the invention also relates to a device for optoelectronic treatment of a stream of used synthetic organic materials, to be recovered by recycling, which is in a fragmented form of particles that are almost homogeneous in composition, which sorts and eliminates from this stream a continuous movement of particles of said materials stained in their mass, in particular by cadmium compounds.
  • an inclined plane can be set up between the means for transforming a continuous stream of bulk particles into a continuous stream in the form of a single-layer curtain of said particles, flowing in free fall , to help the formation and control the free fall.
  • said stream in the form of monolayer curtain in free fall takes a substantially vertical trajectory in the zone provided with optoelectronic observation and recording means.
  • the invention finally relates to the use of the device and the method for eliminating from a stream of used particles to be recycled, almost homogeneous in composition, those of the particles colored in their mass by compounds, in particular cadmium.
  • the process according to the invention makes it possible to reduce substantially the content of a flow of fragmented particles of organic synthesis materials into colored particles.
  • its cadmium content which is typically present as cadmium compounds having a characteristic color, can be lowered to less than 20 mass ppm, and preferably less than 10 mass ppm.
  • the process makes it possible to lower an initial cadmium content of 80 -150 mass ppm in the incoming stream of particles at 10-20 ppm.
  • ABS particles had their largest dimension between 4 and 12 mm. This flow of ABS particles still contained some contaminating materials such as rubbers at 2% to 4% by weight.
  • the flow rate of the ABS particle stream by optoelectronic processing was set at 1 ton per hour.
  • step (a) of the method the bulk flow of ABS particles containing ABS particles colored in the mass by cadmium compounds, feeds a hopper (1) which in turn discharges the flow of said particles on a vibrating carpet (2) downstream.
  • This vibrating mat transforms the continuous stream of bulk ABS particles into a monolayer curtain stream (3) whose constituent particles are separated from each other.
  • the monolayer curtain-shaped flow slides along an inclined plane (4) on which the monolayer curtain of ABS particles remains formed and improves in its organization.
  • the monolayer curtain-shaped flow Downstream of the inclined plane (4), the monolayer curtain-shaped flow is released from the inclined plane and freely falls along a path (5) which can become substantially vertical.
  • the monolayer curtain-shaped flow is released as soon as the downstream outlet (3) of the vibrating belt (2) and the flow path in the form of a single-layer curtain very quickly takes a substantially vertical trend.
  • step (b) the flow in the form of monolayer curtain in free fall along the substantially vertical trajectory (5) passes into an optoelectronic observation and recording zone comprising at least two cameras (6) and (7) ) placed next to each other, on either side of the stream of curtain-shaped particles, which record the two-sided images of each particle in said curtain.
  • the cameras (6) and (7) transmit the two-sided images of the particles forming the curtain (5) to a set of computer processing means of images comprising software and algorithms ensuring real-time online detection of particles colored in the mass by cadmium compounds, determining the coordinates in time and space of each colored particle to be removed from the curtain of particles and the transmission of this information to means of removing (8) and (9) the colored particles in the mass and separating the colored particles that are removed in a receptacle (10) while the flow of unstained particles is received in the receptacle (11).
  • the initial cadmium content was lowered from 80-150 ppm by weight to 10-20 ppm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)

Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention concerne un procédé de traitement optoélectronique en continu de flux de matériaux organiques de synthèse usagés, recyclable dans les domaines de la plasturgie, se présentant sous une forme fragmentée de particules rendues homogènes en composition mais hétérogène en coloration, qui consiste à trier et à éliminer de ces flux homogènes, en mouvement continu, des particules colorées dans leur masse, en particulier, celles colorées par des composés du cadmium.
  • L'invention concerne également un dispositif de traitement optoélectronique d'un flux de matériaux organiques de synthèse usagés, à valoriser par recyclage, se présentant sous une forme fragmentée de particules, qui trie et élimine de ce flux en mouvement continu les particules desdits matériaux colorées dans leur masse, en particulier, par des composés du cadmium.
