EP2855037B1 - Dispositif et procede de separation granulometrique de matieres riches en particules filiformes - Google Patents

Dispositif et procede de separation granulometrique de matieres riches en particules filiformes Download PDF

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EP2855037B1
EP2855037B1 EP13725979.2A EP13725979A EP2855037B1 EP 2855037 B1 EP2855037 B1 EP 2855037B1 EP 13725979 A EP13725979 A EP 13725979A EP 2855037 B1 EP2855037 B1 EP 2855037B1
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EP
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particles
circular plate
fraction
rotating circular
fine particles
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Philippe Alfred Grosjean
Pierre-François BAREEL
Claude Bodson
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Comet Traitements SA
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Comet Traitements SA
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    • B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for the selective separation of a granular material comprising a fraction of massive particles comprising filiform particles and coarse particles and a fraction of fine particles.
  • Such a method is for example known from the document US4185746 which relates to a particle size separation device based on the introduction of granular materials comprising coarse particles and fine particles into a rotating circular plate, according to the preamble of claim 1.
  • the document EP726817 describes a method and an apparatus for separating filiform elements from other elements also originating from electronic equipment.
  • the principle of this device is identical to that of the document EP1712301 with the difference that the surface of a moving carpet is provided with bristles in which the filiform particles are fixed.
  • the document DE4117029 relates to the particle size separation of filiform particles from a mixture of particles of various shapes and sizes.
  • the separation of threadlike particles is based on the use of inclined conveyor belts driving the threadlike particles upwards while the particles of larger sizes slide along the conveyor belts under the action of the force of gravity.
  • the document DE9017891 relates to a method using a device also consisting of conveyor belts which are provided, on their surface, with bristles to fix the filiform particles.
  • the separation of filiform particles is carried out in the same way as that described in the document DE4117029 , the presence of hair here reinforcing the rise of threadlike particles at the top of the mats.
  • Screening methods are also known from the state of the art for the selective separation of a granular material comprising filiform particles and fine particles. Screening methods are based on the use of screens to filter solids of different sizes.
  • the devices and methods of the state of the art suffer from problems of clogging linked to the accumulation of filiform elements, for example twisted, at the level of the fibers and the bristles of the wheels or carpets, which does not allow to obtain an optimal separation of the filiform elements and elements of different grain sizes.
  • These screening methods also have a relatively long residence time for efficient separation of threadlike particles.
  • said threadlike particles constitute as many additional attachment points for other threadlike particles, which generally complicates the operations.
  • the object of the invention is to overcome the drawbacks of the state of the art by providing a device for the selective separation of a granular material comprising a fraction of massive particles and a fine particle fraction according to claim 1 and a process according to claim 3.
  • Such a device and such a method make it possible to avoid any clogging linked to the presence of filiform particles and ensure correct separation of the fraction of massive particles from the fraction of fine particles because each of the two aforementioned fractions are respectively subjected to a particular displacement.
  • material which has the effect of selectively separating each of the two fractions. Indeed, provided that the speed of rotation of said rotating circular plate is at least equal to 50% but less than 100% of the critical speed of rotation, the fraction of massive particles undergoes a displacement according to a cascade regime while, simultaneously , the fraction of fine particles undergoes a displacement according to a cataract regime.
  • the fine particles subjected to the cataract regime, describe trajectories passing through the center of said rotating circular plate where they are concentrated.
  • the massive particles subjected to the cascade regime, describe shorter trajectories than those of the fine particles and do not pass through the center of said rotating circular plate.
  • the cascade regime causes massive particles to fall on top of each other, causing these massive particles to collide. A collapse and a fallout of the massive particles on themselves is thus obtained.
  • the granular material is also distributed according to two other criteria.
  • the granular material is pressed against the peripheral edge of said plate circular rotating and, on the other hand, the granular material is distributed in several layers according to the density of the particles, the finest and densest particles forming the lower layers while the more massive and less dense particles form the layers superior.
  • the particles are also subjected to the force of gravity. Fine particles, which are dense but small in size and therefore light, are less subject to the force of gravity, while heavier particles, which, although less dense, are larger, are more strongly subject to it, resulting in these more quickly down. Since, as described above, the particles are subject to dragging forces, the effect of the force of gravity on the particles results in their ability to describe more or smaller trajectories, the denser and lighter fine particles describing larger trajectories than the heavier and less dense particles.
  • the distribution of the particles in different layers according to their density but also the different trajectories described by the particles according to their density and according to the displacement of the material (cascade or cataract) to which they are subjected makes it possible to obtain a selective separation, when the displacement of the granular material in the rotating circular plate having an inclined bottom takes place at a speed of rotation at least equal to 50% but less than 100% of the speed of rotation of said rotating circular plate. According to this particular speed of rotation, the displacements of matter according to the cascade and cataract regimes are obtained simultaneously in a surprising manner.
