FR2557374A1 - Procede et installation pour separer des matieres de plus forte densite et des matieres de plus faible densite - Google Patents

Abstract

CE PROCEDE S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA SEPARATION DES CONSTITUANTS METALLIQUES ET DES MATIERES LIQUIDES ET NON METALLIQUES DES ACCUMULATEURS ELECTRIQUES USES. ON BROIE LES ACCUMULATEURS, PUIS AU MOYEN D'UN CRIBLE26, ON SEPARE, D'UNE PART, LE LIQUIDE (ELECTROLYTE ET LA MATIERE ACTIVE DES ELECTRODES) D'UNE FRACTION REFUSEE COMPRENANT LES MATIERES DU BAC ET LES SEPARATEURS AINSI QUE DES MORCEAUX DE PLOMB. CE REFUS EST SEPARE DANS UNE COLONNE DE SEPARATION42 DANS LAQUELLE ON FAIT CIRCULER UN COURANT D'EAU ASCENDANT QUI Y PENETRE PAR UN COLLECTEUR INFERIEUR44. UN COLLECTEUR SUPERIEUR60 ALIMENTE PAR UN DEVERSOIR SUPERIEUR59 RECOIT LES MATIERES LEGERES (MORCEAUX DE BACS ET SEPARATEURS) TANDIS QU'UNE VIS TRANSPORTEUSE52 EVACUE CONTINUELLEMENT LES MORCEAUX DE PLOMB TOMBES A LA BASE DE LA COLONNE. CETTE COLONNE PEUT ETRE UTILISEE POUR SEPARER DES MATIERES DE DIFFERENTES DENSITES OU DES MATIERES POSSEDANT DIFFERENTES DIMENSIONS DE PARTICULES.

Description

La présente invention se rapporte ê un procédé et une installation pour traiter et séparer des matières solides et, plus particulièrement, a un procédé et une installation comprenant une colonne d'élution pour séparer une matière de plus grande densité d'une matière moins dense, ou pour séparer des particules de différentes dimensions ayant la même ou presque la même densité.

Bien que l'invention soit décrite à titre illus tractif a propos de la récupération de composants d'accumu- lateurs au plomb-acide et qu'elle est avantageusement applique a cette récupération, ainsi qu'il sera évident pour l'hoem0e de l'art, le procédé et l'installation per#ection- es utilisant une nouvelle colonne d'élution peuvent étre
Facilement ppliques a la récupération des matériaux cons titutifs autres types d'accumulateur et., en fait, ils peuvent étire appliqtles avantageusement a la récupération d'autres matériaux qui comprennent des composants qui peu ent etre separds sous l'effet de la différence entre leurs densités ainsi que des composants ayant des densités analogues et qui peuvent être séparés sous l'effet de leur seule différence de dimension de particules
Comme on le sait, les principaux matériaux constitutifs des accumulateurs classiques actuels comprennent de l'ébonite, du polypropylène, du polyéthylène ou d'autres matières analogues qui forment le bac de l'accumulateur.

Ces matières, en combinaison avec les matières formant les bouchons à évent, les entretoises, les séparateurs, les isolateurs et l'enveloppe, sont habituellement appelées les composants non métalliques ou polymères. Les grilles d'électrodes et connexions électriques entre les grilles et le circuit extérieur sont traditionnellement faites de métal. Ces composants métalliques, avec la matière active des électrodes, qui, dans la plupart des cas, contient des composés métalliques, sont habituellement appelés les composants contenant des métaux ou composants métalliques.

Une autre matière constitutive importante des accumulateurs classiques est l'électrolyte. En #énéral, lors qu'on traite des accumulateurs au plomb-acide, on élimine l'électrolyte avant de commencer les opérations de récu pération des accumulateurs. Dans les procédés connus de la technique antérieure, lorsque 11 acide de l1accumula- teur a été éliminé, on introduit les composants restants dans un broyeur à percussion ou à déchiquetage pour qu'ils y soient concassés ou déchiquetés en petits morceaux.Typiquement, le mélange hétérogène de débris d'accumulateurs résultat de cette opération était jusqu présent divisé par de nombreuses opérations de criblage et d'autres ope- rations de séparation mécaniques ou physiques en pa#rties non métalliques et parties métalliques, les parties métal liques#comprenant des morceaux métalliques grossiers, des fragments métalliques en particules fines, qui sont essentiellement composés d'oxyde de plomb met de sulfate de plomb et une poudre de plomb pure issue du garnissage des électrodes, comme décrit dans le brevet américain 4.107.007.

Dans un autre procédé connu tel que celui décrit dans la demande de brevet allemand 28.56.330, on met les débris contenant du sulfate de plomb en contact avec une solution aqueuse d'une substance alcaline qui transforme le sulfate de plomb en un sel de plomb insoluble dans l'eau, tel qu'un carbonate de plomb et qui forme également, comme sous-produit, un sulfate hydrosoluble tel que le suffate de sodium. Ensuite, on prépare le sel de plomb insoluble dans l'eau pour la réduction par grillage.

Dans le brevet des E. U. A. NO 982 583, un séparateur hydraulique utilise des moyens qui fournissent un courant d'eau ascendant à des séparateurs qui utilisent une colonne de classement de section transversale constante.

Ce brevet utilise une colonne d'eau convenablement dimensionnée, placée en position centrale, dans la colonne dite de classement, à travers laquelle l'eau de classement est transportée et distribuée de manière à engendrer des séries de courants d'eau ascendants et de manière que les particules qui tombent dans la colonne soient soumises t l'inf lu- ence de chaque série, en évitant ainsi qu'il ne se forme une masse accumulée de particules.La colonne d'eau disposée en position centrale répartit la pression de l'eau pour former une série de courants ascendants et utilise des déflecteurs coniques ou en forme de cuvette sur l'extérieur de chaque segment de tube au-dessous de chaque série de trous, de sorte que l'eau est déviée vers le haut à environ 400, en formant un courant à travers lequel les particules tombent sur la série suivante d'ouvertures et sont à nouveau influencées par le courant qui y est produit, et ainsi de suite jusqu'au bas de l'appareil de classement. L'eau qui pénètre à la base de l'appareil de classement maintient la base remplie d'eau pendant que lé tube de déchargement reste ouvert.

Le brevet des E. U. A. N0 2 172 792 concerne un dispositif de classement mécanique comprenant deux chambres séparées, dont l'une est une chambre de décantation et l'autre une chambre de lavage, la première étant disposée au-dessus de la dernière et en communication avec celle-ci à travers une ouverture étranglée. La matière de charge est chargée dans la chambre de décantation et la matière qui se dépose sur le fond est raclée vers l'ouverture étranglée, ou la matière tombe et est lavée par un contre-courant d'eau de lavage qui nettoie les particules à récupérer, les particules les plus lourdes tombant sur le fond de la chambre de lavage. La chambre de décantation peut être un cône tronqué, comme représenté, avec un laveur à la périphérie et un déversoir par dessus lequel l'eau et les particules plus légères sont déchargées. Un tablier de chargement oblige le liquide de charge entrant à s'écouler radialement vers l'extérieur pour pénétrer dans la chambre de décantation et empêche le liquide entrant de s'écouler directement vers le bas à travers l'ouverture centrale du plateau. Des racleurs mécaniques constituent les éléments essentiels pour la séparation-et, conjointement avec de l'air comprimé et de l'eau de lavage qui est introduite circonférentiellement autour de la chambre de lavage verticale et dirigée vers le haut et vers le centre de la chambre de lavage, ils effectuent et parachèvent le lavage de manière à fournir le produit final lavé désiré, qui est recueilli au bas de la colonne.L'échappement de l'air fourni par le réservoir d'air à travers le liquide provoque une grande agitation et contribue considérablement à sépa- rer les particules lourdes des particules légères qui y adhèrent. La force de l'eau de lavage est réglable à volonté, selon les poids de particules à classer.

Le brevet des E. U. A. NO 1 473 788 concerne un dispositif de lavage perfectionné à courants ascendants multiples. Le dispositif comprend une cuve ou caisse de lavage de forme parallélépipédique divisée en un certain nombre de chambres par des cloisons verticales, les chambres étant en communication ouverte entre elles à la base.

