FR2479025A1

FR2479025A1 -

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Publication number: FR2479025A1
Application number: FR8109933A
Authority: FR
Original assignee: Air Products and Chemicals Inc
Current assignee: Air Products and Chemicals Inc
Priority date: 1974-05-20
Filing date: 1981-05-19
Publication date: 1981-10-02
Also published as: FR2479025B1; FR2271872A1; NL7505809A; AT345566B; DE2520358A1; FR2271872B1; CA1012926A; ATA354275A; JPS50156754A; US3905556A; GB1466491A

Abstract

LES REBUTS SONT REFROIDIS ET BROYES. LES PARTIES OBTENUES SONT TRIEES PAR DENSITES, SOUMISES A DES OPERATIONS DE TRIAGE MAGNETIQUES, PAR COURANT D'AIR, PAR SECOUSSES SUR DES TAMIS SECOUEURS, PUIS LES PARTIES LES PLUS GROSSES SONT RENVOYEES A DES BROYEURS DISPOSES EN CASCADE, FINALEMENT LES PARTICULES FINES OBTENUES SONT DIVISEES EN COURANTS MULTIPLES ET TRIEES. APPLICATION A LA RECUPERATION DE METAUX ET AUTRES PRODUITS DE PIECES INDUSTRIELLES.

Description

I La présente invention concerne un procédé et ad.e.l e

tri et de récupération des composants de pièces au rebut, encom-

brantes et essentiellement métalliques. Elle concerne plus parti-

culièrement la séquence de refroidissement, pulvérisation et sé--

paration mécanique que l'on fait subir aux pièces de rebut, pour

en récupérer les portions intéressantes, et le traitement ulté-

rieur d'une fraction de ces pièces contenant des composants métal-

liques afin de récupérer et de concentrer ces composants jusqu'à un degré de pureté suffisant% Etant donné la rareté croissance des matières premières primaires, la récupération des métaux contenus dans les matériaux au rebut a pris une importance croissante. Ce recyclage aide aussi à éviter les traumatismes écologiques. Mais beaucoup des déchets

disponibles contiennent différents métaux et composants non-

métalliques qui sont si intimement mélangés qu'il n'est pas facile de les séparer. Les induits de moteur, par exemple,contiennent des métaux ferreux et des métaux non-ferreux (commne le cuivre et l'aluminium), des isolants et autres matériaux semblables. Il est cependant difficile de récupérer le cuivre étant donné le type de

construction de l'induit.

On a déjà proposé différents procédés de récuprération des rebuts qui employaient un traitement cryogénique pour rendre les matériaux fragiles. Le processus cryogénique est très efficace pour rendre fragiles certains types de matériaux (par exemple les matériaux dont le mode de fracture passe de ductile à fragile

dans une gaminme de température dite gamme de température de tran-

sition) et permettre ainsi de les fragmenter. Mais des problèmes surgissent quand les rebuts contiennent des quantités notables de métaux qui restent ductiles aux températures cryogéniques. A 0 titre d'exemple, le cuivre d'une pièce contenant du cuivre et du métal ferreux ne présente pas de fracture de fragilisation après refroidissement cryogénique. Par contre, il tend à s'aplatir, à

se cisailler, à s'étirer ou à subir une autre déformation plasti-

que pendant l'opération de broyage qui brise le matériau ferreux.

En conséquence, des quantités notables de matériaux ferreux ne son1 pas libérées et ne permettent donc pas une récupération économique Ces matériaux ferreux sont, par contre, mécaniquement enserrés par( agrégats.. de métaux non-ferreux qui les enferment, les bloquent et

rendent impossible un tri classique.

Suivant l'invention, on a observé que pour sérarer de ma-

- nière efficace le cuivre et les autres matériaux ductiles des com-

posants ferreux des pièces, il fallait faire passer la pièce dans une série de broyeurs qui forment des morceaux de dimensions de plus en plus faibles. Dans la suite des broyeurs, on prévoit une séparation des matériaux enchevêtrés et leur retour au broyeur précédent. On obtient ainsi des courants de matériaux qui sont

mécaniquement dégagés les uns des autres.

En outre, suivant un autre aspect de l'invention, on ob-

tient une séparation efficace du cuivre et des autres matériaux ductiles des composants ferreux des pièces en broyant les pièces de façon répétitive pour réduire progressivement les dimensions de leurs particules, et libérer les matériaux les plus fragiles ainsi que les matériaux sensibles aux procédés magnétiques, comme les produits ferreux de leur enchevêtrement ou imbrication dans du cuivre et autres matériaux essentiellement amagnétiques et

pour faciliter le tri de ces composants. Pour faciliter la frag-

mentation initiale des pièces, on les rend fragiles en les re-

froidissant au-dessous de leur température de transition. Le pro-

duit de dimensions réduites venant du dernier étage d'une série de broyeurs subit un tri magnétique et la partie non-magnétique ainsi séparée des composants ferreux est rendue disponible pour

récupérer les composants métalliques distincts-qu'elle contient.

L'invention propose un appareil et un procédé qui séparent un ma-

tériau métallique au rebut, constitué par différents métaux et éventuellement de composants non-métalliques, en ses composants

constituants et qui récupèrent les composants métalliques indi-

viduels d'une pièce broyée mélangée dont le fer associé a été enlevé.