  • the massive particles float on the surface of the granular material while the fine particles are concentrated at the bottom of the rotating circular plate in a central collection zone.
  • fraction of massive particles is meant, within the meaning of the present invention, a fraction of matter granular comprising thread-like particles and/or coarse particles.
  • filament particles is understood to mean, within the meaning of the present invention, particles having a preferential direction but also wavy parts and which can therefore roll up on themselves or become entangled with each other. These are, for example, pieces of cable.
  • centimeter particles is understood to mean, within the meaning of the present invention, particles having a size of between 0.2 and 200 mm.
  • fine particles is understood to mean, within the meaning of the present invention, particles having a size of between 0.01 and 133 mm.
  • d 80 of the particles coarse / d 80 of the particles fine > 1.5
  • d 80 of the coarse particles means that 80% of the coarse particles of the granular material have a size less than a size between 0.2 and 200 mm
  • d 80 of the fine particles means that 80% of the fine particles of the granular material have a size less than a size between 0.01 and 133 mm.
  • said rotating circular plate has, in a trigonometric frame, a first quadrant extending from 0 to 90°, a second quadrant extending from 90° to 180° and a third quadrant extending from 180° to 270° with respect to a point 0 corresponding to a highest point of said rotating circular plate when the latter is stationary, said filiform particles and/or said coarse particles being recovered in a peripheral manifold in the form of a fixed descending ramp along at least part of said third quadrant of said rotary circular plate, along an arc between 180° and 270°, after their overflow from said rotary circular plate, said filiform particles agglomerating together in the form of pellets.
  • Such a positioning of said peripheral collector ensures optimum recovery of the filiform particles agglomerated in the form of balls which, by overflowing from said rotary circular plate, fall into said collector which directs them towards a collection zone.
  • said recovery of said fine particles in said central collection zone of said inclined rotating circular plate is carried out manually, preferably by suction, preferably via at least one opening made on the bottom of said central collection zone, preferably using an endless screw.
  • a separation of said coarse particles from said agglomerated filiform particles in the form of balls is carried out by means of a finger screen located in the extension of said peripheral collector.
  • the coarse particles pass through the fingers of said finger screen and thus end up in a first recovery tank while the pellets remain on the surface of the finger screen and are directed towards a second recovery tank located downstream of said first recovery tank.
  • the rotating circular plate is inclined at an angle ⁇ comprised between 20° and 80°, preferably comprised between 30 and 60°, preferentially comprised between 45 and 55° with respect to a plane horizontal.
  • Such a device for separating a granular material comprising massive particles (filiform + coarse) and fine particles advantageously makes it possible to avoid any clogging linked to the presence of filiform particles, the separation not resorting to the use of elements provided with fibers or bristles or the use of screens but with a rotating circular plate having a bottom inclined with respect to a horizontal plane and a peripheral edge extending in a flared manner upwards from this background.
  • this device allows selective separation, said filiform elements agglomerated in the form of balls as well as the coarse particles being recovered at the periphery of said rotary plate while said fine particles are concentrated in the center of said rotary plate in said collection zone of said fine particles .
  • said fraction of massive particles comprises filiform particles and coarse particles.
  • said second zone for collecting said fine particles comprises at least one opening made on the bottom of said central collection zone or an endless screw.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment of the device for separating a granular material according to the invention.
  • the granular material comprising filiform particles (1), fine particles (2) and coarse particles (3) is introduced into the rotating circular plate (5) via a feed ramp (4).
  • the rotating circular plate (5) is inclined at an angle ⁇ (indicated in picture 3 ) with respect to a horizontal plane and rotates around a central axis (6) clockwise (direction indicated by the arrow) at a speed of rotation at least equal to 50% but less than 100% of the critical speed of rotation of said rotating circular plate (5) so that displacements of the material according to the cascade regimes (displacement illustrated by the large dashes) and cataract (displacement illustrated by the small dashes) are obtained simultaneously.
  • the fine particles (2) are subjected to the cataract regime and describe trajectories passing through the central collection zone (7) where they accumulate.
  • the filiform particles (1) and the coarse particles (3) are subjected to the cascade regime which causes the massive particles (filiform + coarse) to fall on top of each other. This has the effect that the filiform particles (1) collide with each other and form balls (8) by becoming entangled.
  • the filiform particles in the form of balls (8) as well as the coarse particles (3) float on the surface of the granular material supplied and are recovered by overflowing above the peripheral edge (9) of the rotary circular plate (5), following their drive down by the force of gravity, in a peripheral collector (10).
  • the fine particles (2) are concentrated at the bottom of the rotary circular plate (5) in the central collection zone (7) and are recovered by flow via openings (11) made in said central collection zone (7) To proximity to said axis of rotation (6).