Un certain nombre d'entonnoirs verticaux rectangulaires disposés en tandem le long de la cuve passent à travers le couvercle de la cuve. Chaque entonnoir est muni d'un trop-plein à niveau variable présenté sous la forme d'une plaque métallique rectangulaire verticale. Si l'on règle la position du trop-plein par rapport à l'entonnoir, de manière que le courant d'eau ascendant dans l'entonnoir possède une vitesse intermédiaire entre eux v (pour les grains ayant la plus petite densité) et V (pour les grains ayant une densité plus élevée), dans la partie de l'entonnoir qui possède une section transversale constante, le courant ascendant entrain les grains de plus faible densité et les décharge par le trop plein tandis que les grains de plus grande densité tombent et se rassemblent à la base de la cuve.Des courants ascendants multiples servent à laver simultanément les différentes catégories de dimensions en lesquelles il est souhaitable de séparer le produit brut qu'il s'agit de laver.

D'autres dispositifs typiques de la technique antérieure utilisés pour séparer des matières possédant différents poids spécifiques sont décrits dans les brevets des E. U. A. NO 4 267 980, 4 042 177, 1 953 672, 1 646 506, 929 586, 907 387 et 801 200.

Ces divers procédés de récupération déjà connus posent divers problèmes. A titre d'exemple illustratif, avant que l'on puisse procéder au traitement mécanique des débris d'accumulateur, on doit éliminer l'électrolyte de l'accumulateur pour éviter la corrosion de l'appareillage utilisé dans le traitement.

Cette élimination de l'électrolyte de l'accumu- lateur dans le procédé mécanique à sec utilisé traditionnellement constitue une opération coûteuse, longue et exlo geant en main d'oeuvre.

Un autre problème qui se pose dans le procédé de recuperation déjà connu consiste dans les contaminations mutuelles ind#sirables des constituants de 1 'accumulateur qui result-nt du mancue d"#fricacité de la séparation des composants 11 est souhaitable de séparer les composants des accumulateurs en des formes aussi pures que possible afin de permettre un recyclage efficace.Dans les procédés de récupera-Lion connus, l'important effet de contamination mutuelle de constituants représentait jusqu'à présent un grave obstacle à l'obtention économique d'un produit utilise sable pour le recyclage.

En outre, dans le cas des procédés de récupéra- tion déjà connus, les règlements sur la pollution de l'environnement concernant les risques d'exposition des employés aux composés métalliques toxiques et le traitement des ef fluents posent de graves problèmes. Le coût du respect de ces règlements rendait jusqu'à présent cette récupération impossible à réaliser d'une façon économique lorsque le résultat est obtenu par l'utilisation de traitements classiques et d'installations surajoutées.

En raison de l'épuisement des ressources pétroliè- res, il est manifestement souhaitable d'utiliser des véhicules électriques et autres engins électriques alimentés par des accumulateurs. Il est très important de réaliser une installation et un procédé de récupération des accumulateurs qui soient dépourvus de pollution de l'environnement. La présente invention répond à ces sévères exigences de protection de l'environnement et permet de produire des composants d'accumulateurs pouvant être retraités avec une réduction efficace de l'effet préjudiciable sur l'environnement.

Un but de l'invention est donc de créer un procédé pour récupérer tous les composants des accumulateurs complets, y compris l'électrolyte.

Un autre but de l'invention est de créer un procédé de récupération mécanique humide pour la récupération totale des accumulateurs, qui produise plusieurs flux indépendants et isolés de constituants d'accumulateur matière active des électrodes, matière métallique, matière d'électrolyte et matières polymères ou autres matières non métalliques.

Un autre but de l'invention est d'améliorer la suppression de la contamination mutuelle des différents courants de constituants d'accumulateurs pendant l'opération de récupération
Un autre but de l'invention est de créer un traitement de récupération qui sépare tous les divers constituants des accumulateurs en des formes relativement pures appropriées pour le recyclage ou le rejet consécutif.

Un autre but est de créer un traitement de récupération des accumulateurs qui permette de traiter entièrement les accumulateurs, y compris l'électrolyte et qui n'exige pas cependant que l'installation mécanique utilisée pour le traitement soit faite de coûteux matériaux résistants à la corrosion.

Un autre but est de créer un traitement de récupération des accumulateurs qui soit mis en oeuvre en respectant à la fois les normes relatives à l'environnement et les normes relatives à la sécurité du travail.

Un autre but est de créer un procédé de récupération des accumulateurs qui puisse facilement être adapté aux différentes formes et dimensions de bacs d'accumulateurs et aux différents constituants métalliques ou non métalliques qui constituent les accumulateurs.

Un autre but est de réaliser une installation et un procédé de récupération d'accumulateurs qui soient susceptibles d'automation et qui soient d'un bon rendement en cott pour le traitement à grande échelle.

Un autre but est de réaliser une nouvelle colonne d'élution à haut rendement destinée à être utilisée pour séparer des matières d'une plus forte densité de matières d'une plus faible densité, en général, ou pour séparer des particules de différentes dimensions ayant la même ou à peu près la même densité.

Un autre but de l'invention est de créer un nouveau procédé utilisant une colonne d'élution pour obtenir une séparation efficace entre une matière à plus haute densité et des matières à plus faible densité, ou pour séparer des particules de différentes dimensions ayant la même ou à peu près la même densité.

Un autre but important est de créer un circuit fermé dans lequel le liquide utilisé dans le traitement est continuellement recyclé à l'intérieur du circuit fermé.

Ces buts ainsi que d'autres sont atteints avec la présente invention selon laquelle on réalise une installation et un procédé pour séparer une matière à densité plus élevée (ou en particules plus grandes) d'une matière à plus faible densité (ou en particules plus petites), ledit procédé comprenant les phases consistant à
a) se procurer un appareil de fragmentation de la matière
b) introduire la matière de charge dans ledit appareil de fragmentation de la matière ;;
c) fragmenter ladite matière de charge en une matière possédant une dimension de fragments solides maximale prédéterminée, en qualité de matière de charge pour une colonne de séparation à liquide
d) se procurer une colonne de séparation à liquide possédant une section transversale horizontale circulaire, des moyens servant à charger ladite matière de charge au sommet de ladite colonne, des moyens situés au bas de la dite colonne et servant à introduire un liquide dans ladite colonne, et des moyens situés au bas de ladite colonne pour décharger de cette colonne la matière à plus forte densité ;
e) introduire un liquide dans le bas de ladite colonne, circonférentiellement autour de ladite colonne ;
f) former un courant de liquide uniformément ascendant dans ladite colonne ;;
g) charger ladite matière de charge dans lesdits moyens de réception de la charge situés au sommet de ladite colonne
h) mettre ladite matière de charge en contact avec ledit courant liquide ascendant
i) séparer la matière moins dense (ou en particules plus petites) de la matière de plus forte densité (ou en particules plus grandes) dans ladite colonne ;
j) décharger ladite matière moins dense (ou en particules plus petites) au sommet de ladite colonne ;
k) recueillir ladite matière de plus forte densité (ou en particules plus grandes) au bas de ladite colonne ; et
1) décharger ladite matière de plus forte densité du bas de ladite colonne.

Le procédé et installation peuvent de même être avantageusement utilisés pour séparer des grandes particules de particules plus petites d'une matière ou de plusieurs matières possédant la même ou à peu près la même densité, simplement en remplaçant "en grandes particules" par "de plus forte densité" et "en petites particules" par "moins dense" respectivement dans les phases de procédé décrites plus haut et dans la description de l'installation donnée plus bas.

L'installation comprend une colonne d'élution qui possède une section transversale horizontale circulaire, une entrée de liquide a proximité du bas de ladite colonne, un collecteur de liquide disposé circonférentiellement autour de ladite colonne et qui -communique pour le passage du liquide avec ladite colonne à travers ladite entrée de liquide, pour introduire un liquide dans ladite colonne, des moyens servant à introduire le liquide dans ledit collecteur de liquide, un déversoir de trop-plein placé au sommet de ladite colonne pour décharger la matière de plus faible densité (ou en particules plus petites) et le liquide de ladite colonne, une goulotte d'entrée de la charge disposée en position centrale au sommet de ladite colonne et qui fait saillie dans la partie supérieure de ladite colonne ; et des moyens de déchargement situés au bas de ladite colonne pour décharger de cette colonne la matière de plus haute dense té < ou en plus grandes particules)
Autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au couls de la description qui va suivre Aux dessins ann < #xés, donnés uniquement a titre d'exemples
- la vig. 1 est un organigrarmme montrant les pha- ses d'ton procédé de récupération d'accumulateurs suivant l'invention invention
- la Fig. 2 est une vue de côté d'un appareil a crible déshydrateur utilisé pour la mise en oeuvre du pro cédé suivant l'invention
- la Fig. 3 est une vue de côté de la nouvelle installation à colonne de séparation à liquide utilisée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ;
- la Fig. 3a est une vue en coupe de la colonne de séparation montrant des caractéristiques de construction de la colonne ainsi que les relations entre les constituants de la colonne ; et
- la Fig. 4 est un schéma de circulation montrant des phases de procédé d'une variante de procédé de récupération d'accumulateurs selon l'invention.

