FR2584313A1

FR2584313A1 - Process for purifying sand by attrition

Info

Publication number: FR2584313A1
Application number: FR8510144A
Authority: FR
Inventors: Alfredo Cortes Palacio
Original assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Current assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Priority date: 1985-07-03
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1987-01-09
Also published as: FR2584313B1

Abstract

The invention relates to a process for purifying granular inorganic matter by attrition. According to the invention, the attrition takes place in the absence of water as follows: a granulometric distribution of the grains is carried out by distinguishing those whose mean diameter is less than a given value e, called grains to be purified, and those whose diameter is at least equal to 2e, called cleaning grits, the mixture is introduced into an enclosure where a fluidised bed is created, the mixture is mixed for the time necessary for purification, and then the cleaning grits are separated from the grits to be purified. Application to purifying sand for the purpose of using it in the glass industry.

Description

PROCEDE DE PURIFICATION DU SABLE PAR ATTRITION
La présente invention concerne la purification des matières minérales ou organiques granuleuses. Une application intéressante consiste en la purification du sable, et notamment du sable utilisable dans l'industrie verriere comme composant de la charge vitrifiable.SAND PURIFICATION PROCESS BY ATTRITION
The present invention relates to the purification of inorganic or organic granular materials. An interesting application consists of the purification of sand, and in particular of the sand that can be used in the glass industry as a component of the vitrifiable batch.

Les gisements naturels de sables bruts sont constitués par un mélange de grains de silice recouverts d'impuretés minérales et organiques qui adhèrent plus ou moins fortement à la silice, ainsi que d'autres substances granuleuses, la silice représentant généralement environ 98 % du total. Ces impuretés contiennent notamment du fer. Or le fer est fortement indésirable en vue d'une utilisation dans l'industrie verrière, car il communique au verre fini une couleur verdâtre non désirée. Pour la compenser, il faut ajouter en cours de production d'autres colorants, mais on obtient alors un verre plus ou moins gris, ce qui n'est pas non plus satisfaisant. Pour la fabrication du verre plat notamment, une couleur parfaitement blanche est requise. The natural deposits of raw sands consist of a mixture of silica grains covered with mineral and organic impurities that adhere more or less strongly to the silica, as well as other granular substances, silica generally representing about 98% of the total. These impurities contain in particular iron. However, iron is highly undesirable for use in the glass industry because it communicates to the finished glass an undesirable greenish color. To compensate for it, it is necessary to add during the production of other dyes, but one then obtains a glass more or less gray, which is not satisfactory either. For the manufacture of flat glass in particular, a perfectly white color is required.

On considère par exemple qu'une teneur de 0,2 % en Fer pour le sable entrant dans la charge vitrifiable convient.For example, it is considered that a content of 0.2% iron for the sand entering the vitrifiable batch is suitable.

Le problème de la purification des sables est donc posé depuis longtemps. De nombreuses méthodes ont été proposées, dont certaines permettent d'atteindre une teneur en Fer aussi faible que 0,005 % de Fe sous forme d'oxyde ferreux, comme l'indique le procédé décrit dans le brevet français 1 416 925. The problem of sand purification has long been a problem. Numerous methods have been proposed, some of which make it possible to achieve an iron content as low as 0.005% Fe in the form of ferrous oxide, as indicated by the process described in French Patent No. 1,416,925.

Un traitement complet de purification du sable comprend généralement la succession d'étapes suivantes 1) une étape de lavage, permettant d'éliminer les matières argileuses, ainsi que les parties dont la granulométrie est trop fine, 2) une étape d'attrition qui facilite l'élimination des impuretés de surface, et la rupture des grains accrochés les uns aux autres, grâce a l'action de frottement des particules les unes contre les autres, 3) une étape d'élimination des impuretés séparées dans la phase d'attrition, 4) une étape de flottation pour séparer les particules utiles des au tres telles le feldspath ou le mica, 5) une étape de séparation magnétique qui complète ou remplace la flottation. A complete sand purification treatment generally comprises the following succession of steps: 1) a washing step, making it possible to eliminate the clay materials, as well as the parts whose granulometry is too fine, 2) an attrition stage which facilitates the elimination of surface impurities, and the breaking of the grains hooked to each other, thanks to the friction action of the particles against each other, 3) a step of removing the separated impurities in the attrition phase 4) a flotation step to separate useful particles from other such as feldspar or mica; 5) a magnetic separation step that completes or replaces flotation.