En bref, la pièce est soumise à une opération de refroidis-

sement utilisant, de préférence, un fluide cryogénique, puis est-

chargée dans un premier broyeur ou concasseur. Le produit sor-

tant du broyeur est séparé en fractions légères et en fractions lourdes, en enlevant aussi la poussière ou les poudres fines. La fraction lourde est traitée dans un séparateur magnétique pour

récupérer une fraction magnétique et une fraction non-magnétique.

Il faut considérer que le terme non-magnétique tel qu'on l'a utilisé cidessus au sujet des pièces de rebut s'applique aux particules vraiment non-magnétiques ainsi qu'à des pièces complexes

qui sont relativement non-magnétiques, malgré l'inclusion de por-

tions magnétiques, parce qu'elles contiennent une quantité de matière nonma.gnétique mécaniquement associée, si import'rnte cu'un

séparateur magnétique les classe dans la fraction non-ma-È-tiqaue.

On enlève la fraction magnétique comme étant un produit du pro- duit du processus et on peut la trier (par exemple, à la main) pour enlever toutes pièces contenant du cuivre, etc.., ces pièces

peuvent être ensuites renvoyées au second broyeur.

La fraction non-magnétique qui contient l'aluminium, le cuivre et autres composants non-magnétiques est combinée à la fraction légère et à une autre fraction non-magnétique que l'on

définira ci-dessous. Ce produit combiné passe dans un second bro-

yeur dans lequel les dimensions de ferrailles sont encore réduites

et à nouveau séparées en poussières ou fines poudres en une frac-

tion légère et une fraction lourde. La fraction lourde est soumise

à une seconde séparation magnétique et la seconde fraction ma-

gnétique est un produit ferreux de récupération. Ce produit peut, en option, être trié pour enlever toutes les pièces contenant du

cuivre et ces pièces peuvent être renvoyées au second broyeur.

La seconde fraction non-magnétique est combinée à la fraction nonmagnétique venant de la première séparation magnétique, et

ces fractions combinées sont introduites dans le second broyeur.

On répète ce procédé sur des pièces de rebut qui deviennent de plus en plus petites, et on effectue une sépration magnétique

après chaque broyage pour enlever les matériaux magnétiques.

Lorsque l'on a obtenu le stade de séparation souhaité entre les composants ferreux et non ferreux, on peut récupérer le cuivre,

l'aluminium, etc.. de la fraction non-magnétique par l'un quel-

conque des procédés connut, comme la flottation, la flottation par débordement, les tables à secousses ou par le procédé de

récupération que l'on va décrire ci-dessous.

Suivant une autre réalisation l'invention concerne encore le traitement de pièces de rebut, concassées, mélangées avant l'opération finale de séparation magnétique des composants ferreux dé manière à faciliter la réduction des métaux essentiellement ductiles restant dans les gammes ultimes de dimensions nécessaires

lors de la séparation ultérieure de la fraction métallique res-

tante en'ses composants individuels.

Selon cette réalisation supplémentaire de l'invention, une pièce de rebut mélangée dont les dThensIo0!s des part--cules ont été réduites et dont on a précédemment enlevé les matériaux ferreux associés, au moins en grande partie par une scparation magnétique ou un autre procédé semblable, et qui convient une quantité prépondérante de cuivre et/ou de matériaux ductiles, est soumise à une autre réduction des grains par cisaillement ou découpe à une dimension maximale d'environ 6 mm. Le -produit

ainsi découpé est criblé pour obtenir au moins deux, et de pré-

férence, trois fractions différentes ou davantage, dont les par-

ticules sont dans des gammes différentes. Chacune de ces fractions est ensuite soumise séparément à un autre processus de séparation

en fonction de la densité qui la décompose en ses composants mé-

talliques individuelles. Pour protéger les outils de découpe ou de tronçonnage de la détérioration par des particules relativement grosses, on élimine, de préférence, ces grosses particules avant l'opération de découpe. Ces grosses particules comprennent des pépites de laiton, zinc, cuivre, aluminium ou autres métaux ainsi que des brins et des bandes emmêlées de matériaux filiformes entrelacés comme du cuivre qui provient de la présence d'induits

bobinés et/ou de pièces semblables d'autres appareils électriques.

Une masse composite de ce type pose des problèmes lorsque l'on essaie de la passer au crible puisque les particules filiformes obstruent rapidement les tamis. En conséquence, dans la mise en pratique d'une réalisation préférée de l'invention, ce composé est soumis à un processus de séparation dans une trieuse à air, les particules les plus lourdes, y compris les pépites métalliques

et autres particules semblables étant recyclées en vue d'une ré-

duction supplémentaire de dimensions par concassage et broyage dans des broyeurs à boulets ou autres machines semblables, alors que

3c les particules plus légères passent dans le séparateur magnéti-

que qui enlève les composants ferreux, puis les résidus, qui sont des métaux essentiellement ductiles, sont soumis aux machines

à découper ou à cisailler.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent

d'ailleurs de la description détaillée qui suit.

Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont

représentées, à titre d'exemple, aux dessins annexés.

-L a fig. 1 est un schéma d'une première réalisation du processus.

- La fig. 2 est un schéma d'une autre réalisation de l'in-

vention. Bien que l'invention soit généralement applicable à des

rebuts métalliques de composition très variable on va la pre-

senter ici en se référant spécialement à une pièce particulière ayant une teneur en cuivre importante. Il peut y avoir aussi d'autres métaux nonferreux, comme de l'aluminium, du zinc ou des

métaux précieux. Les rebuts considérés dans la description qui

suit sont formés d'un mélange de génératrices d'automobiles, de

régulateurs de tension, de moteurs électriques, d'induits, de-

vieux fils électriques,de dispositifs électroniques, de relais ou autres appareils du même tyqpe. ayant une teneur relativement élevée en cuivre, et contenant une quantité notable d'aluminium, de matériau organique isolant, un pourcentage importantdeferaisigcue

d'autres métaux en faible quantité.