La Fig. 1 est un schéma de circulation montrant des phases de la forme préférée de réalisation du procédé consistant à broyer ou concasser des accumulateurs composites entiers B en vue de séparer les parties broyées en leurs matières consécutives. Bien que l'on puisse apporter des substitutions dans les diverses installations utilisées pour exécuter les phases de concassage de la matière de charge en la gamme de dimensions prédéterminée ou désirée et pour traiter, ou séparer partiellement, la matière de charge qu'on charge dans la nouvelle colonne de séparation décrite, les installations préférées, familières à l'homme de l'art, seront décrites d'une façon moins détaillée mais suffisamment détaillée pour exposer et décrire entièrement pour l'homme de l'art le nouveau procédé et la nouvelle colonne de séparation utilisée dans ce procédé.

Ainsi qu'on l'a représenté, la première phase du procédé comprend, à titre illustratif, une phase d'introduction de la charge d'accumulateurs qui comprend des accumulateurs récupérés non traités, qui peuvent comprendre des accumulateurs entiers, brisés ou endommagés, dans une ligne de chargement des accumulateurs B qui débite dans un dispositif de fragmentation tel quXun broyeur à marteaux
H pour broyer ou concasser la charge d T accumulateurs en fragments ayant une dimension de particules nominale de moins d'environ 38 mm. La fragmentation libère à peu près totalement le métal des matières non métalliques et libère l'électrolyte. La matière métallique comprend la matière active des électrodes, les grilles d'électrodes, les bornes et les connecteurs électriques entre éléments. La matière non métallique comprend des matières polymères et éventuellement d'autres matières non conductrices de l'électricité et elle comprend la matière du bac, qui est habituellement le polypropylène, le polyéthylène ou l'éboni- te ; des entretoises, si elles sont utilisées, la matière des séparateurs placés entre les plaques de l'accumulateur, ainsi que d'autres matières non conductrices.

Lorsque les accumulateurs ont été chargés dans le broyeur a marteaux H, 97 % de la matière d'accumulateurs broyés se présente en une fraction d'une dimension de moins d'environ 38 mm. Le broyeur à marteaux, avec la ligne de chargement des accumulateurs et la trémie d'entrée sont a peu près totalement enfermés et ventilés avec raccordement sur un dispositif classique d'élimination du brouillard d'acide. Ces dispositifs sont bien connus et ne seront pas décrits en détail dans le présent mémoire, du fait qu'ils sont disponibles dans le commerce.

Un grand nombre des accumulateurs introduits dans le broyeur à marteaux peuvent contenir de l'électrolyte dans leur bac. Les parties du broyeur à marteaux qui sont exposées à cet électrolyte sont donc de préférence faites de matières qui sont résistantes à la corrosion, vis-à-vis du type d'électrolyte qui peut être présent dans les accumulateurs traités, par exemple, vis-à-vis de l'électrolyte acide ou alcalin. Le résultat est de simplifier le procédé par le fait qu'on n'a pas à vider l'électrolyte de l'accumulateur avant la phase de fragmentation.

Dans la phase suivante, la matière des accumulateurs et l'électrolyte, qui contient en suspension des composés solides de matière active au plomb, sont chargEs par gravité dans un crible déshydrateur 20, o#où électrolyte et la majorité de la matière active des électrodes passent à travers le crible 20 tandis que la matière refusée est envoyée à la colonne d'élution 42. Un alimentateur Vibrant peut être utilisé éventuellement pour transférer la matière des accumulateurs broyés à la caisse de tête du crible déshydrateur. Les petites particules de matière active des électrodes et le liquide tombe dans la goulotte de la fraction passante et les grandes particules tombent du tamis par gravité.

Dans le traitement décrit, plus de 90 % de la matière active des électrodes, avec l'électrolyte, traversent le crible. Le composé de plomb le plus commun qu'on trouve dans la matière active des électrodes, en supplément du dioxyde de plomb, est le sulfate de plomb qui, ainsi qu'on le décrit plus bas dans une variante de réalisation, peut être transformé en un composé pratiquement exempt de soufre, à savoir, -le carbonate de plomb, dans une phase de neutralisation facultative, si l'on maitrise la quantité utilisée de carbonate de sodium constituant le réactif de neutralisation.

Dans la forme de réalisation préférée, le sulfate de plomb solide et les composés solides d'oxyde de plomb qui sont en suspension dans le liquide de l'électrolyte sont ensuite envoyés par pompage à une cuve de séparation solides-liquides pour y faire décanter et concentrer les solides. En variante, comme représenté sur la Fig. 4, le liquide, qui contient les solides en suspension, peut étre traité à travers un séparateur à cyclone C qui peut être ajouté pour compléter le séparateur solides-liquides pour concentrer la matière solide et 11 éliminer du liquide
Le séparateur solides-liquides permet aux composes de matière active des électrodes, sous la forme de sulfate de plomb et d'oxydes de plomb, de se séparer de la solution d'électrolyte, qui est ensuite séparée des solides insolubles, par exemple par décantation.La solution d'électrolyte adhérant aux matières solides contenant du plomb peut être éliminée par un lavage à l'eau. Les composés de matière active peuvent être ensuite soumis à un autre traitement pour récupérer le plomb.

Dans le traitement des accumulateurs au plomb-acide, l'électrolyte à base d'acide sulfurique est collecté et peut être neutralisé par addition de carbonate de sodium sous la forme de cendre sodique. La phase de neutralisation de l'électrolyte peut être exécutée, soit dans un procédé discontinu, soit dans un procédé continu, dans le réacteur de mélangeage, comme représenté-sur la Fig. 4.

Dans ce traitement des accumulateurs au plomb-acide, la quantité d'agent neutralisant ajoutée à l'électrolyte à base d'acide sulfurique a seulement à être ajustée pour la compensation des différences de volume et de concentration de l'électrolyte présent, qui résultent de la quantité d'accumulateurs en cours de traitement.

Dans le procédé de traitement discontinu, on mesure le pH à- peu près toutes les heures et on ajoute du réactif de neutralisation en conséquence.

Dans le procédé de traitement continu, on utilise de préférence une sonde de pH pour assurer un contrôle continu du pH et on effectue des ajustements selon le besoin pour maintenir le pH du liquide travaillant et celui de la charge de la colonne de séparation aux nive aux de travail désirés, c'est-à-dire tous deux acides ou tous deux basiques.

L'intervalle de travail préféré pour un liquide travaillant acide est un pH de 5 à 6. Toutefois, un niveau de pH de 7 est nécessaire, pour neutraliser l'acide. Etant donné que la matière active des électrodes contenue dans les accumulateurs au plomb-acide comprend des oxydes de plomb et du sulfate de plomb, tous ces composés du plomb sont avantageusement traités et récupérés ensemble sous la forme de composés du plomb en vue du traitement suivant,
En variante, la matière active des électrodes peut être traitée pour transformer le sulfate de plomb en un compo se de plomb à peu près exempt de soufre en vue du trait2 ment cosectf. Pour convertir le sulfate de plomb en carbonate de plomb et le carbonate de sodium en sulfate de sodium, il est souhaitable de maintenir un niveau de pH d'environ 9,0 à 9,3.La quantité de cendre sodique néçes saire pour la double fonction de neutralisation de l'acide de et de conversion du sulfate de plomb est de préférence égale a l'équivalent stoechiométriqua nécessaire pour ces réactions, plus un excès d'au moins -10 % par rapport à la quantité nécessaire pour la dernière réaction. En supplé- ment, il est souhaitable d'ajouter une quantité d'eau suffisante pour maintenir la concentration du produit de neutralisation, le sulfate de sodium, à environ 90 % de sa solubilité maximum à la température ambiante. Dans le traitement des accumulateurs au plomb-acide, la désulfatation de la matière active des électrodes peut s'effectuer à des instants consécutifs et dans différentes phases au cours du traitement.