Ainsi la plupart des procédé utilisés mettent en oeuvre des étapes dans lesquelles une grande quantité d'eau est nécessaire. Une première étape de séparation des impuretés consiste souvent en une mise en suspension du sable dans l'eau. Cette étape présente par elle-même un double inconvénient : d'une part elle conduit, du fait de l'utilisation d'une grande quantité d'eau a la formation de boues dont le stockage et le traitement seront ultérieurement nécessaires ; d'autre part, elle impose des étapes supplémentaires pour l'élimination des substances les plus adhérentes. Ces substances, telles le feldspath ou le mica, contiennent généralement davantage de composés ferreux. Thus most of the processes used implement steps in which a large amount of water is required. A first step of separating the impurities often consists of suspending the sand in the water. This step itself has a double disadvantage: on the one hand it leads, due to the use of a large amount of water to the formation of sludge whose storage and processing will be necessary later; on the other hand, it imposes additional steps for the removal of the most adherent substances. These substances, such as feldspar or mica, generally contain more ferrous compounds.

Leur séparation constitue donc l'étape déterminante du procédé.Their separation is therefore the decisive step of the process.

Il a été proposé par exemple dans le brevet FR 805 117 de procéder â une flottation du sable en présence de composés organiques conduisant a la formation d'une mousse qui entraine les impuretés à la surface du liquide. La flottation doit être suivie d'une étape de séchage. It has been proposed for example in patent FR 805 117 to float the sand in the presence of organic compounds leading to the formation of a foam which entrains the impurities on the surface of the liquid. Flotation should be followed by a drying step.

Dans le brevet FR 1 416 925 déj cité, il a été proposé, après un tamisage préalable des grains, de procéder à une élimination rapide des minéraux lourds par lavage des grains dans une solution aqueuse contenant des composés organiques. Cette première étape d'élimination est suivie d'une élimination des grains non quartzeux dans un champ magnétique. In patent FR 1 416 925 already cited, it has been proposed, after a preliminary sieving of the grains, to carry out a rapid elimination of heavy minerals by washing the grains in an aqueous solution containing organic compounds. This first removal step is followed by removal of non-quartz grains in a magnetic field.

Tous les procédés dans lesquels interviennent des traitements chimiques, et notamment des traitements en milieu aqueux, s'ils peuvent, sous certaines conditions, conduire a une purification très poussée du sable, présentent par ailleurs des inconvénients. Ils entrainent en effet des risques de dégagement de substances toxiques dont la récupération est nécessaire si l'on souhaite éviter des pollutions. All processes involving chemical treatments, and in particular treatments in an aqueous medium, if they can, under certain conditions, lead to a very thorough purification of the sand, also have disadvantages. They cause the risk of release of toxic substances whose recovery is necessary if one wishes to avoid pollution.

Pour pallier cet inconvénient, on utilise des réactifs très dilués, ce qui implique une augmentation de la durée du traitement et n'est pas non plus souhaitable.To overcome this drawback, very diluted reagents are used, which implies an increase in the duration of the treatment and is not desirable either.

La présente invention vise à fournir une méthode de purification, notamment, du sable en vue de son utilisation dans l'industrie verrière qui évite le plus possible la présence d'eau, et donc les inconvénients qui y sont associés, à savoir la lenteur des traitements, les risques de pollution, la mise au point de méthodes de récupération. The present invention aims to provide a method of purification, including sand for use in the glass industry which avoids as much as possible the presence of water, and therefore the disadvantages associated with it, namely the slowness of treatments, the risks of pollution, the development of recovery methods.

