FR2523473A1 - PROCESS FOR AGGLOMERATION OF SUBSTANCES HAVING A CRYSTALLINE STRUCTURE OR OF A NATURE SIMILAR TO THAT OF CRYSTALS - Google Patents

PROCESS FOR AGGLOMERATION OF SUBSTANCES HAVING A CRYSTALLINE STRUCTURE OR OF A NATURE SIMILAR TO THAT OF CRYSTALS Download PDF

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Abstract

PROCEDE D'AGGLOMERATION DE SUBSTANCES AYANT UNE STRUCTURE CRISTALLINE OU ANALOGUE A CELLE DES CRISTAUX, COMME PAR EXEMPLE LE SABLE DE QUARTZ, LES DECHETS DE VERRE, LE KIESELGUHR, LES SELS CRISTALLINS ET DES SUBSTANCES ANALOGUES, CARACTERISE EN CE QUE LA MATIERE A AGGLOMERER EST INTIMEMENT MELANGEE A UNE SUBSTANCE MINERALE QUI REAGIT AVEC L'EAU POUR DONNER UN COMPOSE INSOLUBLE DANS L'EAU, LA QUANTITE UTILISEE ETANT TELLE QU'ELLE SUFFIT A LA FORMATION D'UNE MICROPELLICULE RECOUVRANT LA SURFACE DES GRAINS ET EN CE QUE LE MELANGE AINSI OBTENU EST, D'UNE MANIERE CONNUE, AGGLOMEREE AVEC ADDITION D'UN LIQUIDE D'AGGLOMERATION OU DE BOULETAGE.PROCESS FOR AGGLOMERATION OF SUBSTANCES HAVING A CRYSTALLINE STRUCTURE OR THE LIKE OF CRYSTALS, SUCH AS QUARTZ SAND, GLASS WASTE, KIESELGUHR, CRYSTALLINE SALTS AND THE LIKE, AS A MATERIAL AS AGGLOMERATOR INTIMATELY MIXED WITH A MINERAL SUBSTANCE WHICH REACTS WITH WATER TO GIVE A COMPOUND INSOLUBLE IN WATER, THE QUANTITY USED AS SUFFICIENT TO THE FORMATION OF A MICROPELLICLE COVERING THE SURFACE OF GRAINS AND IN THIS MIXTURE OBTAINED IS, IN A KNOWN WAY, AGGLOMERATED WITH THE ADDITION OF A LIQUID OF AGGLOMERATION OR PELLETING.

Description

La présente invention est relative à un procédé d'agglomération deThe present invention relates to a process for agglomeration of

substances cristallines ou analogues  crystalline or similar substances

aux cristaux On est souvent amené à traiter dans l'indus-  with crystals We often have to process in the industry

trie, comme matières premières ou comme déchets, de gran-  sorts, as raw materials or waste, of large

des quantités de matières ayant une structure cristalline ou analogue à celle des cristaux, comme, par exemple, le sable de quartz, la poudre de verre, le kieselguhr, des sels cristallins de toute nature et des matières analogues qui, en raison de leur structure de fine granulométrie,  quantities of materials having a crystal structure or similar to that of crystals, such as, for example, quartz sand, glass powder, kieselguhr, crystalline salts of any kind and similar materials which, due to their structure fine grain size,

posent des problèmes difficiles pour leur traitement ulté-  pose difficult problems for their further processing

rieur, leur recyclage, leur transport ou leur décharge, soit à cause de la production de poussière qui accompagne leur transport et leur déchargement, soit à cause du fort  their recycling, their transport or their discharge, either because of the production of dust which accompanies their transport and their discharge, or because of the strong

tassement des matières pulvérulentes et de fine granulomé-  compaction of pulverulent and fine-grained materials

trie et de la perte de perméabilité à l'air qui en résul-  sorting and the resulting loss of air permeability

te et qui provoque souvent des difficultés lors de leur traitement ultérieur On a donc cherché depuis longtemps à agglomérer ces matières en morceaux, ce qui ne pouvait  te and which often causes difficulties during their subsequent treatment We have therefore sought for a long time to agglomerate these materials into pieces, which could not

se faire jusqu'à présent que par des procédés partielle-  so far only by partial processes-

ment thermiques d'un prix de revient élevé La simple gra-  high cost thermal The simple gra-

nulation structurante avec emploi d'eau comme liquide d'ag-  structuring void with the use of water as a liquid

glomération ou de bouletage était jusqu'à présent complète-  glomeration or pelletizing was so far complete-

ment inapplicable à ces matières en raison de leur surface lisse et de leur structure cristalline qui excluent toute  inapplicable to these materials due to their smooth surface and their crystalline structure which exclude any

adhérence ou liaison de nature physique.  adhesion or bonding of a physical nature.