La neutralisation de l'acide sulfurique exige g6- néralement environ 0,83 kg de Na2C03 par accumulateur. La neutralisation et l'elimination du soufre de la matière active des électrodes demande environ 3,31 kg de Nazi03 par accumulateur. La différence sur la quantité de Na2CO3 nécessaire par accumulateur représente la quantité additionnelle de Na2C03 qui est nécessaire pour convertir le sulfate de plomb en carbonate de plomb. On peut également utiliser d'autres réactifs neutralisants pour neutraliser l'électrolyte à base d'acide sulfurique, tels que le carbonate d'ammonium, l'hydroxyde de sodium, l'ammoniac, etc.

Tous les produits a base de plomb et de composés de plomb, aussi bien que les produits qui ne sont pas à base de plomb, sont de valeur et sont de préférence séparés et récupérés pour la valeur qu'ils représentent, ainsi que pour la maîtrise de la pureté des produits finaux désirés. D'importants avantages de cette phase de neutralisation sont la réduction de la corrosion de l'équipement par l'électrolyte des accumulateurs et, dans le traitement des accumulateurs au plomb-acide, la désulfatation de la matière active des électrodes qui contient du soufre, ou du sulfate de plomb, par conversion de ce composé en un composé métallique exempt de soufre tel que le carbonate de plomb, ce qui simplifie considérablement son traitement consécutif.

I1 est important de remarquer que le réactif de neutralisation de l'électrolyte peut être différent du réactif utilisé pour éliminer le soufre du sulfate de plomb contenu dans la matière active des électrodes. En outre, la neutralisation de l'électrolyte et la désulfatation de la matière active, ou la conversion, peuvent se produire à des moments différents du traitement. La matière active des électrodes est appelée ici "matière active des électrodes" ou "composés solides du plomb" que cette conversion ait ou non été exécutée et l'utilisation de l'une ou l'autre de ces expressions doit être interprétée comme équivalent et interchangeable avec l'autre.

La présente invention envisage également l'utilisation d'autres techniques de séparation solides-liquides et d'un équipement, bien connu de l'homme de l'art, pour séparer la matière active des électrodes, convertie ou non convertie, de l'électrolyte et ces techniques et cet équipement peuvent être utilisés tout en restant dans le domaine de l'invention. Dans la plupart des cas, les matières actives, converties ou non converties, subissent tout le procédé ensemble pour être récupérées simultanément.

Les moyens de séparation choisis dépendent du type des accumulateurs à récupérer. C'est ainsi que, étant donné que les accumulateurs au nickel-cadmium, à l'argent-zinc, au nickel-zinc et au plomb-acide possédent des matières actives d'électrodes différentes et des électrolytes différents, les procédés de récupération peuvent être sélec tionnés en conséquence.

La partie restante 31 de matière solide broyée ou fragmentée, mouillée d'électrolyte, refusée au crible, qui ne passe pas à travers le tamis d'égouttage 20, est transportée au sommet de la colonne de séparation par liquide selon l'invention, ou colonne d'élution à courant ascendant, qui est décrite plus complètement dans la suite.

Cette matière refusée comprend normalement à la fois des matières métalliques et des composants non métalliques qui portent une certaine quantité de matières actives d'élec- trodes collées à leurs surfaces qui sont mouillées d'e- lectrolyte. Selon l'invention on peut utiliser comme fluides dans la colonne de séparation divers liquides ou diverses suspensions liquides-solides ayant un poids spécifique de 1 à 1,3 ou peut-être encore supérieure si cela est faisable . Toutefois, ainsi qu'on l'indique dans la suite, l'eau est préférée.

Comme on l'a représenté sur la Fig. 3, la colonne d'élution de la présente invention est composée d'une partie supérieure de colonne 42a, d'une partie centrale de colonne 42b et d'une partie inférieure de colonne 42c.

Chaque partie de la colonne est circulaire en section transversale et la partie supérieure 42a de la colonne est reliée à la partie centrale 42b de la colonne par un segment de transition tronconique 62. Une goulotte d'entrée réglable dans la direction verticale, ou un enton- noir de chargement 46 est placé concentriquement au sommet de la partie supérieure 42a de la colonne, avec une jupe de goulotte d'entrée 63 qui est engagée dans la partie supérieure 42a de la colonne ainsi qu'on le décrira encore dans la suite.Un collet collecteur 60 est fixé circonférentiellement autour de l'extérieur de la partie supérieure 42a de la colonne pour recevoir le liquide de trop-plein et la matière polymère légère 58 lorsque ce liquide et cette matière passent par-dessus le déversoir de trop-plein 59 forme par la lèvre circulaire supérieure de la partie supérieure 42a de la colonne et sort de la goulotte collectrice 61 pour tomber sur le tamis d'égouttage 64. Le collet collecteur 60 présente un fond incliné pour diriger le courant de liquide et de solides du déversoir de trop-plein vers une goulotte collectrice 61.

Une goulotte SO de sortie des matières lourdes est reliée à la partie inférieure 42c de la colonne pour servir de trajet de chargement par gravité pour faire passer la matière métallique lourde 48 de la partie inférieure 42c de la colonne, par l'intermédiaire de la goulotte 50 de sortie de matière lourde, a un transporteur à vis sous carter 52. La rotation du transporteur à vis 53 transporte la matière métallique #lourde 48 jusqu'au sommet du transporteur à vis 52 et la fait sortir du sommet où elle peut être collectée et envoyée à un traitement suivant.

Un tube d'entrée 40 est relié à un collecteur de liquide circonférentiel 44 disposé autour de la partie inférieure de la colonne 42 et qui est à son tour en communication pour le passage du liquide avec la partie centrale 42b de la colonne à travers une série d'orifices d'entrée du collecteur ou d'ouvertures 45 de la paroi qui sont sélectivement dimensionnés et positionnés circonférentiel -lement à travers la paroi inférieure de la partie centrale 42b de la colonne.Le liquide, qui est continuellement mis en recirculation ou recyclé de la cuve de la pompe à la colonne de séparation pour former un circuit fermé, est introduit circonférentiellement dans la partie centrale 42b de la colonne d'élution 42 à travers ces Qrifices d'entrée, en un courant maîtrisé, de manière que le liquide introduit soit répartie et de manière à établir un schéma d'écoulement ascendant uniforme, ou un courant ascendant ayant une vitesse soutenue et relativement constante.

Pour l'application à la séparation des matières métalliques lourdes des matières polymères plus légères, qui sont typiquement issues du broyage des accumulateurs au plomb-acide, comme décrit dans le présent mémoire, on établit et on maintient des diamètres, proportions et débits de liquide spécifiques et critiques pour réaliser des rendements élevés dans la séparation des matières.

Toutefois, dans les conditions optimales de fonctionnement, la récupération des composants d'accumulateurs est considérablement augmentée et la contamination réciproque nettement réduite par l'utilisation de la colonne d1élu- tion selon l'invention. En effet, les caractéristiques de conception de cette colonne d'élution sont suffisam ment souples pour permettre d'adapter la colonne, grâce à de légères modifications, aux conditions de matières spécifiques dans les applications ou la différence de densité des matières à séparer est suffisante pour sbte- nir une séparation désirée, uniquement par un choix et un ajustement appropriés des paramètres critiques qui sont identifiés dans le présent mémoire. En outre, la colonne d'élution peut être de même utilisée pour séparer les grandes particules, telles que les particules de bacs en ébonite ou matière plastique, des particules plus petites, telles que les particules de matière-des séparateurs, et il suffit pour cela d'introduire ces matières non métalliques dans la colonne et d'établir le réglage approprié du débit du liquide.Cette utilisation peut être exécutée pour séparer des particules de différentes dimensions qui possèdent la même ou à peu près la même densité de matière et il va de soi que les expressions "plus grande densité ou "plus faible densité et "basse densité" peuvent être utilisées de façon interchangeable avec les expressions en plus grandes particules" et "en particules plus petites respectivement dans tout le présent mémoire et dans les revendications, en ce qui concerne la séparation exécutée dans la colonne d'élution selon l'invention. Pour les besoins de la description de l'invention, on utilisera les expressions "plus haute densité et "plus basse densité.