  • Said peripheral collector (10) is extended by a finger screen (12) allowing coarse particles (3) sliding along said peripheral collector (10) to fall into a first collection tank (13) through the fingers of said fingers (12).
  • the filiform particles in the form of pellets (8) slide over the finger screen (12) before being recovered in a second recovery tank (14).
  • FIG. 2 illustrates another embodiment of the device for separating a granular material according to the invention and is identical to the figure 1 with the exception that an endless screw (15) ensures the recovery of fine particles (2) concentrated at the bottom of the rotary circular plate (5) in the central collection zone (7) close to said axis of rotation (6) .
  • a deflector (16) directs the fine particles (2) towards the central collection zone (7) ⁇ one end of said endless screw (15) is arranged to extract said fine particles (2 ) agglomerated in said central collection zone (7).
  • FIG. 3 is a side view of the device for separating a granular material according to the invention in which the angle of inclination ( ⁇ ) of the rotary circular plate (5) is illustrated.
  • the grinding residue introduced into the tray includes filiform particles (for example sheathed or unsheathed electric wires), massive (coarse) plastic and metal particles and fine particles (mineral fraction).

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Description

  • La présente invention se rapporte à un dispositif et un procédé de séparation sélective d'une matière granulaire comprenant une fraction de particules massives comprenant des particules filiformes et des particules grossières et une fraction de particules fines.
  • Un tel procédé est par exemple connu du document US4185746 qui concerne un dispositif de séparation granulométrique reposant sur l'introduction de matières granulaires comprenant des particules grossières et des particules fines dans un plateau circulaire rotatif, selon le préambule de la revendication 1.
  • Le document US3419143 divulgue également un autre procédé de séparation granulométrique reposant sur l'introduction de matières granulaires comprenant des particules grossières et des particules fines dans un plateau circulaire rotatif. Ces documents ne portent toutefois pas sur des matières granulaires comprenant des particules filiformes.
  • Un autre procédé est connu par exemple du document EP1712301 qui divulgue un procédé pour séparer des fragments filiformes au départ d'éléments électroniques broyés (déchiquetés) à l'aide d'un appareil qui est constitué d'une roue dont la surface est recouverte par une couche de fibres (textiles) sur lesquelles vont s'accrocher les fragments filiformes lors de la chute des éléments électroniques broyés sur la roue. Lorsque la roue tourne et sous l'action de la gravité, les éléments non fixés à la couche de fibres vont tomber dans un premier bac de récupération tandis que les éléments filiformes tomberont dans un second bac lorsqu'ils seront soumis à la gravité et au-dessus du second bac. Cet appareil est donc basé sur la chute des éléments électroniques broyés, lesquels vont être entraînés par la roue selon la même direction que celle de la chute des éléments.
  • Le document EP726817 décrit un procédé et un appareil pour séparer des éléments filiformes d'autres éléments issus également de matériel électronique. Le principe de ce dispositif est identique à celui du document EP1712301 à la différence près que la surface d'un tapis circulant est pourvue de poils dans lesquels se fixent les particules filiformes.
  • Le document DE4117029 concerne la séparation granulométrique de particules filiformes au départ d'un mélange de particules de formes et de tailles diverses. La séparation des particules filiformes est basée sur l'utilisation de tapis roulants inclinés entraînant les particules filiformes vers le haut tandis que les particules de plus grandes tailles glissent le long des tapis roulants sous l'action de la force de gravité.
  • Le document DE9017891 concerne un procédé utilisant un dispositif également constitué de tapis roulants qui sont pourvus, à leur surface, de poils pour fixer les particules filiformes. La séparation des particules filiformes s'effectue de façon identique à celle décrite dans le document DE4117029 , la présence de poils renforçant ici la montée des particules filiformes au sommet des tapis.
  • Des procédés de criblage sont également connus de l'état de la technique pour la séparation sélective d'une matière granulaire comprenant des particules filiformes et des particules fines. Les procédés de criblage reposent sur l'utilisation de cribles permettant de filtrer des solides de différentes tailles.
  • Malheureusement, les dispositifs et procédés de l'état de la technique souffrent de problèmes de colmatage liés à l'accumulation d'éléments filiformes, par exemple torsadés, au niveau des fibres et des poils des roues ou des tapis, ce qui ne permet pas d'obtenir une séparation optimale des éléments filiformes et des éléments de granulométries différentes. Ces procédés de criblage présentent également un temps de séjour relativement long pour une séparation efficaces des particules filiformes De plus, lesdites particules filiformes constituent autant de points d'accrochage supplémentaires pour d'autres particules filiformes, ce qui généralement complique les opérations.
  • L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en procurant un dispositif de séparation sélective d'une matière granulaire comprenant une fraction de particules massives et une fraction de particules fines selon la revendication 1 et un procédé selon la revendication 3.