Le but de la présente invention est de permet-  The object of the present invention is to allow

tre l'application d'un procédé permettant l'agglomération de matières ayant une structure cristalline ou présentant des surfaces lisses comme celles des cristaux par simple granulation structurant permettant de fabriquer par agglomération des boulettes ou pellets ayant une stabilité  application of a process allowing the agglomeration of materials having a crystalline structure or having smooth surfaces such as those of crystals by simple structuring granulation making it possible to manufacture by agglomeration pellets or pellets having a stability

physique suffisante Ce but est atteint, suivant l'inven-  sufficient physical This goal is achieved, according to the invention

tion, du fait que la matière à agglomérer est intimement mélangée à une substance minérale qui réagit avec l'eau pour donner un composé insoluble dans l'eau, la quantité utlisée étant telle qu'elle suffit à la formation d'une micropellicule recouvrant la surface des grains, et que  tion, the fact that the material to be agglomerated is intimately mixed with a mineral substance which reacts with water to give a compound which is insoluble in water, the quantity used being such that it is sufficient for the formation of a microparticle covering the grain surface, and that

le mélange ainsi obtenu est, d'une manière connue, agglo-  the mixture thus obtained is, in a known manner, agglo-

méré avec l'addition d'un liquide de bouletage.  méré with the addition of a pelletizing liquid.

L'expérience a mis en évidence le résultat surprenant que les substances minérales qui réagissent  Experience has shown the surprising result that reacting minerals

dans ces conditions avec l'eau pour donner un composé inso-  under these conditions with water to give an insoluble compound

luble dans l'eau forment immédiatement une sorte de micro-  luble in water immediately form a kind of micro-

pellicule recouvrant les surfaces lisses des fractions des matières cristallines, par exemple les faces des cristaux  film covering the smooth surfaces of fractions of crystalline materials, for example the faces of crystals

de sable de quartz, et/ou, autour des grains de ces ma-  quartz sand, and / or around the grains of these ma-

tières, un enrobage complet ayant une stabilité propre suffisante, qui peut adhérer aux enrobages d'autres grains de matière, ce qui a pour résultat que, dans le tambour d'agglomération ou sur le plateau d'agglomération, les grains "roulent" en faisant boule de neige et s'agglomèrent ainsi en boulettes dont le volume augmente rapidement Le squelette form Qé par les enrobages adhérant les uns aux autres est, après la réaction de la matière, suffisamment stable et confère d'une manière durable aux boulettes obtenues une résistance mécanique suffisante pour leur transport ou leur traitement ultérieur, d'autant plus que la matière minérale insoluble dans l'eau qui constitue ce squelette ne peut subir aucune modification par dessication, dissolution ou  thirds, a complete coating having sufficient own stability, which can adhere to the coatings of other grains of material, which results in that, in the agglomeration drum or on the agglomeration plate, the grains "roll" in forming a snowball and thus agglomerating into pellets whose volume increases rapidly The skeleton formed by the coatings adhering to each other is, after the reaction of the material, sufficiently stable and gives the obtained pellets a lasting sufficient mechanical strength for their transport or their subsequent treatment, especially since the mineral matter insoluble in water which constitutes this skeleton cannot undergo any modification by drying, dissolution or

réaction ultérieure avec les constituants de l'atmosphère.  subsequent reaction with the constituents of the atmosphere.