Plus particulièrement, l'invention concerne l'étape d'attrition, et un nouveau procédé pour la réaliser en l'absence d'eau. More particularly, the invention relates to the attrition step, and a novel method for producing it in the absence of water.

Mais la méthode proposée n'est pas limitée à l'industrie verrière. Elle peut trouver application chaque fois qu'il est souhaitable d'opérer une purification des matières minérales ou organiques granuleuses en l'absence d'eau. But the proposed method is not limited to the glass industry. It can be applied whenever it is desirable to carry out a purification of granular mineral or organic materials in the absence of water.

Toutefois, dans la suite de la description, on se référera à l'utilisation de la méthode pour purifier du sable en vue de son utilisation dans l'industrie verrière. However, in the remainder of the description, reference will be made to the use of the method for purifying sand for use in the glass industry.

Il a déjà été proposé plusieurs méthodes de mise en oeuvre de l'étape d'attrition en présence d'eau. La publication de brevet européen 0 0124 493 décrit un procédé d'attrition par voie humide dans lequel le sable est mis en suspension dans l'eau, puis injecté sous forme de deux flux à contre courant dans une cellule d'attrition, la collision des flux provoquant l'attrition. Several methods for implementing the attrition step in the presence of water have already been proposed. European Patent Publication 0 0124 493 describes a wet attrition process in which the sand is suspended in water and then injected as two countercurrent streams into an attrition cell, the collision of flow causing attrition.

La présente invention a pour objet un nouveau procédé de purification par attrition qui est simplifié par rapport à tous les procédés précédemment décrits et notamment par rapport aux procédés connus d'attrition par voie humide. En outre, ce procédé procure un degré de purification supérieur à celui obtenu par la mise en oeuvre de l'attrition par voie humide. Selon l'invention, on trie les grains en distinguant les grains de plus faible diametre et les grains de plus gros diamètre et on opere une usure des grains de plus faible diametre par les grains de plus gros diamètre, ceci en l'absence d'eau. The subject of the present invention is a novel process for attrition purification which is simplified with respect to all the methods previously described and in particular with respect to the known methods of wet attrition. In addition, this process provides a degree of purification greater than that obtained by the implementation of wet attrition. According to the invention, the grains are sorted out by distinguishing the grains of smaller diameter and the grains of larger diameter, and the grains of smaller diameter are worn down by grains of larger diameter, in the absence of water.

Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de purification, notamment du sable selon lequel, à partir du sable brut, on opère une répartition granulométrique des grains de sable apres les avoir triés en distinguant les grains dont le diamètre moyen est inférieur à une valeur e donnée, dits grains à purifier, et les grains dits nettoyants, dont le diamètre moyen est au moins égal à 2e, on introduit le mélange dans une enceinte d'attrition ou on forme un lit fluidisé et on agite le mélange pendant le temps nécessaire à la purification, puis on sépare les grains nettoyants des grains purifiés. More specifically, the subject of the invention is a purification process, in particular sand, according to which, from the raw sand, a granulometric distribution of the sand grains is carried out after having sorted them, distinguishing the grains whose average diameter is less than a given value e, called grains to be purified, and so-called cleaning grains, whose average diameter is at least equal to 2e, the mixture is introduced into an attrition chamber or a fluidized bed is formed and the mixture is stirred during time necessary for purification, then the cleaning grains are separated from the purified grains.

Selon la nature des gisements de sable utilisés, la seule étape d'attrition par voie sèche peut suffire à atteindre un degré de purification qui convient pour une utilisation dans l'industrie verrière. Dans la plupart des cas, on utilise du sable siliceux sans feldspath, qui ne requiert pas l'intervention d'une étape supplémentaire. Si le gisement contient des minéraux lourds, on mettra en oeuvre une étape de séparation magnétique. Si le gisement contient des feldspath, on utilisera une méthode de séparation électrostatique, qui présente sur la flottation l'avantage de ne pas requérir la présence d'eau. Depending on the nature of the sand deposits used, the single step of dry attrition may be sufficient to achieve a degree of purification suitable for use in the glass industry. In most cases, silica sand without feldspar is used, which does not require an additional step. If the deposit contains heavy minerals, a magnetic separation step will be used. If the deposit contains feldspar, a method of electrostatic separation will be used, which has the advantage over flotation of not requiring the presence of water.