  • Un tel dispositif et un tel procédé permettent d'éviter tout colmatage lié à la présence de particules filiformes et assurent une séparation correcte de la fraction de particules massives de la fraction de particules fines car chacune des deux fractions susdites sont soumises respectivement à un déplacement particulier de la matière, ce qui a pour conséquence de séparer sélectivement chacune des deux fractions. En effet, à condition que la vitesse de rotation dudit plateau circulaire rotatif soit au moins égale à 50% mais inférieure à 100% de la vitesse critique de rotation, la fraction de particules massives subit un déplacement selon un régime de cascade tandis que, simultanément, la fraction de particules fines subit un déplacement selon un régime de cataracte.
  • Les particules fines, soumises au régime de cataracte, décrivent des trajectoires passant par le centre dudit plateau circulaire rotatif où elles se concentrent.
  • Les particules massives, soumises au régime de cascade, décrivent des trajectoires plus courtes que celles des particules fines et ne passent pas par le centre dudit plateau circulaire rotatif. Le régime de cascade entraîne une chute des particules massives les unes sur les autres, ces particules massives entrant ainsi en collision. Un écroulement et une retombée des particules massives sur elles-mêmes est ainsi obtenu.
  • Outre les déplacements respectifs de chacune des deux fractions, la matière granulaire se répartit également selon deux autres critères. D'une part, sous l'effet de la rotation du plateau circulaire rotatif, la matière granulaire est plaquée contre le bord périphérique dudit plateau circulaire rotatif et, d'autre part, la matière granulaire se répartit en plusieurs couches en fonction de la densité des particules, les particules les plus fines et les plus denses formant les couches inférieures alors que les particules plus massives et moins denses forment les couches supérieures.
  • Dans la matière granulaire en mouvement, la gravité joue un rôle et les particules massives qui sont moins denses surnagent donc en surface de la matière granulaire présente sur le plateau rotatif tandis que les particules les plus fines et les plus denses forment une couche inférieure en contact avec le fond du plateau circulaire rotatif. Ces particules fines sont entraînées vers le centre du plateau circulaire rotatif sous l'effet de la rotation dudit plateau circulaire rotatif et de forces de frottements s'exerçant entre le fond du plateau circulaire rotatif et lesdites particules fines en contact avec ce fond, lesdites particules fines étant ainsi soumises à des forces d'entrainement. Ces mêmes particules fines transmettent les forces d'entrainement auxquelles elles sont soumises aux particules formant les couches supérieures, lesdites forces d'entrainement étant transmises de couches en couche jusqu'à la couche supérieure de la matière granulaire. Un gradient de forces d'entrainement perpendiculaire au fond du plateau circulaire rotatif est ainsi observé, les grandeurs desdites forces d'entrainement diminuant lors de leur transmission d'une couche à l'autre de particules dans une direction ascendante.
  • Comme mentionné ci-avant, le plateau circulaire rotatif présentant un fond incliné, les particules sont également soumises à la force de gravité. Les particules fines qui sont denses, mais de petite taille et donc légères sont peu soumises à la force de gravité tandis que les particules plus lourdes, qui, même si elles sont moins denses sont plus volumineuses, y sont plus fortement soumises, ce qui entraîne ces dernières plus rapidement vers le bas. Puisque, comme décrit ci-dessus, les particules sont soumises à des forces d'entrainement, l'effet de la force de gravité sur les particules se traduit par leur aptitude à décrire de plus ou moins grandes trajectoires, les particules fines les plus denses et les plus légères décrivant des trajectoires plus importantes que les particules plus lourdes et moins denses.
  • La distribution des particules en différentes couches selon leur densité mais aussi les différentes trajectoires décrites par les particules en fonction de leur densité et en fonction du déplacement de la matière (cascade ou cataracte) auquel elles sont soumises permet d'obtenir une séparation sélective, lorsque le déplacement de la matière granulaire dans le plateau circulaire rotatif présentant un fond incliné s'effectue à une vitesse de rotation au moins égale à 50% mais inférieure à 100% de la vitesse de rotation dudit plateau circulaire rotatif. Selon cette vitesse de rotation particulière, les déplacements de la matière selon les régimes de cascade et de cataracte sont obtenus simultanément de façon surprenante.
  • Les particules massives surnagent en surface de la matière granulaire tandis que les particules fines sont concentrées au fond du plateau circulaire rotatif dans une zone centrale de collecte.