On obtient ainsi, par l'agglomération de ces mélanges de substances, des boulettes qui contiennent les différentes substances dans les proportions de mélange déterminées, l'agglomération excluant d'ailleurs toute répartition  One thus obtains, by the agglomeration of these mixtures of substances, pellets which contain the various substances in the determined mixing proportions, the agglomeration excluding any distribution

irrégulière ou variable par zones des substances mélan-  irregular or variable by zones of mixed substances

gées. Comme matières devant constituer le squelette, on utilise de préférence des hydroxydes des matières du IIème groupe principal et annexe du tableau périodique des éléments que l'on choisit en tenant compte de la matière des matières à agglomérer et de leur traitement  aged. As materials to constitute the skeleton, it is preferable to use hydroxides of the materials of the 2nd main group and annex to the periodic table of the elements which are chosen taking into account the material of the materials to be agglomerated and their treatment

ultérieur Une bonne solution consisterait, dans la plu-  A good solution would consist in most

part des cas, à utiliser, comme matière constituant le  share of cases, to be used, as material constituting the

squelette, de l'hydroxyde de calcium dont le prix est avan-  skeleton, priced calcium hydroxide

tageux et que l'on peut utiliser dans presque tous les domaines d'emploi, par exemple dans l'agriculture pour la neutralisation des acides du sol et en métallurgie comme matière de base pour la formation des scories calcaires  which can be used in almost all fields of use, for example in agriculture for the neutralization of soil acids and in metallurgy as a basic material for the formation of calcareous slag

par pyrolyse.by pyrolysis.

Pour l'application du procédé suivant l'inven-  For the application of the process according to the invention

tion, il est avantageux, pour effectuer l'agglomération, de commencer par mouiller avec de l'eau la surface de la matière à agglomérer, puis d'ajouter la matière devant constituer le squelette,sèche sous forme d'oxyde métallique et de la mélanger intimement à la matière à agglomérer, l'agglomération s'effectuant alors avec addition de liquide de bouletage jusqu'à la fin de la réaction qui s'effectue suivant la formule de réaction Me O + H O Me (OH)2 et  tion, it is advantageous, to carry out the agglomeration, to start by wetting with water the surface of the material to be agglomerated, then to add the material having to constitute the skeleton, dry in the form of metal oxide and the intimately mix with the material to be agglomerated, agglomeration then taking place with the addition of pelletizing liquid until the end of the reaction which is carried out according to the reaction formula Me O + HO Me (OH) 2 and

s'accompagne d'une élévation de température.  is accompanied by a rise in temperature.

Lorsque la matière à agglomérer est agressive par elle-même ou constituée par des substances susceptibles de  When the material to be agglomerated is aggressive by itself or consists of substances capable of

se modifier par hygroscopie ou par réaction avec les cons-  be modified by hygroscopy or by reaction with the

tituants de l'atmosphère, les boulettes peuvent être re-  atmospheres, the dumplings can be re-

couvertes par une matière insoluble ou difficilement so-  covered by an insoluble or hardly soluble material

luble dans l'eau et, dans un mode de réalisation, par une substance minérale qui, en réagissant avec l'eau, donne un composé insoluble dans l'eau, notamment par l'oxyde d'un métal du IIème groupe et sous-groupe du tableau périodique  water-soluble and, in one embodiment, by a mineral substance which, on reacting with water, gives a compound which is insoluble in water, in particular by the oxide of a metal of the 2nd group and sub- periodic table group

des éléments, qui, en réagissant avec le liquide de boule-  elements, which, when reacting with the ball liquid-

tage en contact avec les boulettes ou introduit en addi-  tage in contact with the pellets or introduced as an addi-

tion, donne un composé insoluble ou difficilement soluble  tion, gives an insoluble or sparingly soluble compound

dans l'eau Dans un autre mode de réalisation de l'inven-  in water In another embodiment of the invention

tion, l'enrobage peut être réalisé cependant également par arrosage au moyen d'un agent chimique liquide, en solution  tion, the coating can, however, also be carried out by spraying with a liquid chemical agent, in solution

ou en dispersion qui, en réagissant avec les matières cons-  or in dispersion which, by reacting with the materials

tituant les boulettes, donne un composé insoluble ou difficilement soluble dans l'eau, de sorte qu'il y a  tituant the pellets, gives a compound insoluble or hardly soluble in water, so that there is