  • L'invention concerne enfin l'utilisation du procédé de traitement optoélectronique d'un flux de matériaux organiques de synthèse usagés, à valoriser par recyclage, se présentant sous une forme fragmentée de particules pour en trier et en éliminer en continu des particules desdits matériaux colorées dans leur masse et en particulier, celles colorées par des composés du cadmium.
    • Etat de la technique
  • Les matériaux organiques de synthèse usagés concernés sont généralement issus de la destruction par broyage d'automobiles et de biens de consommation durables arrivés en fin de vie, dans lesquels une multiplicité de type de matériaux organiques de synthèse que sont les polymères et/ou copolymères thermoplastiques, chargés ou non, ignifugés ou non, adjuvantés ou non, colorés ou non, sont à considérer comme recyclables, c'est-à-dire industriellement valorisables, et dans lesquels une multiplicité d'autres matériaux sont considérés comme des contaminants gênants qui doivent être éliminés, tels que des métaux, des minéraux et autres contaminants les accompagnant physiquement ou bien contenus pour certains dans la masse desdits matériaux organiques de synthèse usagés à valoriser.
  • Dans les industries de recyclage des matériaux organiques de synthèse usagés à valoriser par recyclage, divers procédés sont proposés pour (i) séparer des matériaux polluants et des particules de matériaux organiques de synthèse usagés présents en un mélange, dans un flux de matériaux particulaires, plus ou moins pollué, plus ou moins concentré en ces dits matériaux usagés valorisables par recyclage, et pour (ii) les concentrer et les trier par flux homogène de matériaux organiques de synthèse usagés, de même composition, tels que, par exemple, les polyéthylènes (PE), les polypropylènes (PP), les polystyrènes (PS), les copolymères acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), les polyamides (PA), les chlorures de polyvinyle (PVC), les polyesters, les polyuréthanes, les polycarbonates, les copolymères acryliques ou méthacryliques ou autres, c'est-à-dire tous les polymères et/ou copolymères, thermoplastiques chargés ou non, adjuvantés ou non, ignifugés ou non.
  • Ces divers procédés connus permettent actuellement d'extraire et de séparer les flux de mélanges de matériaux organiques de synthèse usagés à valoriser par recyclage et de matériaux contaminants à éliminer, ces flux comprenant typiquement :
    • ▪ une phase de matériaux organiques de synthèse de densité inférieure à 1,
    • ▪ une phase de matériaux organiques de synthèse de densité supérieure ou égale à 1,
    • ▪ une phase de matériaux organiques de synthèse, peu valorisables, formée par exemple de mousses de polyéthylène, de polyuréthane, de déchets de films, de tissus, de fils, de moquette ou autres,
    • ▪ une phase de matériaux contaminants à éliminer, tel que du sable, des débris de verre, des débris de bois, des restes de métaux ou autres matériaux.
  • Un tel procédé de séparation de matériaux organiques de synthèse usagés, de tous types, issus du broyage de véhicules automobiles et/ou d'autres objets de biens de consommation durables en fin de vie est décrit, par exemple, dans le brevet européen EP 0918606 B ou EP-A-1 961 540 .
  • Toutefois, les procédés issus de l'état de la technique ne permettent pas d'extraire des flux de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, soumis à séparation par type de matériaux organiques de synthèse avec création de flux homogènes par leur composition chimique, des particules fragmentées colorées présentes même en très faible quantité dans lesdits flux, rendus chromatiquement hétérogènes par leur présence.
  • Ces particules desdits matériaux à recycler, qui sont colorées par la présence de composés chromogènes en particulier par celle des composés du cadmium, sont à éliminer des flux de matériaux organiques de synthèse usagés recyclables, dès lors qu'ils ont été rendus homogènes en composition par des procédés de séparation et de tri appropriés, par le fait que:
    • ▪ concernant les composés du cadmium, la quantité réglementairement tolérée dans les matériaux organiques de synthèse usagés recyclables, ne doit pas être supérieure à 100 ppm,
    • ▪ concernant les particules fragmentées colorées en particulier par des composés du cadmium, leur présence est particulièrement gênante même en très faible quantité en raison de la coloration qui va se développer au sein d'un flux desdits matériaux en cours de recyclage, de manière anarchique au moment où s'effectue la revalorisation des flux homogènes en composition des matériaux organiques de synthèse usagés, par extrusion-fusion et granulation de ces dits matériaux rendant les granulés produits impropres à certaines applications industrielles par absence d'homogénéité de couleur.