L'invention est applicable indifféremment à la fabrication du verre plat ou du verre creux. Suivant l'application choisie, on sélectionne préalablement une taille de grains privilégiée. A titre d'ordre de grandeur, on peut citer un diamètre des grains inférieur à 0,63 mm pour le verre plat et inférieur à 0,8 mm pour le verre creux. The invention is equally applicable to the manufacture of flat glass or hollow glass. Depending on the chosen application, a preferred grain size is selected beforehand. As an order of magnitude, there may be mentioned a grain diameter of less than 0.63 mm for flat glass and less than 0.8 mm for hollow glass.

Pour obtenir un nettoyage satisfaisant, conduisant à un taux d'oxyde ferreux, voire d'alumine ou de CaO, selon la nature des sables traités, acceptable, on choisit un diamètre moyen des grains nettoyants compris entre 2 et 6 mm environ. Si le diamètre des grains nettoyants est très supérieur à celui des grains à purifier, les grains à purifier tendent à être écrasés plutôt que purifiés par les grains nettoyants. To obtain a satisfactory cleaning, leading to a ferrous oxide level, or even alumina or CaO, depending on the nature of the sand treated, acceptable, an average diameter of the cleaning grains of between 2 and 6 mm is chosen. If the diameter of the cleaning grains is much greater than that of the grains to be purified, the grains to be purified tend to be crushed rather than purified by the cleaning grains.

Inversement, si le diamètre des grains nettoyants est trop proche de celui des grains à purifier, l'effet d'attrition ne peut se produire.Conversely, if the diameter of the cleaning grains is too close to that of the grains to be purified, the effect of attrition can not occur.

Avantageusement, on selectionnera des grains nettoyants d'un diamètre moyen de l'ordre de 4 mm.Advantageously, cleaning grains with an average diameter of the order of 4 mm will be selected.

D'autres conditions sur les matières premières ont une influence sur l'efficacité de l'attrition, et donc sur le degré de purification du sable. La quantité des grains nettoyants par rapport aux grains à purifier ne doit pas être trop importante pour obtenir un rendement satisfaisant de l'opération, c'est-à-dire une quantité de sable purifié importante par rapport à la totalité des grains introduits dans l'enceinte d'attrition. Inversement, si la quantité de grains nettoyants est trop faible par rapport aux grains à purifier, il faut compenser cette insuffisance par une augmentation du temps de séjour dans le dispositif pour obtenir un degré de purification convenable.En tenant compte de ces deux limites, on estime qu'une proportion de grains nettoyants comprise entre 20 et 70 %, et de préférence de l'ordre de 50 %, de la totalité des grains entrant dans l'enceinte d'attrition, convient. Other conditions on the raw materials have an influence on the efficiency of the attrition, and thus on the degree of purification of the sand. The quantity of cleaning grains relative to the grains to be purified must not be too great to obtain a satisfactory yield of the operation, that is to say a quantity of purified sand which is important relative to all the grains introduced into the grain. enclosure of attrition. Conversely, if the amount of cleaning grains is too small in relation to the grains to be purified, this deficiency must be compensated by an increase in the residence time in the device to obtain a suitable degree of purification. Taking into account these two limits, estimates that a proportion of cleaning grains of between 20 and 70%, and preferably of the order of 50%, of all the grains entering the attrition chamber is suitable.

Le taux d'humidité de la matière chargée dans l'enceinte est celle des sables bruts, c'est-à-dire de l'ordre de 2 % environ et même dans certains cas, inférieur à 1 %. The moisture content of the material loaded into the chamber is that of the raw sand, that is to say of the order of about 2% and even in some cases less than 1%.