formation d'une enveloppe de protection empêchant la dif-  formation of a protective envelope preventing the diff-

fusion de l'humidité Comme agent de ce type on peut, sui-  moisture melting As an agent of this type,

vant la nature de la matière à agglomérer et le genre de traitement ultérieur qu'elle doit subir, employer des acides ou des bases diluées, des solvants organiques, comme la benzine, le benzol, le méthanol, l'alcool, le tétrachlorure de carbone, la paraffine ou des produits  In view of the nature of the material to be agglomerated and the type of subsequent treatment it must undergo, use dilute acids or bases, organic solvents, such as benzine, benzol, methanol, alcohol, carbon tetrachloride , paraffin or products

analogues, la quantité ajoutée devant être réglée, sui-  analogues, the amount added to be regulated,

vant la nature de la matière et de ses produits de réac-  praising the nature of the material and its reaction products

tion, de telle manière qu'il y ait réaction complète ou  tion, in such a way that there is a complete reaction or

simplement transformation partielle.  simply partial transformation.

L'application de l'enrobage s'effectue de pré-  The application of the coating is carried out

férence dans un mélangeur à soc de charrue, la vitesse périphérique du tambour étant comprise entre 0,120 et  ference in a plow share mixer, the peripheral speed of the drum being between 0.120 and

0,180, et de préférence égale à 0,165 m/s et la tempéra-  0.180, and preferably equal to 0.165 m / s and the temperature

ture étant de 300 C, l'élévation de température pendant la phase de dilution étant limitée à 10 C au maximum par un réglage de l'addition de liquide La quantité de liquide mouillant ajoutée représente 2 à 5 % en poids, de préférence 3,5 à 4,5 % en poids, rapportés au poids des matières à agglomérer et la quantité de liant ajouté représente 3 à 4 fois, de préférence 3 fois de poids de  ture being 300 ° C., the temperature rise during the dilution phase being limited to a maximum of 10 ° C. by adjusting the addition of liquid. The amount of wetting liquid added represents 2 to 5% by weight, preferably 3, 5 to 4.5% by weight, based on the weight of the materials to be agglomerated and the amount of binder added represents 3 to 4 times, preferably 3 times by weight of

liquide mouillant ajouté.wetting liquid added.

L'invention est décrite ci-dessous d'une ma-  The invention is described below in a ma-

nière plus détaillée au moyen d'un exemple.  more detailed by means of an example.

La fabrication du verre s'effectue en principe par fusion à partir de'sable, de soude et de chaux dans  The glass is produced in principle by melting from sand, soda and lime in

les proportions de 12 % en poids de Na 2 O et de Ca O en-  the proportions of 12% by weight of Na 2 O and of Ca O in

viron et 76 % en poids de Si O 2 environ Par agglomération structurante simple avec de l'eau, il n'est pas possible de fabriquer des boulettes dans lesquelles les matières  approximately 70% by weight of Si O 2 By simple structuring agglomeration with water, it is not possible to manufacture pellets in which the materials

introduites soient régulièrement réparties, la réparti-  introduced are regularly distributed, the distribution

tion observée étant très inégale dans les boulettes comme dans le résidu non agglomérable qui peut représenter de  tion observed being very uneven in the pellets as in the non-agglomeratable residue which can represent

à 25 % de la quantité totale de matières utilisées.  25% of the total amount of materials used.

Dans le procédé suivant l'invention, on intro-  In the process according to the invention, we introduce

duit dans un mélangeur à soc de charrue pour agglomération un volume V = 300 litres, soit environ 150 kg de sable lavé et 6,0 kg d'eau et l'on mélange intensément jusqu'à mouillage complet de la surface des grains de sable On introduit ensuite, en mélangeant, 18,0 kg de chaux vive Ca O, jusqu'à ce que l'eau adhérant à la surface des grains ait réagit complètement avec la chaux vive suivant la formule Ca O + H 20 = Ca (OH)2 Comme cette réaction est exothermique, la fin de la rèaction est indiquée par  duit in a ploughshare mixer for agglomeration a volume V = 300 liters, that is to say approximately 150 kg of washed sand and 6.0 kg of water and one mixes intensively until complete wetting of the surface of the grains of sand 18.0 kg of quicklime Ca O are then introduced, with mixing, until the water adhering to the surface of the grains has reacted completely with quicklime according to the formula Ca O + H 20 = Ca (OH ) 2 As this reaction is exothermic, the end of the reaction is indicated by

la cessation de l'élévation de température.  the cessation of the rise in temperature.