    Sommaire de l'invention
  • De nombreux objectifs sont, dès lors, assignés à l'objet de l'invention dans le but que soient éliminés les inconvénients décelés dans les procédés de séparation par flux homogènes en composition chimique, de mélanges de particules de divers matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, en particulier cet inconvénient majeur que constitue la non-élimination de particules colorées présentes dans les flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés en cours de recyclage, rendus homogènes par leur composition chimique, mais restant hétérogène par la présence de ces particules colorées.
  • L'invention concerne, dès lors et principalement, un procédé de traitement optoélectronique en continu de flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, se présentant sous une forme fragmentée de particules rendues préalablement homogènes en composition, ce procédé consistant à éliminer de ces flux homogènes, les particules colorées dans la masse desdits matériaux, en particulier celles colorées par des composés du cadmium dont la teneur normalisée doit être inférieure à 100 ppm.
  • Selon l'invention, le procédé de traitement optoélectronique en continu de flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, rendues préalablement homogènes en composition, pour en éliminer celles des particules colorées dans leur masse, en particulier par des composés du cadmium, se caractérise en ce qu'il comporte des étapes :
    1. (a) de la transformation dans une zone appropriée et par un moyen approprié d'un flux continu de particules en vrac de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, homogènes en composition, en un flux organisé en forme de rideau monocouche de particules séparées les unes des autres, s'écoulant en chute libre, selon un débit donné,
    2. (b) du passage du flux en forme de rideau monocouche de particules s'écoulant en chute libre, dans une zone munie de moyens d'observation et d'enregistrement optoélectronique placées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre du flux en forme de rideau monocouche de particules, qui enregistrent les images recto-verso de chaque particule présente dans le rideau,
    3. (c) de la transmission en temps réel par les moyens optoélectroniques des images recto-verso de chaque particule du flux en forme de rideau, à des logiciels et algorithmes de traitement des images qui détectent en ligne, la présence des particules de matériaux organiques de synthèse colorées et déterminent les coordonnées dans le temps et dans l'espace, de chaque particule colorée à éliminer du rideau de particules,
    4. (d) de la transmission en temps réel par les logiciels et algorithmes, des coordonnées de chaque particule colorée à éliminer du rideau de particules à un moyen d'élimination qui élimine chaque particule colorée et libère un flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, homogène en composition et en couleur.
    Rescription détaillée de l'invention
  • Le procédé selon l'invention de traitement optoélectronique en continu de flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à valoriser par recyclage concerne tous les matériaux polymères et/ou copolymères, de type thermoplastiques et thermodurs :
    • ▪ issus de résidus de broyage d'objets en fin de vie, tels que par exemple, automobiles, électroménager, matériel électronique, en mélange, sous forme fragmentée, avec des contaminants tels que des métaux, des matériaux minéraux et des matériaux d'origine organique autre que les polymères et/ou copolymères précités
    • ▪ ce mélange fragmenté étant débarrassé de l'essentiel de ses contaminants et séparé en flux de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, chaque flux étant pratiquement homogène en composition chimique mais hétérogène par la couleur en raison de la présence de certaines particules colorées dans la masse et par la présence de quelques contaminants organiques.
  • Dès lors que chaque flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler a été rendu quasiment homogène en composition chimique, chacun de ces flux est recyclable par les techniques de la plasturgie, sous condition toutefois que ces flux soient règlementairement exempts de particules colorées dans la masse par des composés du cadmium dont la teneur normalisée, pour cet élément, doit être inférieure à 100 ppm.
  • Selon le procédé de l'invention, la plus grande dimension des particules des matériaux organiques de synthèse usagés à recycler formant des flux en vrac rendus quasiment homogènes en composition et entrant dans lesdits procédés, est comprise entre 2 et 40 mm, préférentiellement entre 4 et 12 mm et très préférentiellement entre 6 et 10 mm.