La matière solide refusée 31 qui est séparée de la matière broyée des accumulateurs, qui est de plus petite dimension, est normalement mouillée d'électrolyte non neutralisé. On a constaté qu'environ 10 % de l'élec- trotte adhère à la matière solide grossière refusée et que, pendant le traitement consécutif, il peut être souhaitable de neutraliser 11 électrolyte adhérant à la matière solide refusée avant le traitement ultérieur. Les phases restantes du mode de mise en oeuvre représenté sur la Fig. 1 sont analogues à celles du mode de mise en oeuvre représenté sur la Fig. 4.

La matière refusée 31 est introduite dans la colonne d'élution. La colonne est conçue pour présenter dans sa partie centrale 42b un diamètre intérieur minimum égal à au moins trois fois le diamètre des plus grandes des particules à séparer. Pour les matières d'accumulateurs broyés, qui possèdent des formes irrégulières et présentent un diamètre naninal de moins de 38 mm, la dimension de 38 mm est considérée comme le plus grand diamètre des particules pour le calcul des dimensions minimales de la colonne de séparation.Le diamètre D de la partie centrale 42b de la colonne doit être au moins égal à ce diamètre minimum, afin d'éviter que les particules n'obstruent la zone A' (Fig. 3a) et de laisser aux particules la possibilité de remonter librement le long de la partie supérieure 42a de la colonne, et de passer par dessus le déversoir 59 et dans la goulotte collectrice 61. Le choix du diamètre D de la partie centrale 42b de la colonne détermine la section A de la partie centrale de la colonne et détermine également approximativement l'aire de section effective A' définie comme l'aire de section comprise entre le segment cyclindrique de la partie supérieure 42a et l'extérieur du segment jupe de la goulotte d'entrée de la charge 63.Cette dimension commande de même le choix du diamètre intérieur effectif D' de la partie supérieure 42a de la colonne et le diamètre extérieur effectif maximum D" de la jupe de la goulotte d'entrée de la charge 63, puisque l'aire de section effective A' comprise entre la partie supérieure 42a de la colonne et la jupe 63 de la goulotte d'entrée de la charge doit avantageusement être approximativement égale à l'aire de section A de la partie centrale 42b de la colonne si l'on veut prévenir l'obstruction par les particules.La dimension maximum des particules à séparer détermine donc la valeur minimum des dimensions et des aires de sections ou des diamètres effectifs et aires -de section effectives de la colonne de séparation ; toutefois, d'autres facteurs déterminent les dimensions maxima de la colonne qui peuvent être utilisées et la colonne peut être calculée avec des limitations de dimensions maxima qui sont dictées exclusivement par des facteurs tels que l'économie du fonctionnement, basés sur la dimension de la colonne, le débit du liquide, le rendement de la récupération, etc.

Ainsi qu'on l'a déjà décrit plus haut, le collecteur de liquide 44 encercle la colonne d'élution au niveau ou à proximité du niveau du bas de la partie centrale 42b de la colonne, comme on l'a représenté sur les
Fig. 3 et 3a. Les ouvertures ou orifices d'entrées du collecteur de liquide, en combinaison avec la quantité et la pression du liquide qui pénètre dans le collecteur 44 par le tube d'entrée 40, déterminent la distribution du liquide et le débit qui pénètre dans ladite colonne 42 pour établir un schéma d'écoulement ascendant. En réglant le nombre, la dimension et la position des ouvertures 45 du collecteur, en combinaison avec le réglage du débit de liquide, on établit un schéma d'écoulement ascendant uniforme.Les ouvertures 45 du collecteur sont de pr8féren- ce dimensionnées et positionnées sur la circonférence de telle manière que le liquide puisse être introduit de fa çon maîtrisée avec répartition circonférentielle dans ladite colonne, pour répartir le liquide d'entrée et établir un courant de-liquide ascendant ayant un schéma d'6- coulement ascendant uniforme. Les ouvertures 45 du collecteur positionnées dans l'alignement direct du courant de liquide qui pénètre dans le collecteur 44 en arrivant par le tube d'entrée 40 sont plus petites, de manière à fournir ou introduire, le flux de liquide dans la colonne avec une répartition régularisée sur la circonférence et à établir le courant de liquide ascendant uniforme désiré.

La goulotte d'entrée de chargement ou l'enton- noir de chargement 46 est aligné axialement ou concentriquement au sommet de la colonne de séparation 42, et il est réglable en hauteur et conçu pour recevoir la matière refusée 31 du crible déshydrateur 20.

La goulotte d'entrée de chargement 46 comprend une partie jupe cylindrique 63 qui plonge dans le liquide et est engagée dans le segment cylindrique de la partie supérieure 42a de la colonne, jusqu'à un point situé juste au-dessus du bas dudit segment cylindrique.

La partie supérieure 42a de la colonne est pwposee de deux segments, un segment supérieur cylindrique et un segment-inférieur de transition tronconique 62. La lèvre circulaire du segment supérieur cylindrique sert de déversoir de trop-plein 59 et détermine le niveau 56 du liquide. Le segment de transition tronconique 62 est plus large en haut et plus étroit en bas, de manière à obliger la vitesse du liquide à décroître à mesure que le liquide ascendant pénètre dans le segment de transition qui s'élargit et de manière à permettre au courant de liquide qui est en montée plus lente d'agir sur les matières solides de façon à les faire monter au-dessus du déversoir 59 et à leur permettre de descendre dans le courant ascendant et a s'accumuler au bas de la colonne.Le segment tronconique 62 de la partie supérieure de la colonne est disposée entre les segmen#ts cylindriques respectivement supérieur et inférieur de la colonne, et la goulotte 46 de chargement de la matière, qui plonge dans le segment cylindrique supérieur 42a de la colonne, peut être réglée en hauteur pour régler la vitesse linéaire d'écoulement du liquide dans le segment cylindrique supérieur de la colonne. Dans les conditions normales de fonctionnement, les matières solides se séparent facilement et, soit s'é- lèvent et sortent au niveau du déversoir de trop-plein, soit tombent et s'accumulent à la base.Si une importante quantité de matière est en suspension dans le segment de transition, on doit procéder a un réglage de la vitesse du liquide pour amener la matière, soit à se déverser en trop-plein au niveau du déversoir, soit à tomber et à se rassembler au bas, selon la composition de la matière et les désirs de l'opérateur.

La partie inférieure 42c de la colonne sert a recueillir la matière lourde 48 dans la goulotte 50 de sortie de la matière lourde, qui envoie la matière par gravité à un transporteur à vis enfermé sous carter 52, lorsque le transporteur à vis est mis en action. La partie inférieure 42c de la colonne est d'une configuration désirée pour contenir les moyens de déchargement choisis, tels que le transporteur à vis sous carter incliné qui est décrit, qui permet de décharger la matière lourde audessus du niveau 56 du liquide.

Le tableau 1 montre les formes de réalisation préférées et acceptables de la colonne d'élution - selon l'invention, et les paramètres de fonctionnement préférés et acceptables pour une opération typique de séparation des matières d'accumulateurs au plomb-acide qui sont introduits dans la colonne de la façon décrite plus haut.

TABLEAU 1
Dimensions de la colonne de séparation et
de ses organes et- relations entre ces dimensions
Dimensions de la colonne de séparation
m mm a) D" (diamètre extérieur de la 0,372 370,8
partie cylindrique de la gou
lotte de chargement) b) D' (diamètre intérieur de la 0,677 675,6
partie cylindrique supérieure
de la colonne) c) D (diamètre intérieur de la 0,558 559
partie cylindrique centrale
de la colonne) d) L (longueur de la colonne : 2,547 2517,8
distance du collecteur de
liquide au sommet du déver
soir) e) Longueur du segment cylin- 0,617 609,5
drique de la partie supé
rieure (42a) de la colonne f) Longueur du cône de transi- 0,460 454,0
tion (angle de cône = 70) g) Longueur de la partie cen- 1,471 1454,2
trale (42b) de la colonne h) Longueur de la partie infé- 0,339 336,6
rieure (42c) de la colonne i) L' (distance entre le bas de 0,305 304,8
la goulotte de chargement et
le sommet du déversoir) j) Diamètre minimum D de la co
lonne = trois fois le diamètre
de la plus grande particule.