L'addition supplémentaire d'eau constituant le  The additional addition of water constituting the

liquide de bouletage provoque, en même temps qu'une réac-  pelletizing liquid causes, at the same time as a reac-

tion de la chaux vive, l'agglomération avec introduc-  tion of quicklime, agglomeration with introduc-

tion, s'il y a lieu, d'autres produits d'addition Pour la fabrication d'une matière première vitreuse on utilise, comme autres produits d'addition, 26,0 kg de soude et 16,0 kg supplémentaires de chaux vive et, au total, 26,0 kg d'eau comme liquide de bouletage On obtient ainsi des boulettes stables qui ne se dissocient ni sous la  tion, if necessary, of other additives For the production of a vitreous raw material, other additives are used, 26.0 kg of soda and an additional 16.0 kg of quicklime and, in total, 26.0 kg of water as pelletizing liquid. This gives stable pellets which do not dissociate under the

pression de stockage ni pendant le transport et dans les-  storage pressure neither during transport and in

quelles même l'examen au microscope ne permet pas de  which even microscopic examination does not allow

déceler des grains de sable non recouverts d'un enrobage.  detect grains of sand not covered with a coating.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1 Procédé d'agglomération de substances ayant  1 Agglomeration process for substances having une structure cristalline ou analogue à celle des cris-  a crystal structure or similar to that of the crystals taux, comme par exemple le sable de quartz, les déchets de  rate, such as quartz sand, waste verre, le Kieselguhr, les sels cristallins et des sub-  glass, Kieselguhr, crystal salts and sub- stances analogues, caractérisé en ce que la matière à  analogous stanzas, characterized in that the material to be agglomérer est intimement mélangée à une substance miné-  agglomerate is intimately mixed with a mineral substance rale qui réagit avec l'eau pour donner un composé insolu-  rale which reacts with water to give an insoluble compound ble dans l'eau, la quantité utilisée étant telle qu'elle suffit à la formation d'une micropellicule recouvrant la surface des grains et en ce que le mélange ainsi obtenu est, d'une manière connue, agglomérée avec addition d'un  ble in water, the amount used being such that it is sufficient for the formation of a microparticle covering the surface of the grains and in that the mixture thus obtained is, in a known manner, agglomerated with the addition of a liquide d'agglomération ou de bouletage.  agglomeration or pelletizing liquid. 2 Procédé selon la revendication 1, carac-  2 Method according to claim 1, charac- térisé en ce que comme matière destinée à constituer la micropellicule on utilise l'hydroxyde d'un métal du IIème  terized in that as the material intended to constitute the microparticle, the hydroxide of a metal of the 2nd century is used groupe et sous-groupe du tableau de classification pério-  group and subgroup of the peri-classification table dique des éléments.say elements. 3 Procédé selon la revendication 2, carac-  3 Method according to claim 2, charac- térisé en ce que l'on commence par mouiller avec de l'eau la surface de la matière à agglomérer et qu'ensuite on ajoute la matière devant constituer l'enrobage, sèche, sous forme d'oxyde métallique et qu'on la mélange intimement à la matière à agglomérer, l'agglomération s'effectuant dès lors avec addition de liquide d'agglomération, jusqu'à cessation de la réaction qui s'accompagne d'une élévation  In that one starts by wetting the surface of the material to be agglomerated with water and then adding the material to constitute the coating, dry, in the form of metal oxide and mixing it intimately with the material to be agglomerated, agglomeration then being carried out with the addition of agglomerating liquid, until cessation of the reaction which is accompanied by an elevation de température.of temperature. 