  • Selon ce même procédé de l'invention, il est possible d'extraire de flux en vrac de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, déjà rendus quasiment homogènes en composition, la quasi-totalité des particules colorées dans la masse par des composés colorés, en particulier ceux du cadmium, jusqu'à rendre la teneur de ces flux de particules en composés du cadmium, très inférieure à la limite normalisée de 100 ppm.
    • Etape (a) du procédé selon l'invention :
  • Selon le procédé de traitement optoélectronique en continu de flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, objet de l'invention, l'étape a) concerne la transformation dans une zone appropriée par un moyen approprié d'un flux continu en vrac de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, quasiment homogènes en composition en un flux monocouche de particules desdits matériaux, formant un rideau séparées les unes des autres et s'écoulant en chute libre.
  • Le moyen approprié pour transformer un flux de particules en vrac en un flux monocouche organisé desdites particules peut être choisi parmi les tapis roulants, les tapis vibrants, horizontaux ou inclinés, ascendant ou descendant, recevant le flux de particules en vrac par l'intermédiaire de trémies statiques ou dynamiques, dont le débit est contrôlé.
  • Le débit horaire du moyen approprié transformant un flux de particules en vrac, quasiment homogènes en composition en un flux en forme de rideau monocouche desdites particules est au plus de 20 T/h, préférentiellement de 1 à 5 Tonnes/h. Ce débit reste le même tout au long du déroulement de chaque étape du procédé selon l'invention.
  • L'organisation en continu de la monocouche de particules desdits matériaux à recycler, quasi homogènes en composition, est telle que les particules déposées sur le moyen approprié de transformation d'un flux en vrac en un rideau monocouche sont au plus au contact les unes des autres sans chevauchement, et préférentiellement séparées par un espace vide.
  • A la sortie du moyen approprié, la monocouche organisée des particules desdits matériaux à recycler, est libérée en continu dudit moyen en une chute libre, en formant le rideau monocouche de particules desdits matériaux à recycler.
  • Selon une variante de l'étape (a) du procédé de l'invention, la monocouche organisée des particules desdits matériaux à recycler peut passer par une phase intermédiaire d'un plan incliné placé entre la sortie du moyen approprié d'organisation de la monocouche de particules et la libération en une chute libre, formant rideau de ladite monocouche.
    • Etape (b) du procédé selon l'invention :
  • A la fin de l'étape (a), le rideau monocouche en une chute libre, formé des particules de matériaux organiques à recycler, quasiment homogènes en composition mais hétérogènes en couleur par la présence dans la masse de certaines particules colorées, en particulier par des composés du cadmium, s'écoule en chute libre en continu dans une zone d'observation et d'enregistrement optique formée d'au moins deux caméras, placées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre dudit rideau de particules, ces caméras enregistrant les images recto-verso de chaque particule présente dans ledit rideau. Les caméras sont réglées sur les valeurs chromatiques des couleurs des composés colorés présents dans la masse des particules colorées à éliminer. Dans le cas particulier des composés du cadmium les valeurs chromatiques imposées aux caméras correspondent aux trois couleurs jaune-orange-rouge. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, ledit flux en forme de rideau monocouche en chute libre emprunte une trajectoire sensiblement verticale dans la zone munie de moyens d'observation et d'enregistrement optoélectronique ; cela facilite le traitement numérique des données par les moyens d'analyse d'informations et de transmission, notamment pour déterminer les coordonnées dans le temps et dans l'espace de chaque particule en vue de son élimination par les moyens d'élimination.
    • Etape (c) du procédé selon l'invention :
  • Au cours de l'étape (b) et ce, en continu, les informations relatives aux images recto-verso de chaque particule présente dans le rideau monocouche en chute libre, enregistrées par les caméras, sont transmises en temps réel à des moyens informatiques comprenant des logiciels et algorithmes :
    • ▪ qui détecte les particules de matériaux organiques de synthèse à recycler, colorées dans la masse et se distinguant de la coloration moyenne de l'ensemble des particules présentes dans le rideau monocouche, par exemple, selon les coordonnées spectrales L, a, b, de spectrophotocolorimétrie (modèle CIE Lab),
    • ▪ qui détermine les coordonnées dans le temps et l'espace de chaque particule colorée à éliminer du rideau monocouche de particules.