-15 En se référant à la fig. 1, on peut voir que les rebuts sont chargés dans une zone de réfrigération I o ils sont mis

en contact avec un fluide cryogénique, par exemple de l'azote li-

quide, et refroidis au-dessous de la température de transition de la matrice ferreuse du rebut (c'est-à-dire au-dessous de - 73 C environ) de manière à rendre fragiles les composés ferreux et

organiques. La nature précise du réfrigérateur qui permet d'at-

teindre des températures cryogéniques peut varier. Il.peut réa-

liser un échange de température direct ou indirect avec des

fluidescryogéniques uniques (par exemple: C02 liquide, azote li-

quide, air liquide, etc..) ou différents fluides cryogéniques utilisés l'un après l'autre. En outre, on peut éliminer une partic

de la chaleur par des cycles mécaniques de refroidissement.

Le rebut refroidi est amené par un dispositif classique, comme une goulotte ou un convoyeur 2, à un broyeur 3 o il subit se première réduction dimensionnelle (par exemple en morceaux qui ne dépassent pas 76 mm environ, pour leur dimension la plus faible). Les matériaux ferreux et organiques refroidis se brisent sous un choc important, mais les matériaux qui restent ductiles

aux températures cryogéniques sont purement et simplement dé-

formés. À Pour cette application le broyeur à boulet réversible, décrit page 2 du Bulletin 762,publié par Williams Patent Crusher

and Pulverizer Co, Inc.,convient très bien.

T6ut isolant contenu dans les matériaux est séparé de son

support par l'action d'impact et de broyage. La poussière (on em-

ploie ici le mot poussière pour désigner les produits finis qui proviennent naturellement de l'opération de concassage) provenant

de l'opération de concassage, constituée principalement de parti-

cules métalliques fines et de matière organique (c'est-à-dire

matière plastique, bois, papier plus sable et poussière), est en-

levée au-dessus du broyeur et envoyée à un collecteur de poussière par la canalisation 4. La poussière qui est recueillie dans des

cyclones, des sacs filtrants, etc.. peut être soumise à un pro-

cessus de récupération des composants métalliques et non-métal-

liques. Le rebut, maintenant réduit en pièces, quitte le broyeur 3

par le convoyeur 5, puis est amené à un séparateur à air. On con-

naît des séparateurs convenables dont certains exemples ont été

décrits dans les brevets américains 775 965 et 2 791 331. Le re-

but tombe à l'intérieur du séparateur dans un courant d'air trans-

versai, il est alors trié en une fraction lourde et une fraction légère que des convoyeurs respectifs 8 et 9 enlèvent. La poussière

est enlevée par la conduite 6, en direction du collecteur.

La fraction lourde est envoyée à un séparateur magnétique classique 10 dans lequel elle est triée en fractions magnétiques et en fractionsnonmagnétiques. La fraction magnétique est emmenée par le convoyeur 12 et peut être prélevée, à la main, si nécessaire pour enlever toutes les pièces magnétiques contenant des métaux non-ferreux, ces pièces pouvant être ramenées au broyeur 13. La fraction magnétique, restant sur le convoyeur 12, est récupérée

comme produit métallique ferreux- et peut être soumise à une sépa-

ration magnétique supplémentaire, si on le désire.

La fraction légère venant du séparateur 7 qui se trouve sur la bande transporteuse 9 et la fraction non-magnétique venant du séparateur 10, qui quitte le séparateur par le convoyeur 11, sont combinées et amenées dans un second concasseur 13 qui peut

être, par exemple, un broyeur à boulets ou un concasseur à disques.

La matière à traiter est à la température ambiante, à ce stade du processus, et dans tous les stades ultérieurs, et il n'y a

aucune rémanence de fragilité ou de fragilité induite par refrol-

dissement. Le broyeur 13 réduit la dimension des particules à en-

viron 50 mm dans leur plus faible dimension. Une machine convena-

ble pour cette application est le broyeur à régime élevé repré-

senté sur la fig. 1723 du bulletin mentionné ci-dessus. On éli-

mine la poussière par la conduite 14 en direction du dispositif collecteur de poussière et le rebut en particules de dimensicrns réduites est amené par la conduite 15 à un autre séparateur à

air 16.

Les secondes fractions lourdes et légères sont resoecti-

vement enlevées du séparateur par les conduites 18 et 19. La poussière est aérée par la conduite 17. La fraction lourde est amenée à un second séparateur magnétique 20 et les fractions

magnétique et non-magnétique sont récupérées. Les parties non-

magnétiques sont recyclées vers le second broyeur 13 par les convoyeurs 21, 11 et 9. La fraction magnétique est enlevée par le convoyeur 22, et associée à la fraction magnétique 12 venant

eu premier séparateur magnétique 10. Suivant la nature et le vo-

lume du rebut, on peut aussi éliminer le séparateur 20 et effec-

tuer un second tri magnétique (c'est-à-dire le tri magnétique du produit délivré par le broyeur 13) en reliant le convoyeur 18 à

l'entrée du séparateur 10.