à séparer.

Rapport de la longueur de la colonne au diamètre effectif de la colonne k) Rapport maximum 6 : 1
Rapport préféré 4,5 : 1
Aires de section 1) A (partie centrale de la colonne ) 2451,8 cm2 m) A' (aire effective entre le dia- 2503,4 cm2
mètre intérieur de la partie cy
lindrique supérieure et le dia
mètre extérieur de la -goulotte-
de chargement)
Caractéristiques du liquide et de l'écoulement du liquide n) Vitesse d'écoulement linéaire du 12,2 à 18,3 m/mn
liquide (intervalle acceptable) o) Vitesse d'écoulement linéaire du 13,9 à 14,8 m/mn
liquide (intervalle préférable) p) Débit de liquide (intervalle 2990 à 4485,2 I/mn
acceptable) q) Débit de liquide (intervalle 3399 à 3626 1/mn
préféré) r) Liquide (préféré) eau s) Intervalle de pH du liquide 5 à 6
(intervalle préféré) t) poids spécifique du liquide 1 à 1,3
(intervalle préféré)
Dans l'exploitation de la colonne d'élution, le liquide recyclé en provenance du réservoir T de la pompe, est introduit uniformément sur la circonférence à travers un tube d'entrée 40 situé àproximité du bas de la colonne 42, à une pression réglée. Le collecteur 44 répartit uniformément le liquide d'entrée de manière à établir une vitesse maîtrisée de l'écoulement ascendant du liquide et un schéma uniforme d'écoulement ascendant du liquide. Lorsqu'on introduit la matière refusée 31 des accumulateurs broyés au sommet 46 de la colonne, la matière métallique 48 plus lourde s'enfonce et se rassemble au bas 50 de la colonne. Un transporteur à vis 52 enfermé sous carter élimine continuellement la matière métallique 48 ainsi collectée.Comme on l'a représenté par une coupe brisée (Fig. 3), le transporteur à vis 52 possède une longueur suffisante pour se prolonger au-dessus du niveau 56 du liquide à l'intérieur de la colonne, de sorte que la matière métallique peut être facilement recueillie dans un conteneur sans qu'il soit nécessaire d'en éliminer le liquide. La petite quantité de matière active d'électrodes, ou de solides en suspension, qui restent dans le courant du processus, et la matière non métallique, telle que la matière polymère, à titre d'exemple illustratif, le morceau de polypropylène 58, est maintenueen suspension dans le fluide à l'intérieur de la colonne de séparation.La matière polymère, ou non métallique, et les solides en suspension sont transportes par le courant ascendant d'eau par dessus le déversoir de trop-plein 59, jusqu'à un collet collecteur 60 d'où le flux sort à travers la goulotte collectrice ou le collet collecteur 61, en permettant ainsi de traiter encore la matière non métalli- que dans une phase de traitement ultérieur.

On a constaté qu'un facteur critique qui affecte le rendement de la séparation dans la colonne d'élution à liquide consiste dans l'utilisation d'un débit optimum du liquide. Avec un débit approprie et en utilisant de l'eau comme liquide, par exemple, la séparation par élution de la matière polymère, y compris la matière ébonite et les composés de plomb solides en suspension, de la matière métallique plomb, a eu un rendement de plus de 950. A titre illustratif (voir Tableau 1), une colonne d'élù- tion ayant un diamètre de 559 mm et un débit d'eau de 3400 à 3626 litres d'eau par minute, ce qui donne une vitesse d'écoulement linéaire moyenne d'environ 15 mètres par minute de bas en haut de la colonne, s'est révélé fournir un haut rendement de séparation.Le liquide uti- lisé dans la colonne d'élution est de préférence recyclé dans un circuit fermé, le liquide étant repris par pompage dans le réservoir T de la pompe de retour. Lorsque le liquide a circulé dans la colonne, il est renvoyé au réservoir de la pompe, où les composés de plomb solides en suspension sont éliminés par une sortie de courant de fuite. On a constaté qu'il était avantageux de séparer les contenus dans le courant de fuite sortant du réservoir de la pompe de retour en utilisant un séparateur à cyclone hydraulique, ainsi qu'on l'a mentionné plus haut, ou encore à l'aide d'autres séparateurs solides-liquides bien connus, selon le besoin.

Les solides grossiers ou refusés restants, qui peuvent comprendre de la matière polymère fragmentée, telle que du propylène, de l'ébonite et des matières des séparateurs, sont envoyés à un séparateur solides-solides
S-S qui est constitue par une cuve remplie de liquide dans laquelle les différentes matières sont séparées.

Dans le mode préféré de mise en oeuvre, cette phase est une phase de flottation. La densité de la matière à classer détermine le choix du liquide ou de la suspension de solides dans un liquide qui devra être utilisé comme milieu séparateur. Dans le mode préféré de mise en oeuvre, on utilise de l'eau. L'ébonite et les autres matières polymères qui ont une densité supérieure à celle de l'eau tombent au fond de la cuve de séparation, où un transporteur à vis S-S évacue la matière du bain liquide jusqu'à un point collecteur. Pour que la matière polymère dense soit exempte de liquide au moment où elle est recueillie, il suffit que la vis soit d'une longueur suffisante pour se prolonger au-dessus du niveau du bain liquide.Les autres matières polymères, qui ont une densité inférieure à celle du liquide utilisé, flottent à la surface du bain et sont évacuées par un transporteur continu à courroie à tasseaux B-C qui s'étend juste au-dessus du niveau du liquide. Un important avantage de cette phase pour la pureté des produits est l'elimination des matières polymères lourdes indésirables telles que le chlorure de polyvinyle et l'ébonite, qui tombent au fond et sont ainsi séparées des matières polymères plus légères qui flottent. Ceci permet de recycler la matière plus efficacement en fournissant une matière de départ qui ne contient qu'une plus faible quantité de contaminants tels que les composés chlorés issus des autres matières polymères et des composés de plomb à traiter.

De cette façon, la présente invention fournit un nouveau procédé et une nouvelle installation pour la séparation d'une matière de charge composée d'au moins deu#x composants d'où les solides en suspension ont été pratiquement éliminés, lesdits constituants ayant des densités différentes, cette installation comprenant une nouvelle colonne de séparation qui comporte un courant de liquide ascendant uniforme formé en introduisant le liquide dans la colonne sur toute la circonférence et de façon uniforme, pour répartir le liquide et établir un schéma d'écoulement ascendant uniforme, sous la forme d'un courant de liquide ascendant ayant une vitesse linéaire moyenne d'en #viron 12 à 18 mètres par minute.

Ainsi que ceci est démontré par les formes de réa
lisation décrites, la présente invention apporte un procédé, qui utilise une colonne d'élution, pour séparer efficacement et récupérer, les différents composants des accumulateurs, sous une forme relativement pure, et sous la forme#de produits séparés. Cette récupération peut comprendre un produit issu d'accumulateurs au plomb-acide, constitué par une matière active exempte de soufre, avantageuse pour la métallurgie. Le fait que l'électrolyte n'a pas à être drainé de l'accumulateur avant le traitement, rend le fonctionnement simple et économique. Si l'électrolyte des accumulateurs est neutralisée, l'appareillage mécanique utilisé dans les phases suivantes du traitement n'a pas à être fait d'un coûteux métal résistant à la corrosion. L'environnement du travail est rendu moins dangereux pour le personnel et les problèmes d'environnement relatifs au rejet des déchets, ainsi qu'à la teneur de l'air en soufre et en plomb sont considérable- ment réduits. L'invention apporte également un procédé simplifié pour la séparation de différentes matières telles que les composants des accumulateurs, sous une forme suffisamment exempte de contamination pour permettre un recyclage efficace et économique de ces composants avec le minimum d'impact défavorable sur l'environnement. La présente invention est également adaptée à être ùtilisée avec avantage pour récupérer des composants d'accumulateurs autres que les accumulateurs au plomb-acide, ainsi que d'autres matières lorsqu'il existe des différences de poids spécifique entre les matières à séparer.