    Etape (d) du procédé selon l'invention :
  • Dès lors que chaque particule de matériaux organiques de synthèse colorée dans la masse en particulier par des composés du cadmium est détectée dans le rideau de particules et ses coordonnées dans le temps et l'espace, établies par les logiciels et algorithmes des moyens informatiques, toutes les informations sont transmises en temps réel par lesdits moyens informatiques à un moyen d'élimination qui éjecte chacune des particules colorées hors du rideau monocouche en chute libre.
  • Le moyen d'élimination peut être choisi parmi ceux existant dans l'état de la technique, tel qu'un moyen mécanique d'éjection ou un moyen liquide, tel que jet d'eau sous haute pression ou un moyen gazeux tel que jet d'air comprimé, chacun de ces moyens étant suffisamment précis pour éliminer chaque particule colorée qui doit l'être sans pour autant entraîner simultanément des particules qui ne doivent pas l'être, ces éliminations collatérales devant être limitées à l'extrême, voire être complètement maîtrisées.
  • L'invention concerne également un dispositif de traitement optoélectronique d'un flux de matériaux organiques de synthèse usagés, à valoriser par recyclage, se présentant sous une forme fragmentée de particules quasiment homogènes en composition, qui trie et élimine de ce flux en mouvement continu des particules desdits matériaux colorées dans leur masse en particulier par des composés du cadmium.
  • Ce dispositif de traitement optoélectronique se caractérise en ce qu'il comporte :
    • (e) des moyens de transformation d'un flux continu en vrac de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler quasiment homogènes en composition, en un flux en forme de rideau monocouche desdites particules séparées les unes des autres, ce flux monocouche s'écoulant en chute libre, selon un débit donné ;
    • (f) des moyens d'observation et d'enregistrement optoélectroniques des particules en chute libre, formant un rideau monocouche, constitués d'au moins deux caméras, placées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre du rideau de particules enregistrant les images recto-verso de chaque particule et transmettant ces images recto-verso, en temps réel ;
    • (g) des moyens informatiques, logiciels et algorithmes, recevant en temps réel les images recto-verso de chaque particule du rideau en chute libre, détectant la présence des particules colorées dans leur masse en particulier par des composés du cadmium et déterminant les coordonnées dans le temps et l'espace de chaque particule colorée à éliminer du rideau ;
    • (h) des moyens informatiques, logiciels et algorithmes de transmission en temps réel à un moyen d'élimination des particules colorées par des composés du cadmium, de l'information relative à la présence de chaque particule colorée présente dans le rideau monocouche de particules et des coordonnées dans le temps et l'espace de chaque particule colorée présente dans ledit rideau de particules à éliminer par le moyen d'élimination.
  • Dans le dispositif de traitement selon l'invention,
    • ▪ les moyens de transformation d'un flux continu en vrac de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, quasiment homogènes en composition, en un flux en forme de rideau monocouche s'écoulant en chute libre, sont choisis parmi les tapis vibrants, tapis roulants, horizontaux, descendant ou ascendant, alimentés par des trémies recevant le flux en vrac desdites particules et le transformant en un flux en forme de rideau monocouche ;
    • ▪ les moyens d'observation et d'enregistrement des images recto-verso de chaque particule du flux en rideau monocouche des particules en chute libre, et ayant capacité à transmettre les images en temps réel à des moyens d'analyse, sont choisis parmi les caméras disponibles dans l'état de la technique ;
    • ▪ les moyens d'analyse d'informations et de transmission sont des logiciels et algorithmes qui reçoivent en temps réel les images recto-verso de chaque particule du rideau monocouche des particules en chute libre, détectent la présence des particules colorées dans leur masse en particulier par des composés du cadmium et déterminent les coordonnées dans le temps et dans l'espace de chaque particule colorée à éliminer du rideau ;
    • ▪ les moyens d'élimination des particules colorées présentes dans le rideau monocouche des particules en chute libre, sont choisis parmi les moyens d'éjection mécanique, liquide ou gazeux appartenant à l'état de la technique, ces moyens recevant en temps réel par les moyens informatiques toutes les informations relatives à chaque particule colorée à éliminer, c'est-à-dire les coordonnées dans le temps et dans l'espace de chaque particule colorée repérée dans le rideau de particules en chute libre.