  • Les régimes de déplacement de la matière dans un cylindre (régime de cataracte, régime de glissement, régime de roulement, régime centrifuge, régime d'affaissement, régime cascade) sont caractérisés par le nombre de Froude (équation 1) qui caractérise l'importance relative des forces liées à la vitesse et à la force de pesanteur. Fr = rω 2 g
    Figure imgb0001
     où
    • r :
    le rayon du cylindre [m]
    ω :
    la vitesse angulaire [rad/s]
    g :
    la force de gravité 9.81 [m/s2]
  • Dans le cadre de la présente invention et pour un diamètre prédéterminé du plateau circulaire rotatif, le nombre de Froude et donc le régime de déplacement de la matière est fonction de la vitesse de rotation du plateau circulaire rotatif. Il est ainsi possible de définir une vitesse de rotation critique du plateau circulaire rotatif (Nc) (équation 2) au-delà de laquelle les régimes de cascade et de cataracte sont dépassés pour donner lieu au régime centrifuge caractérisé par un nombre de Froude égal à 1.
    où Nc : la vitesse Nc = g sin β 2 π 2 D
    Figure imgb0002
    critique d'entrainement
    [tour/s]
    • g : la force de gravité 9.81 [m/s2]
    • β : l'angle d'inclinaison du plateau
    • D : le diamètre du plateau [m]
  • Il a été observé, dans le cadre de la présente invention, que plus le plateau circulaire rotatif est incliné par rapport à un plan horizontal, plus l'installation peut traiter et donc séparer un flux important de matière. En effet, plus le plateau circulaire rotatif est incliné, plus il faut augmenter la vitesse de rotation pour préserver la qualité de la séparation. L'augmentation de la vitesse de rotation du plateau circulaire rotatif a pour effet d'augmenter les forces d'entrainement et l'augmentation de l'angle d'inclinaison plateau circulaire rotatif par rapport à un plan horizontal a pour effet d'accentuer l'effet de la force de gravité sur les particules. C'est pourquoi, dans ces conditions, les particules les moins denses sont entraînées vers le bas plus rapidement alors que les particules plus denses sont plus rapidement dirigées vers la zone centrale de collecte du plateau circulaire rotatif, ce qui, par conséquent, accélère la séparation des particules de granulométries différentes et permet le traitement d'un débit de matière granulaire plus important.
  • Par les termes « fraction de particules massives », on entend, au sens de la présente invention, une fraction de matière granulaire comprenant des particules filiformes et/ou des particules grossières.
  • Par les termes « particules filiformes », on entend, au sens de la présente invention, des particules présentant une direction préférentielle mais également des parties ondulées et qui peuvent donc s'enrouler sur elles-mêmes ou s'emmêler entre elles. Il s'agit, par exemple, de morceaux de câbles.
  • Par les termes « particules grossières », on entend, au sens de la présente invention, des particules présentant une taille comprise entre 0,2 et 200 mm.
  • Par les termes « particules fines », on entend, au sens de la présente invention, des particules présentant une taille comprise entre 0,01 et 133 mm.
  • Au sens de la présente invention, le rapport suivant doit être respecté : d 80 des particules grossières / d 80 des particules fines > 1,5
    Figure imgb0003
     où d80 des particules grossières signifie que 80% des particules grossières de la matière granulaire présentent une taille inférieure à une taille comprise entre 0,2 et 200 mm,
    et où d80 des particules fines signifie que 80% des particules fines de la matière granulaire présentent une taille inférieure à une taille comprise entre 0,01 et 133 mm.
  • Selon le dispositif de la présente invention, ledit plateau circulaire rotatif présente, dans un repère trigonométrique, un premier quadrant s'étendant de 0 à 90°, un deuxième quadrant s'étendant de 90° à 180° et un troisième quadrant s'étendant de 180° à 270° par rapport à un point 0 correspondant à un point le plus haut dudit plateau circulaire rotatif lorsque celui-ci est à l'arrêt, lesdites particules filiformes et/ou lesdites particules grossières étant récupérées dans un collecteur périphérique sous forme d'une rampe descendante fixe le long d'au moins une partie dudit troisième quadrant dudit plateau circulaire rotatif, le long d'un arc compris entre 180° et 270°, après leur débordement dudit plateau circulaire rotatif, lesdites particules filiformes s'agglomérant entre elles sous forme de pelotes. Un tel positionnement dudit collecteur périphérique assure une récupération optimale des particules filiformes agglomérées sous forme de pelotes qui, par débordement dudit plateau circulaire rotatif, tombent dans ledit collecteur qui les dirige vers une zone de collecte.
  • De préférence, selon le procédé de la présente invention, ladite récupération desdites particules fines dans ladite zone centrale de collecte dudit plateau circulaire rotatif incliné est effectuée manuellement, de préférence par aspiration, de préférence par l'intermédiaire d'au moins une ouverture pratiquée sur le fond de ladite zone centrale de collecte, préférentiellement à l'aide d'une vis sans fin.
  • Avantageusement, selon le procédé de la présente invention, une séparation desdites particules grossières desdites particules filiformes agglomérées sous forme de pelotes est réalisée au moyen d'un crible à doigts situé dans le prolongement dudit collecteur périphérique. Les particules grossières passent au travers des doigts dudit crible à doigts et se retrouvent ainsi dans un premier bac de récupération tandis que les pelotes restent en surface du crible à doigts et sont orientées vers un deuxième bac de récupération situé en aval dudit premier bac de récupération.