La fraction légère venant du séparateur 16 est amenée par la conduite 19, dans un troisième broyeur 23 d'o la poussière est enlevée par la canalisation 24, et le rebut est réduit en particules dont la plus faible dimension est au maximum de 26 mm environ. Le rebut réduit en pièces est soumis à des opérations successives de broyage et de tri magnétique jusqu'à ce que l'on ait obtenu des métaux non-ferreux suffisamment purs (c'est-à-dire ne contenant plus de métaux ferreux). A ce stade, le produit est essentiellement insensible à un nouveau tri magnétique,c'est le produit final d'une série de concassages et de tri magnétiques

successifs. C'est à dé stade que le produit est prêt à être en-

voyé vers le dispositif de récupération 37.

Dans la réalisation particulière présentée ici, on utilise

un quatrieme broyeur. Le matériau sortant du broyeur 23, qui me-

sure en général 25 mm environ,est amené, par la conduite 25 au

séparateur magnétique 26. Les fractions non-magnétique et magné-

tique sont respectivement enlevées par les convoyeurs 27 et 28.

La fraction magnétique qui se trouve sur le-convoyeur 28

passe dans un second séparateur 29 et on enlève le produit ma-

gnétique par la conduite 30. Cette technique du double séparateur magnétique peut s'appliquer à tout produit ferreux pour améliorer

l'efficaecité du tri. La fraction non-magnétique venant du sépa-

rateur 29 est enlevée par la conduite 31, et combinée à la fracti( s

non-magnétique de la canalisation 27 et envoyée à un bro;eur 52.

La poussière venant du broyeur pénètre dans un collecteur de

poussière par l'ouverture 33.

Le matériau concassé sort du broyeur par la conduite 34 et pénètre dans un séparateur magnétique 35 qui trie les fractions magnétiques des fractions non--magnétiques. O retire une quantité de produit magnétique 38. Le produit non-magnétique ne peut plus être trié de façon intéressante par un séparateur magnétique, il est par conséquent envoyé au dispositif de récupération 37 par

la canalisation 36.

Le dispositif de récupération comprend un concasseur final

avec découpeur de fils qui fournit un produit intermédiaire fine-

ment divisé. On passe la totalité du produit au crible pour ob-

tenir plusieurs écoulements de particules dont les dimensions uni-

formes s'échelonnent entre celles de morceaux très finis et des

morceaux grossiers. Chacun de ces écoulements de produits est sou-

mis à un tri basé sur le poids volumique (en-général, en employant une table à densité, comme le modèle Forsberg 50V) pour obtenir les produits définitifs désirés qui entraient dans la composition

des pièces de rebut d'origine, chacun de ces produits étant carac-

térisé par sa propre masse volumique.

Dans une autre réalisation de l'invention, une masse com-

plexe est soumise à un traitement conforme au procédé de la fig. 2.

La masse complexe est une masse provenant d'un traitement préala-

ble des pièces de rebut originales par le procédé exposé ci-dessus en liaison avec la fig. I ou par tout autre procédé aboutissant

à la production d'un composé métallique riche en cuivre et conte-

nant du fer et d'autres m6taux, les pièces de ce composé étant de dimensions convenables pour être envoyées dans des déchiqueteuses

o30 classiques comme on va le décrire ci-dessous.

Selon le procédé décrit en liaison avec la fig.,le stock

original de rebut est d'abord soumis à un refroidissement cryo-

génique pour fragiliser les composants ferreux et organiques, après quoi, il est brisé par choc et broyé en morceaux dont la

dimension minimale est inférieure à 77 mm -environ.

Après ce premier découpage, le matériau est séparé en frac-

tions lourdes et légères, et la fraction lourde est séparée en portions 'magnétiques et non-magnétiques, la dernière portion est associée à la fraction légère du tri précédent et l'ensemble de ces deux fractions est soumis à une seconde opération de broyage

par choc et écrasement, de façon à obtenir des morceaux au maxi-

mum de 50 mm environ. Après la seconde réduction de dimensions, le rebut ainsi concassé est soumis à un second tri par air, les particules les plus lourdes étant soumises à un tri magnétioue

et la fraction non-magnétique est recyclée vers le second broyeur.

La fraction légère obtenue par le tri à air a ses dimensions ré-

duites à 25 mn environ dans leur plus faible dimension et tout le produit de ce broyage est soumis à une ou plusieurs

opérations de tri magnétique pour enlever les composants maSné-

tiques. La portion résiduelle, non-magnétique peut, à ce moment,

être dirigée vers un nouveau traitement de récupération des compo-

santes métalliques individuelles, ou bien être soumise à une ou plusieurs réductions supplémentaires de dimensions par impact et/ou par broyage, puis à une séparation magnétique -du produit

broyé, la dernière fraction non-magnétique provenant de la der-

nière opération de broyage étant dirigée vers un nouveau traite-

ment de récupération des composants métalliques individuels.

En se référant maintenant à la fig. 2,on peut voir que le matériau de la conduite 46, qui est envoyé à la découpeuse de fils

47, se compose de petits morceaux de rebut provenant des concas-

sages successifs dans des broyeurs à boulets ou autres machines et

comprend un mélange de métaux riche en cuivre. Bien que la di-

mension particulière des morceaux soit facultative dans une large mesure, les morceaux de grosseur convenables pour être introduits dans les découpeuses du commerce peuvent avoir des dimensions d'environ 13 mm de section et une longueur de 26 mm au maximum, la dimension étant déterminée par les ouvertures de la Grille du

précédent broyeur à boulets. Cette fraction se composant princi-

palement de métaux ductiles mélangés à des substances non-métal-

liques n'est pas facile à soumettre à un concassage susceptible de fournir des morceaux de dimension uniformes dans une gamme de dimensions données par des opérations de broyage ou d'impact

comme c'est le cas des matériaux fragiles ou rendus fragiles.