  • Selon une variante au dispositif selon l'invention, un plan incliné peut être mis en place entre le moyen de transformation d'un flux continu de particules en vrac en un flux continu en forme de rideau monocouche desdites particules, s'écoulant en chute libre, pour en aider la formation et en contrôler la chute libre.
  • Avantageusement, dans le dispositif selon l'invention, ledit flux en forme de rideau monocouche en chute libre emprunte une trajectoire sensiblement verticale dans la zone munie de moyens d'observation et d'enregistrement optoélectronique.
  • L'invention concerne enfin l'utilisation du dispositif et du procédé pour éliminer d'un flux de particules usagées à recycler, quasiment homogènes en composition, celles des particules colorées dans leur masse par des composés en particulier du cadmium.
  • Le procédé selon l'invention permet d'abaisser sensiblement la teneur d'un flux de particules fragmentés de matériaux organiques de synthèse en particules colorés. Typiquement, sa teneur en cadmium, qui est présent typiquement sous la forme de composés du cadmium présentant une couleur caractéristique, peut être abaissée à moins de 20 ppm massiques, et avantageusement à moins de 10 ppm massiques. A titre d'exemple, le procédé permet d'abaisser une teneur initiale en cadmium de 80 -150 ppm massiques dans le flux entrant de particules à 10 - 20 ppm.
  • L'invention sera mieux comprise grâce à un exemple illustratif du procédé selon l'invention étayé par la description d'un dispositif selon la figure unique.
    • Exemple : (selon la figure)
  • On a traité selon le procédé de l'invention, 10 tonnes d'un flux de particules d'ABS en vrac à recycler, provenant d'un procédé de séparation de résidus de broyage d'automobiles et de biens de consommation durables arrivés en fin de vie, ayant conduit à la formation d'un flux de particules d'ABS, de composition quasiment homogène mais contenant des particules colorées dans la masse en particulier par des composé du cadmium qu'il faut éliminer : la teneur initiale en composés du cadmium était comprise entre 80 et 150 ppm en donnant une couleur à ces particules colorées dans la masse appartenant au domaine spectrale « jaune-orange-rouge ».
  • Pour cet essai, les particules d'ABS avaient leur plus grande dimension comprise entre 4 et 12 mm. Ce flux de particules d'ABS contenait encore quelques matériaux contaminants tels que des caoutchoucs à raison de 2% à 4% en poids.
  • Au cours de cet essai, le débit du flux de particules d'ABS par le traitement optoélectronique a été réglé sur 1 tonne à l'heure.
  • Selon l'étape (a) du procédé, le flux en vrac de particules d'ABS contenant des particules d'ABS colorées dans la masse par des composés du cadmium, alimente une trémie (1) qui déverse à son tour le flux desdites particules sur un tapis vibrant (2) en son aval.
  • Ce tapis vibrant transforme le flux continu en vrac des particules d'ABS en un flux en forme de rideau monocouche (3) dont les particules constitutives sont séparées les unes des autres.
  • En aval dudit tapis vibrant, le flux en forme de rideau monocouche glisse le long d'un plan incliné (4) sur lequel le rideau monocouche de particules d'ABS reste formé et s'améliore dans son organisation.
  • En aval du plan incliné (4), le flux en forme de rideau monocouche est libéré du plan incliné et chute librement selon une trajectoire (5) qui peut devenir sensiblement verticale.
  • En particulier, dans le cas où le dispositif est exempt du plan incliné (4), le flux en forme de rideau monocouche est libéré dès la sortie aval (3) du tapis vibrant (2) et la trajectoire du flux en forme de rideau monocouche prend très rapidement une tendance sensiblement verticale.