  • De préférence, selon le procédé de la présente invention, le plateau circulaire rotatif est incliné selon un angle α compris entre 20° et 80°, de préférence compris entre 30 et 60°, préférentiellement compris entre 45 et 55° par rapport à un plan horizontal.
  • D'autres formes de réalisation du procédé suivant l'invention sont indiqués dans les revendications annexées.
  • Un tel dispositif de séparation d'une matière granulaire comprenant des particules massives (filiformes + grossières) et des particules fines permet avantageusement d'éviter tout colmatage lié à la présence de particules filiformes, la séparation ne recourant pas à l'utilisation d'éléments munis de fibres ou de poils ni à l'utilisation de cribles mais à un plateau circulaire rotatif présentant un fond incliné par rapport à un plan horizontal et un bord périphérique s'étendant de manière évasée vers le haut à partir de ce fond. De plus, ce dispositif permet une séparation sélective, lesdits éléments filiformes agglomérés sous forme de pelotes ainsi que les particules grossières étant récupérés en périphérie dudit plateau rotatif alors que lesdites particules fines sont concentrées au centre dudit plateau rotatif dans ladite zone de collecte desdites particules fines.
  • Selon le dispositif de la présente invention, ladite fraction de particules massives comprend des particules filiformes et des particules grossières.
  • Avantageusement, selon le dispositif de la présente invention, ladite deuxième zone de collecte desdites particules fines comprend au moins une ouverture pratiquée sur le fond de ladite zone centrale de collecte ou une vis sans fin.
  • D'autres formes de réalisation du dispositif de séparation d'une matière granulaire suivant l'invention sont indiqués dans les revendications annexées.
  • D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux dessins annexés.
    • La figure 1 illustre un mode de réalisation du dispositif de séparation d'une matière granulaire suivant l'invention.
    • La figure 2 illustre un autre mode de réalisation du dispositif de séparation d'une matière granulaire suivant l'invention.
    • La figure 3 est une vue de profil du dispositif de séparation d'une matière granulaire suivant l'invention.
  • Sur les figures, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références.
  • La figure 1 illustre un mode de réalisation du dispositif de séparation d'une matière granulaire suivant l'invention. La matière granulaire comprenant des particules filiformes (1), des particules fines (2) et des particules grossières (3) est introduite dans le plateau circulaire rotatif (5) par l'intermédiaire d'une rampe d'alimentation (4). Le plateau circulaire rotatif (5) est incliné selon un angle α (indiqué à la figure 3) par rapport à un plan horizontal et tourne autour d'un axe central (6) dans le sens horlogique (direction indiquée par la flèche) à une vitesse de rotation au moins égale à 50% mais inférieure à 100% de la vitesse critique de rotation dudit plateau circulaire rotatif (5) afin que des déplacements de la matière selon les régimes de cascade (déplacement illustré par les tirets de grande taille) et de cataracte (déplacement illustré par les tirets de petite taille) soient obtenus simultanément.
  • Les particules fines (2) sont soumises au régime de cataracte et décrivent des trajectoires passant par la zone centrale de collecte (7) où elles s'accumulent.
  • Les particules filiformes (1) et les particules grossières (3) sont soumises au régime de cascade qui entraîne une chute des particules massives (filiformes + grossières) les unes sur les autres. Ceci a pour effet que les particules filiformes (1) entre en collision les unes avec les autres et forment des pelotes (8) en s'emmêlant. Les particules filiformes sous forme de pelotes (8) ainsi que les particules grossières (3) surnagent à la surface de la matière granulaire alimentée et sont récupérées par débordement au dessus du bord périphérique (9) du plateau circulaire rotatif (5), suite à leur entrainement vers le bas par la force de gravité, dans un collecteur périphérique (10). Les particules fines (2) sont quant à elles concentrées au fond du plateau circulaire rotatif (5) dans la zone centrale de collecte (7) et sont récupérées par écoulement via des ouvertures (11) pratiquées dans ladite zone centrale de collecte (7) à proximité dudit axe de rotation (6). Ledit collecteur périphérique (10) est prolongé par un crible à doigts (12) permettant aux particules grossières (3) glissant le long dudit collecteur périphérique (10) de tomber dans un premier bac de récupération (13) au travers des doigts dudit crible à doigts (12). Les particules filiformes sous formes de pelotes (8) glissent sur le crible à doigts (12) avant d'être récupérées dans un deuxième bac de récupération (14).