La combinaison de l'agitation et du lit fluidisé est essentielle à l'obtention de l'effet d'attrition désiré. Si on utilise uni quement un lit fluidisé sans agiter l'enceinte d'attrition, il ne se produit pas de phénomène de frottement. En l'absence de lit fluidisé, les grains tombent au fond de l'enceinte. The combination of agitation and the fluidized bed is essential to achieving the desired attrition effect. If only a fluidized bed is used without stirring the attrition chamber, no friction phenomenon occurs. In the absence of a fluidized bed, the grains fall to the bottom of the enclosure.

Pour que la fluidisation des grains de sable se produise de façon satisfaisante, il convient que certaines conditions soient respectées concernant la répartition granulométrique du sable et la pression d'injection du fluide qui détermine la vitesse des grains. Aux vitesses élevées, le lit fluidisé se trouve détruit par entrainement des particules. Quand la vitesse est trop faible, les particules ne peuvent pas être maintenues en suspension. Il existe entre la vitesse minimale de fluidisation et la vitesse limite, une zone assez large dans laquelle la fluidisation peut se dérouler de façon convenable. Des pressions de fluide comprises entre 0,7 et 1 kg/cm2 conviennent généralement pour l'obtention d'une vitesse convenable. In order for the sand grain fluidization to occur satisfactorily, certain conditions should be respected regarding the particle size distribution of the sand and the fluid injection pressure which determines the grain velocity. At high speeds, the fluidized bed is destroyed by entrainment of the particles. When the speed is too low, the particles can not be kept in suspension. There exists between the minimum fluidization velocity and the limiting velocity, a fairly wide area in which the fluidization can proceed in a suitable manner. Fluid pressures of between 0.7 and 1 kg / cm 2 are generally suitable for obtaining a suitable speed.

Le temps de séjour du sable dans l'enceinte d'attrition peut varier, mais il est souhaitable qu'il soit le plus faible possible, un des objets de l'invention étant de fournir un procédé accéléré de purification. Il dépend de la nature des matieres premières, mais ne peut être augmenté indéfiniment, l'efficacité du traitement atteignant rapidement un palier. On retient généralement des temps de séjour compris entre 4 et 8 minutes. The residence time of the sand in the attrition chamber may vary, but it is desirable that it be as low as possible, one of the objects of the invention being to provide an accelerated purification process. It depends on the nature of raw materials, but can not be increased indefinitely, the effectiveness of the treatment quickly reaching a plateau. Generally speaking, residence times of between 4 and 8 minutes are retained.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation, en relation avec les figures 1 et 2. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of an embodiment, with reference to FIGS. 1 and 2.

La figure 1 est une vue schématique générale d'un dispositif convenant pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Figure 1 is a general schematic view of a device suitable for implementing the method according to the invention.

La figure 2 est une vue détaillée de l'enceinte dans laquelle se produit l'attrition. Figure 2 is a detailed view of the enclosure in which attrition occurs.

Le dispositif représenté à la figure 1 comprend une trémie de chargement 1 dans laquelle est déversée le mélange préétabli des grains de sable brut, grains nettoyants et grains à purifier. Le tri préalable à l'obtention du mélange dans des proportions adéquates, en fonction des diamètres des grains peut se faire par toutes les techniques connues : on connait notamment des procédés de séparation à sec, par exemple par tamisage, ou par voie humide, par exemple à l'aide d'un hydroclasseur. Dans le cadre de l'invention, on utilise de préférence la séparation par tamisage, qui évite l'apport d'humidité. The device shown in Figure 1 comprises a loading hopper 1 into which is poured the pre-established mixture of raw sand grains, cleaning grains and grains to be purified. The sorting prior to obtaining the mixture in appropriate proportions, as a function of the diameters of the grains can be done by all the known techniques: dry separation processes, for example by sieving, or by wet methods, are known in particular. example using a hydroclasseur. In the context of the invention, sieving separation is preferably used, which avoids the supply of moisture.