Pour obtenir une réduction supplémentaire -à des dimensions uni-

formes dans une gamme donnée et faciliter le tri et la récupéra-

tion des composants métalliques individuels, les pièces métalli-

ques complexes de la conduite 46 sont dirigées vers le découpeur de fils 47 qui utilise une action de tronçonnage ou de cisaillement 1ci

Un broyeur de ce type, susceptible d'être employé dans cette ap-

plication, est connu dans l'industrie sous le nom de découpeur SuttonSteele à lame radiale (décrit dans le Bulletin Trile/ Dynamics Co "SuttonSteele Wire Granulotors");il existe aussi des machines semblables telle que la machine Cumberland Séries C (qui est décrite dans le Bulletin 73-G de la Cumberland Engineering

Co.). Dans cette découpeuse 47 les pièces sont séduites à une di-

mension d'environ 6 mm et au plus environ 7, suivant les opéra-

tions de tri ultérieures que l'on envisage. La poussière est en-

levée par le haut et transportée, comme on l'a indiqué en 48,vers

un collecteur de poussière 49 relié à un dispositif collecteur.

La poussière qui est recueillie dans des cyclones, filtres ei papier

etc....o peut être soumise à un tri pour récupérer les com-

posants métalliques et non- métalliques qu'elle contient. Par

"poussière" on entend les particules fines qhui résultent naturel-

lement de toute opération de concassage, elle peut comprendre des poudres métalliques de calibre 100 et des matières organiques

plus grosses.

Le produit concassé venant de la découpeuse 47 est intro-

- 20 duit dans un crible o il sera classé en au moins trois gamines, dans chaque gamme la dimension des particules varie peu. Dans la

réalisation représentée on emploie en 50 crible à trois ni-

veaux, qui permet d'obtenir quatre produits de tailles échelon-

nées. Bien que ces gammes ne soient pas limitées aux valeurs précises données ci-dessous, ces fractions pourraient être: I - la plus grosse dimension, supérieure à environ 6 mm 2 - la première dimension intermédiaire entre 6 mm et 3,5 mm; 3 - la seconde dimension intermédiaire entre 3,5 et 1,6 mm; 4 - la dimension inférieure en dessous 1,6 mm.r Les particules de poussière formées pendant l'opération de criblage sont recueillies par le collecteur de poussière par l'intermédiaire de la conduite 72. La fraction (I) la plus grosse est renvoyée par la conduite 52 dans la découpeuse 21 pour subir une nouvelle division. Si des quantités notables de matériaux magnétiques sont enfermées ou emprisonnées dans le produit de la canalisation 52, il est conseillé de soumettre ce produit à

un tri magnétique pour éliminer ces matériaux ferreux avant d'in-

troduire le résidu non-magnétique dans la découpeuse 47. Chacune des trois fractions restantes (2), (3) et (4) venant du crible 50

est séparément soumise à un tri par gravité selon le procédé ci-

dessous. Bien que le procédé ne soit pas limitatif, il est conseillé d'utiliser un crible 50 à trois claies quand le produit sortant de la découpeuse 47 atteint environ 7 mm. Pour des produits plus finis, un crible à deux claies peut habituellement convenir. Avec

un crible à deux claies on n'obtient que trois grosseurs diffé-

rentes de morceaux (en plus de la poussière) les gros, les mo-

yens et les finis. Dans ce cas, la fraction des gros morceaux est soumise à un tri par densité de même que les morceaux moyens, et n'est pas recyclée vers une autre réduction. Les morceaux finis peuvent être triés par densité pour obtenir un produit fini,

purifié. On connaît des cribles à tamis multiples de mailles pro-

gressivement plus fines, l'un d'eux est fabriqué par Forsberges Inc. (Thief River Falls, Minn). Ces cribles sont constitués de tamis fendus, disposés l'un au-dessus de l'autre et faisant un angle aigu avec l'horizontal, chaque tamis étant associé à des mécanismes à excentriques qui communiquent un mouvement alternatif

ou oscillant au plan du tamis, pour aider à déplacer la charge in-

troduite à l'extrémité haute. Les "aérosols" y compris la pous-

sière et les déchets finis, qui proviennent du produit criblé,

peuvent être éliminés par aspiration, dans un collecteur de pous-

sière. L'appareil dit "Screen Aire", modèle déposé par Forsberges Inc. est équipé pour éliminer la poussière de cette façon. Dans le cas présent, les fentes du tamis le plus élevé d'un crible à

deux tamis peuvent mesurer, par exemple: 0, 14 mm sur 6 mm en-

viron et celles du tamis fin: 0,05 mm sur 3 mm. Dans le cas d'un crible à trois tamis, le tamis supérieur peut avoir des

fentes d'environ 2,5 mm X 6 mm. Comme on l'a indiqué ci-dessus, dans une mise en pratique préférée de