Claims (38)

REVENDICATIONS

1. Installation pour séparer des matières de plus forte densité et des matières de plus faible densité, qui possèdent une dimension de particules nominale prédéterminée, caractérisée en ce qu'elle comprend une colonne de séparation (-42) ayant une section horizontale circulaire, un orifice d'entrée de liquide situé à pro ximité du bas de ladite colonne, un collecteur de liquide (44) disposé circonférentiellement autour de ladite colonne et en communication pour le passage de liquide avec ladite colonne à travers ledit orifice d'entrée, pour introduire un liquide dans ladite colonne, des moyens servant à introduire le liquide dans ledit collecteur de liquide (44), un déversoir de trop-plein (59) situé au sommet de ladite colonne pour décharger la matière de plus faible densité et le liquide de cette colonne, une goulotte cyclindrique (63) d'entrée de la charge disposée concentriquement au sommet de ladite colonne et qui plonge dans la partie supérieure de ladite colonne, et des moyens de déchargement (52) situés au bas de ladite colonne pour décharger de cette dernière ladite matière de plus forte densité.

2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit collecteur (44) introduit ledit liquide dans ladite colonne (42) à un débit uniforme sur la circonférence pour répartir le liquideet établir un courant liquide ascendant uniforme.

3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de déchargement (52) comprennent un transporteur à vis (52) qui évacue ladite matière de plus haute densité.

4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'évacuation de ladite matière de plus haute densité s'effectue au bas de ladite colonne, en une position située au-dessous dudit collecteur (44).

5. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite colonne comprend un segment cy lindrique (42b) et au moins un segment de transition tronconique (62).

6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la relation liant le diamètre de ladite partie cylindrique (42b) de la colonne, mesuré en millimètres, au débit de l'écoulement du liquide dans ladite partie cylindrique (42b) de la colonne, mesurée en litres par minute est compris dans l'intervalle allant d'environ 0,25 à Oxo9 .

7. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit courant de liquide possède une vitesse d'écoulement linéaire d'environ 12 à 18 mètres par minute.

8 Installation selon la revendication 5, carac térisée en ce que ladite colonne possède un diamètre d'en- viron 381 mm à 559 mm, ledit liquide possède une densité d'au moins 1 et ledit courant possède un débit d'environ 1850 à 4485 litres par minute.

9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit liquide possède une densité de 160 à 1,3.

10. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite colonne possède une section annulaire dont le diamètre est d'au moins 381 mm et ledit courant possède une vitesse d'écoulement linéaire d'environ 12 à 18 mètres par minute.

11. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite colonne (42) possède un segment de transition tronconique (62) situé à la partie supérieure de la colonne, et disposé entre les segments cylindriques supérieur et inférieur de la colonne, et une goulotte de chargement de la matière (46) réglable en hauteur, qui plonge dans ledit segment cylindrique supérieur de la colonne.

12. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite colonne (42) comprend un segment de transition tronconique (62), l'extrémtté de grand dia mètre dudit segment de transition étant réunie au segment cylindrique supérieur de la colonne, et étant de même diamètre que celui-ci, tandis que l'extrEmité de plus petit diamètre dudit segment de transition est reu- nie audit segment cylindrique inférieur de la colonne et est de même diamètre que ce segment, et une goulotte d'entrée cylindrique (46) de chargement de la matière, réglable en hauteur, placée dans l'alignement axial dudit segment cylindrique supérieur de la colonne et qui plonge dans ce segment.

13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'aire de section horizontale du segment cylindrique inférieur de la colonne est à peu près égale à l'aire'effective de section annulaire délimitée par la paroi extérieure de ladite goulotte et par la paroi intérieure dudit segment cylindrique supérieur de la colonne.

14. Installation selon le revendication 12, caractérisée en ce que le diamètre dudit segment cylindrique de la colonne est suffisamment grand pour permettre un passage non étranglé de la matière moins dense entre la paroi du segment cylindrique de la colonne et ladite paroi de la goulotte.

15. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite goulotte (46) de chargement de la matière réglable en hauteur peut être sélectivement positionnée en hauteur pour régler la vitesse d'écoulement linéaire du liquide à l'intérieur dudit segment cylindrique de la colonne.

16. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite colonne de séparation possède un rapport longueur/diamètre effectif non supérieur à 6 : 1.

17. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite colonne de séparation comprend une partie supérieure cylindrique, une partie centrale cylindrique et une partie inférieure, ladite goulotte d'entrée de chargement cylindrique définissant une aire de section horizontale effective entre la surface externe de ladite goulotte d'entrée de chargement et la surface interne de ladite partie supérieure de la colonne, et l'aire de section horizontale de ladite partie centrale de la colonne étant à peu près égale à ladite aire de section horizontale effective.

18. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite colonne de séparation possède un rapport longueur/diamètre effectif non supérieur à 6/1.

19. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite colonne de #séparation possède un diamètre minimum égal à trois fois le diamètre de la plus grande des particules à séparer.

20. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit collecteur de liquide (44) présente une pluralité d'ouvertures espacées (45) qui sont en communication pour le passage du fluide avec ladite colonne de séparation et que le liquide est introduit à travers lesdites ouvertures (45) du collecteur dans ladite colonne pour en#gendrer un schéma uniforme d'écoulement ascendant du liquide.

21. Installation destinée à séparer une matière de chargement solide en une fraction de matière moins dense et une fraction de matière à plus haute densité, caractérisée en ce qu'elle comprend une colonne de séparation à liquide (42) ayant un rapport longueur/diamètre effectif non supérieur à 6/1, un courant de liquide ascendant uniformément réparti ayant une vitesse d'écoulement linéaire de 12,2 à 18,3 mètres par minute, et un débit de liquide compris entre environ 3000 et environ 4500 litres par minute.

22. Procédé pour séparer une matière moins dense d'une matière de plus forte densité, caractérisé en ce qu'il comprend les phases dans lesquelles a) on prépare une matière de charge pour une colonne d'élution à liquide, ladite matière comprenant une matière moins dense et une matière de densité plus élevée, ladite matière de charge ayant une dimension maximum prédéterminée de fragments solides ;; b) on prépare une colonne d'élution à liquide ayant une section horizontale circulaire, un orifice d'entrée du liquide à proximité du bas de la colonne, un collecteur de liquide disposé circonférentiellement autour de ladite colonne et en communication pour le passage du liquide avec ladite colonne à travers ledit orifice d'entrée, pour introduire le liquide uniformément dans ladite colonne, des moyens servant à introduire le liquide dans ledit collecteur de liquide, et un déversoir de trop-plein placé au sommet de ladite colonne, pour décharger la matière de plus faible densité et le liquide de ladite colonne, une goulotte cylindrique (46) d'entrée de la charge, disposée concentriquement au sommet de ladite colonne et qui plonge dans la partie supérieure de ladite colonne, et des moyens de déchargement (52) situés au bas de ladite colonne (42) pour décharger de ladite colonne ladite matière de plus haute densité ; c) on introduit un liquide uniformément dans le bas de la colonne, sur toute la circonférence de ladite colonne ; d) on forme un courant liquide ascendant uniforme dans ladite colonne e) on charge ladite matière de charge dans lesdits moyens récepteurs de charge (46) situés au sommet de ladite colonne f) on met ladite matière de charge en contact avec ledit courant liquide ascendant g) on sépare la matière moins dense de la matière de plus haute densité dans ladite colonne h) on décharge ladite matière moins dense au sommet de ladite colonne ; i) on collecte ladite matière de plus haute densité au bas de ladite colonne ; et j) on décharge ladite matière de plus haute densité du bas de ladite colonne.

23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que ladite colonne possède un rapport longueur/ diamètre effectif compris entre environ 3/1 et environ 6/ 1.

24. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit courant ascendant possède une vitesse d'écoulement linéaire d'au moins 12,2 mètres par minute.

25. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit courant ascendant possède un débit d'au moins 2990 litres par minute.

26. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit courant ascendant possède une vitesse d'au moins 12,2 mètres par minute et un débit d'au moins 2990 litres par minute.

27. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que lesdits moyens de réception de la charge comprennent une goulotte d'entrée de la charge (46) ré- glable en hauteur, qui pénètre verticalement dans la partie supérieure de ladite colonne (42).

28. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit liquide est recyclé en un circuit fermé.

29. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'on introduit ledit liquide dans ladite colonne au moyen d'un collecteur de liquide (44) disposé autour de la partie inférieure de ladite colonne et en communication pour le passage du fluide avec cette partie inférieure.

30. Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que ledit collecteur de liquide (44) présente de ouvertures disposées sur la circonférence, d'une dimens ion. prédéterminée, qui sont en communication avec ladite colonne (42) pour le passage du liquide, en ce qu'on règle ledit débit de liquide de manière à établir un courant liquide ascendant uniforme.

31. Procédé selon la revendication 27, caracté risé en ce que ladite colonne possède une aire de section effective, entre lesdits moyens de réception de la charge et ladite paroi interne de la partie supérieure de ladite colonne, à peu près égale à l'aire de section de la partie inférieure de la colonne.

32. Procédé pour séparer une matière de plus haute densité d'une matière de plus faible densité, ce procédé étant caractérisé en ce que : a) on introduit un liquide circonférentiellement d'un collecteur de liquide (44) dans la partie inférieure d'une colonne de séparation (42) qui possède une section horizontale circulaire ; b) on établit un courant liquide ascendant uniforme dans ladite colonne, ledit courant-ayant une vitesse d'écoulement suffisante pour entraîner la matière de plus faible densite jusqu'au sommet de ladite colonne pour l'en décharger ; c) on introduit la matière de charge de plus haute densité et de plus faible densité ayant une dimension de particules nominale prédéterminée dans la partie haute de ladite colonne de séparation (42) ; d) on sépare ladite matière de plus haute densité de ladite matière à plus basse densité en faisant agir le courant liquide ascendant sur ces matières ; e) on décharge le liquide et la matière de plus faible densité entrainée vers le haut du sommet de ladite colonne ; f) on recueille la matière de plus haute densité au bas de ladite colonne ; et g) on décharge ladite matière de plus haute densité accumulée du bas de ladite colonne.

33. Procédé de séparation d'une matière composante de plus haute densité d'une matière composante de plus basse densité selon la revendication 32, caractérisé en ce que ladite phase d'élimination de ladite matière de plus haute densité consiste à éliminer ladite matière du bas de ladite colonne par des moyens transporteurs reliés au bas de ladite colonne.

34. Procédé de séparation d'une matière de plus haute densité d'une matière de plus basse densité dans une colonne de séparation à liquide, caractérisé en ce que : a) on introduit un liquide uniformément et circonférentiellement dans la partie inférieure de ladite colonne, pour répartir ledit liquide et établir un courant liquide ascendant uniforme ayant une vitesse d'écoulement suffisante pour faire monter toute la matière sauf la matière de plus haute densité jusqu'au sommet de ladite colonne b) on charge une matière ayant une dimension de particule nominale prédéterminée dans le haut de ladite colonne pour y établir un courant de charge descendant ; c) on met ledit courant de charge descendant en contact avec ledit courant liquide ascendant pour disperser ladite matière contenue dans ledit courant de charge, faire monter la matière à plus faible densité jusqu'au sommet de la colonne et laisser la matière à densité plus élevée tomber au bas de ladite colonne ; d) on décharge ledit liquide et ladite matière de plus faible densité du sommet de ladite colonne ; et e) on décharge ladite matière de plus haute densité du bas de ladite colonne.

35. Installation pour séparer une matière de charge en plus grandes particules d'une matière de charge en plus petites particules qui possèdent à peu près la même densité de matière, comprenant une colonne de séparation (42) ayant une section horizontale circulaire, un orifice d'entrée de liquide situé à proximité du bas de ladite colonne, un collecteur de liquide (44) disposé circonférentiellement autour de ladite colonne et en communication pour le passage de liquide avec ladite colonne à travers ledit orifice d'entrée, pour introduire un liquide dans ladite colonne, des moyens servant à introduire le liquide dans ledit collecteur de liquide (44), un déversoir de trop-plein (59) situé au sommet de ladite colonne pour décharger la matière en de plus petites particules et le liquide de cette colonne, une goulotte cylindrique (63) d'entrée de la charge disposée concentriquement au sommet de ladite colonne et qui plonge dans la partie supérieure de ladite colonne, et des moyens de déchargement (52) situés au bas de ladite colonne pour décharger de cette dernière ladite matière en plus grandes particules.

36. Procédé pour séparer une matière en plus petites particules d'une matière en plus grandes particules, caractérisé en ce que a) on prépare une matière de charge pour une colonne de d'élution à liquide, ladite matière comprenant une matière en plus petites particules et une matière en plus grandes particules, ladite matière de charge ayant une dimension maximum prédéterminée de fragments solides b) on met en oeuvre une colonne dlélution à liquide ayant une section horizontale circulaire, un orifice d'entrée du liquide a proximité du bas de la colonne, un collecteur de liquide disposé circonférentiellement autour de ladite colonne et en communication pour le passage du liquide avec ladite colonne à travers ledit orifice d'entrée, pour introduire le liquide uniformément dans ladite colonne, des moyens servant à introduire le liquide dans ledit collecteur de liquide, et un déversoir de trop-plein placé au sommet de ladite colonne, pour décharger la matière en plus petites particules et le liquide de ladite colonne, une goulotte cylindrique (46) d'entrée de la charge, disposée concentriquement au sommet de ladite colonne et qui plonge dans la partie supérieure de ladite colonne, et dgs moyens de déchargement (S2) situés au bas de ladite colonne (42) pour décharger de ladite colonne ladite matière en plus grandes particules c) on introduit un liquide uniformément dans le bas de la colonne, sur toute la circonférence de ladite colonne d) on forme un courant liquide ascendant uniforme dans ladite colonne e) on charge ladite matière de charge dans lesdits moyens récepteurs, de charge (46) situés au sommet de ladite colonne f) on met ladite matière de charge en contact avec ledit courant liquide ascendant g) on sépare la matière en plus petites particules de la matière en plus grandes particules dans ladite colonne ; h) on décharge ladite matière en plus petites particules au sommet de ladite colonne ; i) on collecte ladite matière en plus grandes particules au bas de ladite colonne ; et j) on décharge ladite matière en plus grandes particules du bas de ladite colonne.

37. Procédé pour séparer une matière en plus grandes particules d'une matière en plus petites particules, ce procédé comprenant les phases dans lesquelles a) on introduit un liquide circonférentiellement au moyen d'un collecteur de liquide (44) dans la partie inférieure d'une colonne de séparation (42) ayant une section horizontale circulaire ; b) on établit un courant uniforme de liquide ascendant dans ladite colonne, ledit courant ayant une vitesse d'écoulement suffisante pour faire monter la matière en plus petites particules au sommet de ladite colonne pour l'en décharger ; c) on introduit une matière de charge en plus grandes particules et en plus petites particules dans la partie supérieure de ladite colonne de séparation (42) ; d) on sépare ladite matière en plus grandes particules de ladite matière en plus petites particules par l'action dudit courant de liquide ascendant sur cette matière ; e) on décharge le liquide et la matière en plus petites particules entraînée vers le haut du sommet de ladite colonne ; f) on recueille la matière en plus grandes particules au bas de ladite colonne ; et g) on décharge la matière en plus grandes particules du bas de ladite colonne.

38. Procédé de séparation d'une matière en plus grandes particules d'une matière en plus petites particules dans une colonne de séparation à liquide, comprenant les phases dans lesquelles : a) on introduit un liquide uniformément et circonférentiellement dans la partie inferieure de ladite colonne, pour répartir le liquide et établir un courant de liquide ascendant uniforme ayant une vitesse d'écoulement suffisante pour faire monter tou toute la matière, sauf la matière en grandes particules, au sommet de ladite colonne ; b) on charge une matière ayant des plus grandes dimensions de particules et des plus petites dimensions de particules dans le sommet de ladite colonne pour établir un courant de charge descendant dans cette colonne ; c) on met ledit courant de charge descendant en contact avec ledit courant de liquide ascendant pour disperser ladite matière contenue dans ledit courant de charge, faire monter la matière en plus petites particules jusqu'au sommet de ladite colonne et laisser la matière en plus grandes particules tomber au bas de ladite colonne ; d) on décharge le liquide et ladite matière en plus petites particules du sommet de ladite colonne ; et e) on décharge ladite matière en plus grandes particules du bas de ladite colonne.