Le dispositif tel que représenté permet un fonctionnement en continu, mais il est possible de prévoir un fonctionnement discontinu. The device as shown allows continuous operation, but it is possible to provide a discontinuous operation.

L'attrition proprement dite a lieu dans une enceinte 2 dans laquelle circule un fluide en provenance d'une chambre à lit fluidisé 20. L'enceinte communique avec l'orifice de sortie 3 de la trémie par l'intermédiaire d'un cône de déversement 4. L'orifice de sortie peut être ouvert ou fermé grâce à une trappe 5 autorisant ou non le déversement. The actual attrition takes place in a chamber 2 in which a fluid flows from a fluidized bed chamber 20. The chamber communicates with the outlet orifice 3 of the hopper via a cone of spill 4. The outlet can be opened or closed through a hatch 5 authorizing or not the spill.

Dans la variante représentée à la figure 1, l'enceinte 2 est divisée en deux compartiments 6 et 7 séparés par une paroi 8 qui s'étend sur la plus grande partie de la hauteur de l'enceinte. Grâce à cette paroi il est possible d'augmenter l'efficacité du traitement, en évitant que le sable ne se dirige directement vers la sortie du dispositif, sans avoir subi la purification souhaitée. Chaque compartiment est muni d'un système d'agitation alimenté par un moteur 9 muni d'arbres 10 sur lesquels sont fixés des pales 13 d'agitation. In the variant shown in Figure 1, the chamber 2 is divided into two compartments 6 and 7 separated by a wall 8 which extends over most of the height of the enclosure. Thanks to this wall it is possible to increase the effectiveness of the treatment, avoiding that the sand goes directly to the outlet of the device, without having undergone the desired purification. Each compartment is provided with a stirring system powered by a motor 9 provided with shafts 10 to which stirring blades 13 are attached.

Le compartiment 7 est celui par lequel est évacuée la charge à la fin du procédé. Il comprend deux orifices de sortie 14 et 15. La sortie 15 située dans la partie supérieure du compartiment conduit par l'intermédiaire d'une gaine 24 à un cyclone 16 destinée à récupérer les charges les plus légères, entrainées par le fluide qui circule dans l'enceinte 2. La sortie 14 disposée à un niveau inférieur dans le compartiment sert à l'évacuation des grains nettoyants et des grains purifiés. Elle conduit à un crible 18 qui sépare les grains nettoyants des grains purifiés. The compartment 7 is the one through which the charge is evacuated at the end of the process. It comprises two outlet orifices 14 and 15. The outlet 15 located in the upper part of the compartment leads via a sheath 24 to a cyclone 16 intended to recover the lightest loads, driven by the fluid circulating in the chamber. the enclosure 2. The outlet 14 disposed at a lower level in the compartment serves for the evacuation of cleaning grains and purified grains. It leads to a screen 18 which separates the cleaning grains from the purified grains.

A la base de l'enceinte 2 se trouve une grille 19 et la chambre 20 servant à l'établissement d'un lit fluidisé. La maille de la grille 19 est choisie de façon à ce qu'elle soit plus petite que le diamètre des plus petits grains. Elle assure ainsi le passage de l'air tout en empêchant les grains de s'échapper. Une maille de 0,3 mm environ convient. At the base of the chamber 2 is a grid 19 and the chamber 20 for the establishment of a fluidized bed. The mesh of the grid 19 is chosen so that it is smaller than the diameter of the smallest grains. It thus ensures the passage of air while preventing the grains from escaping. A mesh of about 0.3 mm is suitable.

L'enceinte d'attrition peut avoir une section qui est circulaire ou encore hexagonale ou octogonale. Un tel type de section est préféré à une section carrée. The attrition enclosure may have a section that is circular or hexagonal or octagonal. Such a section type is preferred to a square section.