  • Selon l'étape (b), le flux en forme de rideau monocouche en chute libre selon la trajectoire (5) sensiblement verticale, passe dans une zone d'observation et d'enregistrement optoélectronique comportant au moins deux caméras (6) et (7) placées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre du flux de particules en forme de rideau, qui enregistrent les images recto-verso de chaque particule présente dans ledit rideau.
  • Selon les étapes (c) et (d), les caméras (6) et (7) transmettent les images recto-verso des particules formant le rideau (5) à un ensemble de moyens informatiques de traitement des images comportant logiciels et algorithmes assurant en temps réel la détection en ligne des particules colorées dans la masse par des composés du cadmium, la détermination des coordonnées dans le temps et dans l'espace de chaque particule colorée à éliminer du rideau de particules et la transmission de ces informations à des moyens d'élimination (8) et (9) des particules colorées dans la masse et la séparation des particules colorées qui sont éliminées dans un réceptacle (10) tandis que le flux des particules non-colorées est reçu dans le réceptacle (11).
  • Au terme de ce traitement de 10 tonnes d'un flux de particules d'ABS en vrac à recycler, selon le procédé de l'invention, la teneur initiale en cadmium a été abaissée de 80-150 ppm massiques à10 - 20 ppm.

Claims (16)

  1. Procédé de traitement optoélectronique en continu de flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, se présentant sous une forme fragmentée de particules rendues quasiment homogènes en composition, mais restant hétérogène en coloration par la présence de particules colorées dans leur masse en particulier par des composés du cadmium, caractérisé en ce que, pour éliminer les particules colorées du flux de particules de matériaux organiques de synthèse à recycler, le procédé comporte les étapes :
    (a) de la transformation dans une zone et par un moyen appropriés d'un flux continu de particules en vrac de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, homogènes en composition, en un flux organisé en forme de rideau monocouche de particules séparées les unes des autres, s'écoulant en chute libre, selon un débit donné,
    (b) du passage du flux en forme de rideau monocouche de particules s'écoulant en chute libre, dans une zone munie de moyens d'observation et d'enregistrement optoélectronique placées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre du flux en forme de rideau monocouche de particules, qui enregistrent les images recto-verso de chaque particule présente dans le rideau,
    (c) de la transmission en temps réel par les moyens optoélectroniques des images recto-verso de chaque particule du flux en forme de rideau, à des logiciels et algorithmes de traitement des images qui détectent en ligne, la présence des particules de matériaux organiques de synthèse colorées et déterminent les coordonnées dans le temps et dans l'espace de chaque particule colorée à éliminer du rideau de particules,
    (d) de la transmission en temps réel par les logiciels et algorithmes, des coordonnées de chaque particule colorée à éliminer du rideau de particules à un moyen d'élimination qui élimine chaque particule colorée et libère un flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, homogène en composition et en couleur.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler est issu de résidus de broyage d'objets en fin de vie, en particulier automobiles, électroménagers, matériel électronique, débarrassés de leurs contaminants et rendus homogènes en composition.
  3. Procédé selon l'une ou l'autre revendication 1 et 2, caractérisé en ce que les particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler rendues homogènes en composition, ont leur plus grande dimension comprise entre 2 et 40 mm, préférentiellement entre 4 et 12 mm et très préférentiellement entre 6 et 10 mm.
  4. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la transformation d'un flux en vrac de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler et homogènes en composition en un flux organisé en forme de rideau monocouche de particules, s'effectue au moyen de tapis roulants, tapis vibrants, horizontaux ou inclinés ascendants ou descendants.
  5. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le flux organisé en forme de rideau monocouche de particules desdits matériaux à recycler de l'étape (a) passe par une phase intermédiaire d'un plan incliné placé entre la sortie du moyen approprié d'organisation de la monocouche de particules et la libération en une chute libre dudit rideau de particules monocouche.
  6. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit flux en forme de rideau monocouche en chute libre emprunte une trajectoire sensiblement verticale dans ladite zone munie de moyens d'observation et d'enregistrement optoélectronique.