  • La figure 2 illustre un autre mode de réalisation du dispositif de séparation d'une matière granulaire suivant l'invention et est identique à la figure 1 à l'exception qu'une vis sans fin (15) assure la récupération des particules fines (2) concentrées au fond du plateau circulaire rotatif (5) dans la zone centrale de collecte (7) à proximité dudit axe de rotation (6). En outre, selon ce mode de réalisation, un déflecteur (16) oriente les particules fines (2) vers la zone centrale de collecte (7) οµ une extrémité de ladite vis sans fin (15) est agencée pour extraire lesdites particules fines (2) agglomérées dans ladite la zone centrale de collecte (7).
  • La figure 3 est une vue de profil du dispositif de séparation d'une matière granulaire suivant l'invention où est illustré l'angle d'inclinaison (α) du plateau circulaire rotatif (5).
    • Exemples
  • Un résidu de broyage de déchets d'équipements électriques et électroniques, préalablement soumis à une première séparation, par exemple magnétique ou par courant de Foucault, est introduit sur un plateau circulaire rotatif présentant un diamètre de 1 m, un bord périphérique d'une hauteur de 15 cm (hauteur de débordement) et un déflecteur central.
  • Le résidu de broyage introduit sur le plateau comprend des particules filiformes (par exemple des fils électriques gainés ou non), des particules massives (grossières) en plastique et en métal et des particules fines (fraction minérale).
  • Plusieurs essais de séparation granulométrique ont été réalisé en faisant varier, tel qu'indiqué dans le tableau ci-dessous, les paramètres suivants :
    - l'inclinaison du plateau circulaire rotatif selon un angle α par rapport à un plan horizontal,
    - le débit d'alimentation du résidu de broyage sur le plateau circulaire rotatif incliné,
    - la masse du résidu de broyage traité,
    - les quantités (%) de particules massives et de particules fines constituant le résidu de broyage,
    - les quantités (%) de particules massives présentant une taille supérieure à 5 mm et les quantités (%) de particules fines présentant une taille inférieure à 5 mm,
    - la vitesse de rotation du plateau circulaire rotatif incliné et, par conséquent le % de la vitesse critique de rotation du plateau circulaire rotatif incliné.
    α Débit (kg/h) Masse traitée (kg) % massives % fines % massives > 5mm % fines < 5mm Vitesse rotation (t/min) % vitesse critique de rotation
    1 55 506 240 13 87 91 78 34 89
    2 55 513 240 17 83 90 74 34 89
    3 55 729 240 31 69 76 76 31 81
    4 55 1000 1571 26 74 81 77 28 73
    5 45 217 240 10 90 91 82 26 73
    6 50 534 240 12,5 87,5 83 79 24 65
  • Tous ces essais ont permis de réaliser une séparation granulométrique sélective satisfaisante, les particules massives étant déplacées selon un régime de cascade vers la périphérie du plateau circulaire rotatif incliné, les particules fines étant déplacées vers une zone centrale de collecte du plateau circulaire rotatif incliné selon un régime de cataracte et les particules filiformes s'agglomérant entre elles sous forme de pelotes en surface du résidu de broyage. Les particules massives ainsi que les particules filiformes agglomérées sous formes de pelotes ont été récupérées, par débordement du plateau circulaire, dans un collecteur périphérique avant d'être séparées les unes des autres par passage sur un crible à doigts. Les particules fines ont quant à elles été récupérées au centre du plateau circulaire rotatif, soit par l'intermédiaire d'une ouverture pratiquée sur le fond de la zone centrale de collecte, soit à l'aide d'une vis sans fin.
  • Une séparation optimale a toutefois été obtenue en appliquant les paramètres de l'essai n°4 où il a été montré qu'une durée plus longue de traitement du résidu de broyage permettait d'augmenter d'environ 30% le débit d'alimentation de la matière granulaire sur le plateau circulaire rotatif incliné sans réduire la qualité de la séparation obtenue.
  • Il est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.

Claims (6)

  1. Dispositif de séparation sélective d'une matière granulaire comprenant une fraction de particules massives (1, 3) comprenant des particules filiformes (1) et des particules grossières (3) et une fraction de particules fines (2), ledit dispositif comprenant une alimentation (4) de ladite matière granulaire, un élément rotatif, une première zone de collecte de ladite fraction de particules massives (1, 3) et une deuxième zone de collecte de ladite fraction de particules fines (2) séparées, caractérisé en ce que ledit élément rotatif est un plateau circulaire rotatif (5) présentant un fond incliné par rapport à un plan horizontal et un bord périphérique (9) s'étendant de manière évasée vers le haut à partir de ce fond, ladite deuxième zone de collecte de ladite fraction de particules fines (2) étant située dans une zone centrale (7) dudit plateau circulaire rotatif (5), ledit plateau circulaire rotatif (5) présente quatre quadrants, un premier quadrant s'étendant de 0 à 90°, un deuxième quadrant s'étendant, dans un repère trigonométrique, de 90° à 180° et un troisième quadrant s'étendant de 180° à 270° par rapport à un point 0 correspondant à un point le plus haut dudit plateau circulaire rotatif (5) lorsque celui-ci est à l'arrêt, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ladite première zone de collecte desdites particules massives (1, 3) comprenant des particules filiformes (1) et des particules grossières (3) est une rampe (10) descendante fixe le long d'un arc compris entre 180° et 270°.