Dans la partie du dispositif représenté en variante à la figure 2, les mêmes références désignent les mêmes éléments. L'enceinte 2 ou a lieu l'attrition comprend un seul compartiment 11 dans lequel plonge un arbre 12 portant les pales d'agitation 13 et relié à un moteur non représenté. Toutes les autres caractéristiques de cette figure ne sont pas détaillées sur la figure 1, mais elles peuvent y être transposées. In the part of the device shown in variant in Figure 2, the same references designate the same elements. The chamber 2 where the attrition takes place comprises a single compartment 11 in which a shaft 12 carries the stirring blades 13 and connected to a motor not shown. All other features of this figure are not detailed in Figure 1, but they can be transposed.

L'enceinte 2 est fermée par un couvercle 21 surmonté d'un anneau de feutre 22 qui assure l'étanchéité. Le couvercle et le feutre ont une forme appropriée au passage de l'arbre 12 portant les pales d'agitation 13. The enclosure 2 is closed by a cover 21 surmounted by a felt ring 22 which seals. The lid and the felt have a shape suitable for the passage of the shaft 12 carrying the stirring blades 13.

Au niveau de la sortie 15, le couvercle 21 est également perforé de façon à permettre le passage de la gaine 24 qui relie l'enceinte 2 au cyclone 16. Sur le trajet des particules, dans la gaine 24, se trouve un tamis 23. At the outlet 15, the cover 21 is also perforated so as to allow the passage of the sheath 24 which connects the chamber 2 to the cyclone 16. In the path of the particles, in the sheath 24, there is a sieve 23.

A la base de l'enceinte 2 se trouve la chambre 20 à lit fluidisée, alimentée en 26 en fluide porteur, généralement de l'air. At the base of the chamber 2 is the fluidized bed chamber 20, fed with carrier fluid 26, generally air.

Entre le bas de l'enceinte et le compartiment 20, la grille 19 assure le passage de l'air entre la chambre 20 et l'enceinte 2.Between the bottom of the enclosure and the compartment 20, the gate 19 ensures the passage of air between the chamber 20 and the enclosure 2.

Le dispositif ainsi décrit fonctionne de la façon suivante
Le sable dont la granulométrie est répartie de façon convenable est chargé dans la trémie 1 d'ou il s'écoule par le cône de déversement 4. Il pénètre alors (suivant la variante à deux compartiments) dans le compartiment 6 de l'enceinte d'attrition 2. Dans cette enceinte, grâce au lit fluidisé alimenté par de l'air sous pression contrôlée, le brassage des grains de sable se fait de façon homogene, aidé par une agitation continue au moyen des pales d'agitation 13. La paroi 8 oblige les grains de sable à suivre un circuit précis en passant successivement dans chacun des compartiments. Il s'établit alors un équilibre entre les deux compartiments, le lit fluidisé atteignant le niveau de l'orifice de sortie 14.Dans le compartiment 7 les pous sires et particules détachées des grains purifiés sont évacuées par la gaine 24 avec l'air du lit fluidisé. Les grains purifiés et les grains nettoyants sont évacués par la sortie 14 et passent sur le crible 18 qui est habituellement un crible vibratoire. Les grains nettoyants 27 sont récupérés et recyclés vers la trémie de chargement pour constituer un nouveau mélange pour l'attrition. Les grains purifiés 28 sont récupérés en bas du crible vibratoire.The device thus described operates as follows
The sand whose particle size is appropriately distributed is loaded into the hopper 1 from which it flows through the spill cone 4. It then enters (according to the two compartment variant) into the compartment 6 of the enclosure. Attrition 2. In this chamber, thanks to the fluidized bed supplied with air under controlled pressure, the mixing of the sand grains is homogeneous, aided by continuous stirring by means of the stirring blades 13. The wall 8 requires the sand grains to follow a precise circuit passing successively in each of the compartments. An equilibrium is thus established between the two compartments, the fluidized bed reaching the level of the outlet orifice 14. In the compartment 7, the pires and particles separated from the purified grains are evacuated by the sheath 24 with the air of the fluidized bed. The purified grains and the cleaning grains are evacuated through the outlet 14 and pass on the screen 18 which is usually a vibratory screen. The cleaning grains 27 are recovered and recycled to the loading hopper to form a new mixture for attrition. The purified grains 28 are recovered at the bottom of the vibrating screen.