l'invention, on prévoit de protéger les couteaux de

la découpeuse 47, des dégâts dûs aux grosses particules, en for-

me de pépites ou autres. Le matériau original ayant été réduit en morceaux par broyage. arrive en 40 et est introduit dans le trieur à air 41. Des séparateurs ou trieurs classiques à air sont connus, certains types sont décrits dans les brevets américains 775 965 et 2 791 331. Dans le séparateur, le produit tombe dans

un courant d'air généralement transversal et il est trié en frac-

tions lourde et légère. Comme on peut le voir dans les dessins 12. annexés, la fraction lourde venant du séparateur à t'r 41 est enlevée par la canalisation 42 et peut être réintroduite dans

l'étage de broyeur ou de concasseur précédent, avec ou sans sépa-

* ration ou tri intermédiaire. La poussière est prélevée par le col-

lecteur de poussière, étant introduite par le conduit 49, relié à la canalisation 43, tandis que la fraction de matériau légère est entraînée par la canalisation 44 vers la découDeuse 47. Bien que le rebut entrant dans le dernier étage de broyage en 40 se

compose essentiellement de matériaux qui ne sont pas habituel-

lement soumis à l'attraction magnétique après passage dans ce

dernier étage de broyage 40 et dans le séparateur 41, les maté-

riaux sensibles au procédé magnétique, précédemment emprisonnés et/ou enfermés dans un écran de matériaux non magnétiques peuvent maintenant être libérés. Ces particules libérées et sensibles aux procédés magnétiques peuvent alors être enlevées des produits de la conduite 44 par tri magnétique, comme. on l'a indiqué en 45; on obtient alors un produit non-magnétique venant par la conduite

46à ladécoupeuse 47.

On va maintenant décrire le traitement des trois fractions provenant du trieur par dimension 50. Les fractions les plus grosses sont traitées séparément de la même manière pour trier les composants suivant la densité des particules. La fraction contenant les plus grosses particules, arrivant du crible à la conduite 51, est d'abord introduite dans un séparateur de masse volumique à sec 52 (dit quelquefois "séparateur par densité") dans lequel les particules non-métalliques et les matériaux plus légers(de densité inférieure) que l'aluminium sont enlevés. Ceci peut se faire, par exemple, dans un appareil classique appelé dans l'industrie un "dépierreur". Dans ce type d'appareils, le

matériau granuleux sec s'écoule sur un tamis vibrant, incliné.

On souffle ou on aspire de l'air au travers de la couche de ma-

tériau. Le courant d'air établi maintient le matériau dans le lit

de flottaison', stratifié, les matériaux les plus légers se trou-

vent dans les couches supérieures en s'écoulant ou en rebondissant sur le plateau vibrant incliné. Les matériaux les plus lourds remontent sur le tamis vers la sortie. Dans les applications pour lesquelles ce type de séparateur par gravité a été spécialement construit, la fraction lourde contient habituellement des pierres, du verre- ou autres produits semblables, ce qui explique le nom

de "dépierreur". Un dépierreur sépare efúectivement deux compo-

sants dont les densités diffèrent de 100 %o au moins. Les parti-

cules plus légères que l'air sont soulevées de la couche sup6-

rieure par le courant d'air qui la traverse et sontenvoyées dans un collecteur de poussière. A la sortie, destinée à la fraction la plus légère qui se trouve au point bas de la table inclinée peut se trouver une lame séparatrice qui sépare et dévie la couche du dessus (contenant les matériaux les plus légers) de la couche inférieure (contenant les matériaux les plus lourds). Pour obtenir la séparation par densité des matériaux de la conduite

51, l'opérationse fait dans le séparateur 52 oui élimine les pou-

dires et matériaux plus légers que l'aluminium sortant par la

conduite 53. Les matériaux plus lourds sont envoyés, par la con-

duite 54, à un second trieur par densité 55. Pour cette séparation initiale 52, on peut employer, par exemple, un "dépierreur" à vide Forsberg modèle 42, ou tout autre appareil semblable destiné à

trier par densité, des matériaux granuleux secs dont les parti-

cules ont des dimensions sensiblement uniformes, mais des densitéEs

très différentes.

Le trieur 55 peut être du même type que le trieur 52, mais il fonctionne avec des réglages ajustés de l'inclinaison de la table, de la vitesse de vibration, de l'intensité de l'écoulement et de la traversée d'air, pour séparer l'aluminium des métaux

lourds restants. Comme l'aluminium a une densité nettement in-

férieure à celle des autres métaux courants que l'on est suscep-

tible de rencontrer dans les rebuts (la différence de densité est de 100 % au moins), on le récupére à la sortie du trieur 55

sous forme très pure, et on le fait sortir par la conduite 56.

Les métaux résiduels venant du séparateur 55, dont certains ont des densités très proches, ne peuvent pas être séparés finement

par des appareils du type "'dépierreurs".