  2. Dispositif de séparation sélective d'une matière granulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième zone de collecte desdites particules fines (2) comprend au moins une ouverture (11) pratiquée sur le fond de ladite zone centrale de collecte (7) ou une vis sans fin (15).
  3. Procédé de séparation sélective d'une matière granulaire comprenant une fraction de particules massives (3) et une fraction de particules fines (2) pour séparer ladite fraction de particules massives (3) de ladite fraction de particules fines (2), mis en oeuvre par le dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, ledit procédé comprenant une étape d'alimentation de ladite matière granulaire, une étape de séparation sélective de ladite fraction de particules massives (3) de ladite fraction de particules fines (2) et une étape de récupération de ladite fraction de particules massives (3) séparées et de ladite fraction de particules fines (2) séparées, ladite alimentation de ladite matière granulaire s'effectuant sur un plateau circulaire rotatif (5) présentant un fond incliné par rapport à un plan horizontal et une zone centrale de collecte (7) desdites particules fines (2), ledit procédé comprenant en outre simultanément un premier déplacement desdites particules massives (3) selon un régime de cascade vers une périphérie dudit plateau circulaire rotatif (5) et un deuxième déplacement desdites particules fines (2) selon un régime de cataracte vers ladite zone centrale de collecte (7) dudit plateau circulaire rotatif (5), par rotation dudit plateau circulaire rotatif (5) à une vitesse de rotation au moins égale à 50% mais inférieure à 100% de la vitesse critique de rotation dudit plateau circulaire rotatif (5) définie par l'équation suivante : Nc = g sin β 2 π 2 D
    Figure imgb0004
     où Nc représente la vitesse critique d'entrainement [tour/sec], g représente la force de gravité [9,81 m/s2], β représente l'angle d'inclinaison dudit plateau circulaire rotatif (5) et D représente le diamètre [m] dudit plateau circulaire rotatif (5),
    avec ladite séparation de ladite fraction de particules massives (3) de ladite fraction de particules fines (2) et ladite récupération de ladite fraction de particules massives (3) par débordement dudit plateau circulaire rotatif (5) et de ladite fraction de particules fines (2) séparées et concentrées dans ladite zone centrale de collecte (7) dudit plateau circulaire rotatif (5),
    ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite étape d'alimentation d'une matière granulaire alimente ledit plateau circulaire rotatif (5) en une fraction de particules massives (3) comprenant des particules filiformes (1), et en ce qu'il comprend en outre une étape d'agglomération desdites particules filiformes (1) sous forme de pelotes (8) et une étape de récupération desdites pelotes (8) par débordement dudit plateau circulaire rotatif (5), et en ce que ledit plateau circulaire rotatif (5) présente, dans un repère trigonométrique, un premier quadrant s'étendant de 0 à 90°, un deuxième quadrant s'étendant de 90° à 180° et un troisième quadrant s'étendant de 180° à 270° par rapport à un point 0 correspondant à un point le plus haut dudit plateau circulaire rotatif (5) lorsque celui-ci est à l'arrêt et en ce que lesdites particules filiformes (1) et/ou lesdites particules grossières (3) sont récupérées dans un collecteur périphérique (10) sous forme d'une rampe descendante fixe le long d'un arc compris entre 180° et 270°, après leur débordement dudit plateau circulaire rotatif (5), lesdites particules filiformes (1) s'agglomérant entre elles sous forme de pelotes (8).
  4. Procédé de séparation sélective d'une matière granulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite étape d'alimentation d'une matière granulaire alimente ledit plateau circulaire rotatif (5) en une fraction de particules massives (1, 3) comprenant des particules grossières (3).
  5. Procédé de séparation sélective d'une matière granulaire selon l'une des quelconques revendications 3 à 4, caractérisé en ce que ladite récupération desdites particules fines (2) dans ladite zone centrale de collecte (7) dudit plateau circulaire rotatif (5) incliné est effectuée manuellement, de préférence par aspiration, de préférence par l'intermédiaire d'au moins une ouverture (11) pratiquée sur le fond de ladite zone centrale de collecte (7), préférentiellement à l'aide d'une vis sans fin (15).
  6. Procédé de séparation sélective de matière granulaire selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'une séparation desdites particules grossières (3) desdites particules filiformes (1) agglomérées sous forme de pelotes (8) est réalisée au moyen d'un crible à doigts (12) situé dans le prolongement dudit collecteur périphérique (10).
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