4 Procédé selon l'une des revendications  4 Method according to one of claims 1 à 3, caractérisé en ce que les boulettes comportent  1 to 3, characterized in that the pellets have une couche de revêtement constituée par une matière inso-  a coating layer consisting of an insoluble material luble ou difficilement soluble dans l'eau.  readable or sparingly soluble in water. Procédé selon la revendication 4, carac-  Process according to claim 4, charac- térisé en ce que l'enrobage s'effectue au moyen d'une subs-  characterized in that the coating is carried out by means of a tance minérale qui réagit avec l'eau pour donner un composé insoluble dans l'eau, notamment par l'oxyde d'un métal du  mineral tance which reacts with water to give a compound insoluble in water, in particular by the oxide of a metal of 2 52347 ?2 52347? I Iième groupe ou sous-groupe de la classification pério-  Ith group or subgroup of the peri-classification dique des éléments qui, en réagissant avec le liquide d'agglomération en contact avec les boulettes ou introduit en addition, donne un composé insoluble ou difficilement soluble dans l'eau. 6 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'enrobage est réalisé par arrosage au moyen d'un agent chimique liquide, en solution ou en dispersion, qui en réagissant avec les matières constituant les boulettes, donne un composé insoluble ou difficilement soluble dans l'eau, de sorte qu'il y a formation d'une enveloppe de  Diques elements which, by reacting with the agglomeration liquid in contact with the pellets or introduced in addition, gives a compound insoluble or hardly soluble in water. 6 Method according to claim 4, characterized in that the coating is carried out by sprinkling by means of a liquid chemical agent, in solution or in dispersion, which by reacting with the materials constituting the pellets, gives an insoluble or hardly soluble compound in the water, so that there is formation of an envelope of protection empêchant toute difffusion d'humidité.  protection preventing any diffusion of humidity. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'agent chimique utilisé est suivant la nature  7 Method according to claim 6, characterized in that the chemical agent used is according to the nature de la matière à agglomérer et le genre de traitement ulté-  of the material to be agglomerated and the kind of subsequent treatment rieur auquel elle doit être soumise, des acides ou des bases diluées, des solvants organiques, comme la benzine, le benzol, le méthanol, l'alcool, le tétrachlorure de  laughter to which it must be subjected, diluted acids or bases, organic solvents, such as benzine, benzol, methanol, alcohol, tetrachloride carbone, la paraffine ou des produits analogues.  carbon, paraffin or the like. 8 Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7,  8 Method according to one of claims 6 or 7, caractérisé en ce que la quantité d'agent chimique pul-  characterized in that the quantity of chemical agent pul- vérisé pour l'arrosage est telle qu'il ne se produit qu'une  approved for watering is such that only one réaction partielle.partial reaction. 9 Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,  9 Method according to one of claims 1 to 8, caractérisé en ce que l'enrobage s'effectue dans un mélan-  characterized in that the coating is carried out in a mixture geur à soc de charrue, la vitesse périphérique du tambour étant comprise entre 0,130 et 0,180 m/sec et étant de  plow share, the peripheral speed of the drum being between 0.130 and 0.180 m / sec and being préférence de 0,165 m/sec et la température étant de 30 'C.  preferably 0.165 m / sec and the temperature is 30 'C. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élévation de température pendant la phase de dilution de cinq minutes est limitée à 10 'C au maximum  Method according to claim 9, characterized in that the temperature rise during the five-minute dilution phase is limited to a maximum of 10 'C par réglage de l'addition d'eau mouillante ou de liant.  by adjusting the addition of wetting water or binder. 11 Procédé selon l'une des revendications 1 à 10,  11 Method according to one of claims 1 to 10, caractérisé en ce que la quantité d'eau mouillante intro-  characterized in that the amount of wetting water intro- duite représente de 2 à 5 % en poids, de préférence 3,5  pick represents from 2 to 5% by weight, preferably 3.5 à 4,5 % en poids, rapportée à la quantité de matière à ag-  4.5% by weight, based on the amount of material to be ag- glomérer. 12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la quantité de matières d'enrobage ajoutée représente de 3 à 4 fois, de préférence 3 fois, le poids  glomerate. 12 Method according to claim 11, characterized in that the amount of coating material added represents from 3 to 4 times, preferably 3 times, the weight du liquide mouillant introduit.wetting liquid introduced.
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