  7. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'enregistrement optoélectronique sont réglées sur les valeurs chromatiques des couleurs des composés colorés présents dans la masse des particules colorées à éliminer, selon les coordonnées spectrales L, a, b de spectrophotocolorimétrie.
  8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens d'enregistrement optoélectronique sont réglées sur les valeurs chromatiques des couleurs jaune-orange-rouge, quand les composés colorés sont des composés du cadmium.
  9. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moyen d'élimination est choisi parmi les moyens mécaniques d'éjection, les moyens liquides d'éjection sous haute pression en particulier de l'eau, des moyens gazeux d'éjection, en particulier jets d'air comprimé.
  10. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le débit horaire du flux de particules en forme de rideau monocouche est au plus de 20 tonnes/h et préférentiellement compris entre 1 et 5 tonnes/h.
  11. Dispositif de traitement optoélectronique en continu de flux de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, se présentant sous une forme fragmentée de particules rendues préalablement quasiment homogènes en composition, mais restant hétérogène en coloration par la présence de particules colorées dans leur masse, en particulier par des composés du cadmium, caractérisé en ce qu'il comporte :
    (a) des moyens de transformation d'un flux continu en vrac de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler quasiment homogènes en composition, en un flux en forme de rideau monocouche desdites particules séparées les unes des autres, ce flux monocouche s'écoulant en chute libre, selon un débit donné ;
    (b) des moyens d'observation et d'enregistrement optoélectroniques des particules en chute libre, formant un rideau monocouche, constitués d'au moins deux caméras, placées en regard l'une de l'autre, de part et d'autre du rideau de particules enregistrant les images recto-verso de chaque particule et transmettant ces images recto-verso, en temps réel ;
    (c) des moyens informatiques, logiciels et algorithmes, recevant en temps réel les images recto-verso de chaque particule du rideau en chute libre, détectant la présence des particules colorées dans leur masse en particulier par des composés du cadmium et déterminant les coordonnées dans le temps et l'espace de chaque particule colorée à éliminer du rideau ;
    (d) des moyens informatiques, logiciels et algorithmes de transmission en temps réel à un moyen d'élimination des particules colorées par des composés du cadmium, de l'information relative à la présence de chaque particule colorée présente dans le rideau monocouche de particules et des coordonnées dans le temps est l'espace de chaque particule colorée présente dans ledit rideau de particules à éliminer par le moyen d'élimination.
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de transformation d'un flux continu en vrac de particules de matériaux organiques de synthèse usagés à recycler, quasiment homogènes en composition, en un flux en forme de rideau monocouche s'écoulant en chute libre, sont choisis parmi les tapis vibrants, tapis roulants, horizontaux, descendant ou ascendant, alimentés par des trémies recevant le flux en vrac desdites particules et le transformant en un flux en forme de rideau monocouche.
  13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens d'élimination des particules colorées présentes dans le rideau monocouche des particules en chute libre, sont choisis parmi les moyens d'éjection mécanique, liquide en particulier jets d'eau sous haute pression ou gazeux en particulier jets d'air comprimé appartenant à l'état de la technique, ces moyens recevant en temps réel par les moyens informatiques toutes les informations relatives à chaque particule colorée à éliminer, c'est-à-dire les coordonnées dans le temps et dans l'espace de chaque particule colorée repérée dans le rideau de particules en chute libre.
  14. Dispositif selon l'une au moins des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'un plan incliné est placé entre le moyen de transformation d'un flux continu de particules en vrac en un flux continu en forme de rideau monocouche, s'écoulant en chute libre, pour en aider la formation et contrôler la chute libre.
  15. Dispositif selon l'une au moins des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que ledit flux en forme de rideau monocouche en chute libre emprunte une trajectoire sensiblement verticale dans la zone munie de moyens d'observation et d'enregistrement optoélectronique.
  16. Utilisation du procédé selon les revendications 1 à 10, pour éliminer d'un flux de particules usagées à recycler, homogènes en composition, celles des particules colorées dans leur masse par des composés du cadmium, de préférence jusqu'à une teneur massique en cadmium inférieure à 20 ppm massiques.
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