On réalise un tri précis des composants métalliques, sor-

tant du séparateur 55, en les envoyant par la conduite 57 à un trieur 58 du type à plateau de tri par densités. Ce trieur sépare

efficacement des particules de même dimension ayant des diffé-

rences de densité de 25 % au moins. Ce plateau de tri est cou-

ramment constitué d'un tamis incliné dans deux directions. On fait passer au travers le tamis un courant d'air qui stratifie les matériaux en le fluidisant, de manière à ce que les matériaux fluidisés les plus légers flottent à la partie su-érieure,tandis que les matériaux les plus lourds sont poussés vers le haut par la surface ondulée du plateau. Le produit chargé est ainsi sEparé le long du plateau, en plusieurs fractions dont les densités sont progressivement différentes. En disposant des diviseuses réglables on peut effectuer un tri précis et obtenir des fractions distinctes ayant chacune sa propre densité sensiblement uniforme, on obtient ainsi et on récupère trois produits, ou davantage à partir du

matériau mélangée introduit, ces produits autant chacun une compo-

sition sensiblement uniforme. On peut séparer les produits ayant

des densités intermédiaires entre les lots isolés par les divi-

seuses, en les sortant et en les réintroduisant sur le plateau

en vue d'un tri subséquent. Le courant d'air qui traverse le pla-

teau peut être fourni par des ventilateurs placés au-dessous, com-

me dans les plateaux à gravité dits "sous-pression" ou bien obtenu en aspirant au-dessus du plateau comme c'est le cas des plateaux

de gravité "à vide". Le Catalogue Forsberg Separators illustre.

des plateaux à gravité des deux types', en présentant des modèles M et 12 M ainsi que les séparateurs par gravité sous vide, modèles 40 V et 50 V. Dans le cas présent on préfère les modèles

à vide.

Le matériau se trouvant dans la conduite 57 contient du cuivre, mais il peut aussi contenir un ou plusieurs des métaux ou alliages non-ferreux courants comme le laiton, lé bronze, le ?5 plomb et/ou le zinc ou autre, et peut être une petite quantité d'argent. Les différents métaux nonferreux nommés ci-dessus se classent ainsi par ordre de densité croissante Al ZnGCu <Ag /Pb Sur le plateau à gravité 58, alimenté par la conduite 57, on peut facilement séparer le zinc et l'extraire du cuivre et des métaux plus lourds. Suivant le degré de pureté recherché et la teneur relative des autres métaux, lorsque le zinc a été récupéré, ainsi qu'au moins une partie importante du cuivre en 58,on peut récupérer les métaux restants sous forme de ffactions séparées en 58, ou bien on peut les acheminer vers un autre plateau de tri

par gravité, pour les séparer en composants métalliques indivi-

duels. Si on le désire on peut encore purifier chimiquement ou autrement, les fractions individuelles, suivant un Procédé quJ ne

fait pas partie de l'invention.

La portion moyenne venant du tamis 50 est amenée par la conduite 59 au séparateur 60, qui peut avoir le même principe et le même fonctionnement que le séparateur 52. Les matériaux plus légers que l'aluminium sont séparés et sortent par la canalisation 61, les composants métalliques restants étant acheminés par la

conduite 62 vers le séparateur 64 dont le principe et le fonction-

nement sont semblables à ceux du séparateur 55. L'aluminium sor-

tant du séparateur 64 est récupéré par la conduite 65, tandis que les autres composants métalliques sont envoyés par la canalisation 66 vers un ou plusieurs plateaux à gravité 67, et soumis à un trai tement semblable à celui que l'on applique aux métaux mélangés, dans le séparateur 58. Une petite quantité d'aluminium qui n'a pas été récupérée dans la canalisation 65 peut se trouver dans les produits introduiit dans le séparateur 67 auquel cas. on le récurèr facilement sous forme de fraction légère sur le plateau à gravité 67. Les poudres fines ayant traversé le tamis inférieur en 50 sont acheminées par la conduite 68 dans un séparateur par gravité

qui peut être semblable aux séparateurs 52 et 60, ou bien un pla-

teau à gravité semblable aux séparateurs par gravités 58 et 67.

Comme précédemment, les matériaux non-métalliques sont enlevés

- des métaux restants et sortent par la conduite 70. Le produit mé-

tallique qui reste se compose, en général, -de cuivre, principaleme et peut être récupéré tel quel sans nouveau tri. Mais si cela est

bon du point de vue économique, le résidu métallique de la cana-

lisation 71 peut être encore trié en ses composants métalliques individuels par des moyens semblables à ceux que l'on applique aux matériaux métalliques des conduites 54 et 62, ou par d'autres procédés au choix. Chacun des trieurs 52, 55, 58, 60, 64, 67 et 69 peut être équipé d'un collecteur et convoyeur de poussière qui amène la poussière à un collecteur général ou peut être équipé

d'un collecteur de poussière individuel. Les parties non-métal-

liques sortant des récupérateurs de métaux-par les conduites 53,

- 61 et 70 peuvent être groupées et récupérées.

Claims

REVENNDICATIONS I - Procédé de récupération des composants de rebuts con- tenant des métaux ferreux, des métaux non ferreux et des maté- riaux non métalliques mécaniquement enchevêtrés, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: (a) faire passer la totalité du rebut dans une zone de refroidissement o il est refroidi à des températures cryogéni- ques inférieures à la température de transition de la matrice ferreuse du rebut; (b) broyer ce rebut quand il est rendu fragile par le refroidissement cryogénique, dans une première zone de broyage, afin d'obtenir une première réduction dimensionnelle; (c) trier, dans une première zone de tri, le produit sor- tant de la première zone de broyage, en poussière, première frac- tion légère et première fraction lourde; (d) trier, par un procédé magnétique, la premiere fraction lourde en une première fraction magnétique et une première frac- tion non magnétique, la fraction magnétique étant récupérée en tant que produit ferreux; (e) associer la première fraction non magnétique à la première fraction légère et à envoyer ces fractions associées, à température ambiante, à une seconde zone de broyage dans la- quelle on réalise une seconde réduction dimensionnelle; (f) trier, dans une seconde zone de tri, le produit déLi- vré par la seconde zone de broyage, en poussière, seconde frac- tion légère et seconde fraction lourde; (g) trier par un procédé magnétique la seconde fraction lourde en une seconde fraction magnétique et une seconde fraction non magnétique, cette seconde fraction magnétique étant récupérée en tant que produit ferreux; o0 (h) associer cette seconde fraction non magnétique avec le produit introduit dans la seconde zone de broyage pour recy- cler cette seconde fraction non magnétique; (i) appliquer la seconde fraction légère à une troisième zone de broyage dans laquelle on réalise une troisième réduction dimensionnelle; (j) trier, p-r un procédé magnétique le produit de dimen- sions réduites sortant de la.troisième zone de broyage, en une

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troisième fraction non magnétiaue et une troisième fraction magnétique, cette fraction magnétique étant récupérée en tant que produit ferreux; et (k) poursuivre une série d'opérations de broyage des fractions magnétiques dans une zone de broyage, chaque opération étant suivie par un tri magnétique de l'effluent broyé en une fraction composée de produits magnétiques et/jnme fraction non magnétique, cette dernière fraction étant envoyée à la zone de broyage suivante jusqu'à ce que l'on ait obtenu un courant de

produits non ferreux qui soit essentiellement insensible à d'au-

tres tris magnétiques.

2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la poussière est recueillie à partir de chacune des zones de broyage et à partir de chacune des première et seconde zones

de tri.

3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, ca-

ractérisé en ce que le refroidissement est assuré dans la zone

de réfrigération par l'emploi d'au moins un fluide cryogénique.

4 - Procédé suivant l'une des revendications 'I à 3, carac-

térisé en ce que le tri dans les première et seconde zones de tri est effectué en faisant tomber les rebuts finement broyés

dans un courant d'air sensiblement transversal.

- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, carac-

térisé en ce que des métaux non ferreux sont récupérés à partir du courant de produits non ferreux (a) en découpant le produit

pour obtenir un produit intermédiaire finement divisé (b) en cri-

blant tout le produit intermédiaire pour obtenir plusieurs cou-

rants de particules de dimensions uniformes, allant des parti-

cules fines aux particules grossières et (c) en soumettant cha-

cun des courants de particules de dimensions données à un tri

par densité, de manière à obtenir des produits non ferreux dis-

tincts, ayant chacun leur propre densité.

6 - Appareil pour la récupération de composants de rebuts

contenant des métaux ferreux, des métaux non ferreux et des ma-

tériaux non métalliques mécaniquement enchevêtrés, caractérisé en ce qu'il comprend

(a) un réfrigérateur abaissant la température des maté-

riaux à des températures cryogéniques inférieures à a température de transition de la matrice fúrreuse de ces rebuts;

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(b) un premier broyeur réalisant une première réduc-

tion des dimensions des particules du rebut, tandis qu'il est fragilisé par le procédé cryogénique; (c) un dispositif assurant le transport de la totalité du rebut dans la traversée du réfrigérateur et jusqu'au premier broyeur; (d) un premier trieur à air qui utilise un jet d'air pour séparer le rebut sortant du premier broyeur, en poussière, première fraction légère et première fraction lourde; (e) un transporteur acheminant le matériau finement broyé dépuis le premier broyeur au premier séparateur à air (f) un séparateur magnétique séparant la première fraction lourde en une première fraction de produit magnétique ferreux et une première fraction non magnétique; (g) un transporteur acheminant la première fraction lourde vei le séparateur magnétique; (h) un second broyeur pour la première fraction légère

et la première fraction non magnétique afin de réduire les di-

mensions de leurs particules; (i) un transporteur acheminant la première fraction légère et la première fraction non magnétique pour former un matériau.envoyé au second broyeur; (j) un second séparateur à air qui utilise un courant d'air pour séparer l'effluent provenant du second broyeur en poussière, seconde fraction légère et seconde fraction lourde; (k) un transporteur acheminant le produit sortant du second broyeur vers le second sparateur à air; (1) un trieur magnétique séparant la seconde fraction lourde en une seconde fraction de produit magnétique ferreux et en une seconde fraction non magnétique; (m) un transporteur acheminant la seconde fraction lourde vers le séparateur magnétique (1); (n) un transporteur acheminant la seconde fraction non : -n'tique vers le second broyeur pour constituer une partie du matériau qui alimente ce broyeur;

(o) un troisième broyeur pour la seconde fraction lé-

gère afin de réduire les dimensions des particules qu'elle con-

tient; (p) un transporteur acheminant la seconde fraction 16,re ver le troisième broyeur; (q) un trieur magnétique destiné à séparer l'effluent

du troisième broyeur en une troisième fraction de produit mn-

gnétique ferreux et une troisième fraction non magnétique. la-

quelle est un produit intermédiaire essentiellement constiu-' de métaux non ferreux, et (r) un transporteur acheminant 1'effluent du troisième broyeur jusqu'au dernier séparateur magnétique (q) 7 - Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en

ce qu'il comprend en plus un collecteur de poussière fonction-

nant en association avec chacun des broyeurs et chacun des

séparateurs à air.

8 - Appareil.suivant l'une des revendications 6 et 7, ca-

ractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs destinés à éli-

miner le second trieur magnétique (I), ces dispositifs compre-

nant un transporteur qui prélève la totalité de la seconde

fraction lourde et l'achemine au premier trieur magnétique (f).

9 - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, en plus, un collecteur de poussière relié à

chacun des broyeurs et à chacun des séparateurs à air.