La mise en oeuvre de l'invention peut être réalisée à l'aide d'autres types de dispositifs que ceux précédemment décrits. On peut envisager par exemple une enceinte d'attrition dans laquelle le sable est introduit en même temps que l'air à la base de l'enceinte, au dessus du niveau de la grille de fluidisation. Un tel mode d'introduction de la charge correspond aux pratiques courantes de fluidisation. The implementation of the invention can be carried out using other types of devices than those previously described. For example, an attrition chamber may be envisaged in which the sand is introduced at the same time as the air at the base of the enclosure, above the level of the fluidization grid. Such a mode of introduction of the charge corresponds to current fluidization practices.

Nous allons décrire ci-apres des exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, appliqués à différents types de matières premières destinées à entrer dans la composition d'une charge vitrifiable. Les comparaisons sont établies au niveau de la teneur en oxyde de fer Fe203, en alumine Al203 et en chaux CaO, des sables bruts, des sables traités par un procédé d'attrition par voie humide et des sables traités par le procédé selon l'invention. We will describe below examples of implementation of the method according to the invention, applied to different types of raw materials intended to enter the composition of a batch batch. Comparisons are made at Fe203 iron oxide, Al2O3 alumina and CaO lime content, raw sands, wet process sands and sand treated with the process according to the invention. .

Les trois types de sable traités contiennent, à l'état brut, des quantités variables d'oxydes de fer et d'aluminium. Le sable A est un sable argileux ne contenant pas de CaO, pour lequel une étape ultérieure de purification n'est pas nécessaire. Le sable B est un feldspath à forte teneur en alumine, et le sable C est à forte teneur à la fois en Fe2o3, en Al203 et en CaO. Pour ces deux sables, une séparation magnétique ultérieure est souhaitable. The three types of treated sand contain, in their raw state, varying amounts of iron and aluminum oxides. Sand A is a clay sand containing no CaO, for which a subsequent purification step is not necessary. Sand B is a high alumina feldspar, and sand C is high in both Fe 2 O 3, Al 2 O 3 and CaO. For these two sands, subsequent magnetic separation is desirable.

Les conditions de mise en-oeuvre du procédé par voie humide sont les mêmes pour les trois types de sables : on met pendant 5 minutes dans un mélangeur 70 X de sable et 30 X d'eau, sans modifier la répartition naturelle de la granulométrie du sable. The conditions for carrying out the wet process are the same for the three types of sands: a mixer 70 X of sand and 30% of water are placed for 5 minutes, without modifying the natural distribution of the granulometry of the sand. sand.

Tous les exemples de réalisation du procédé selon l'invention ont été réalisés dans les conditions suivantes - diamètre moyen des grains nettoyants : 4 mm - diamètre des grains à purifier : inférieur à 0,8 mm - 50 X de grains nettoyants et 50 X de grains à purifier - humidité du sable : environ 2 X - pression de l'air : 0,7 kg/cm2 - temps de séjour : 4 minutes - vitesse d'agitation : 2600 tours par minute - dimensions de l'enceinte d'attrition : 18 cm de large, 6 cm de haut,
pour une section octogonale.All embodiments of the process according to the invention were carried out under the following conditions: - average diameter of the cleaning grains: 4 mm - diameter of the grains to be purified: less than 0.8 mm - 50 X of cleaning grains and 50 X of grains to be purified - sand moisture: about 2 X - air pressure: 0.7 kg / cm2 - residence time: 4 minutes - stirring speed: 2600 rpm - dimensions of the attrition chamber : 18 cm wide, 6 cm high,
for an octagonal section.

L'enceinte d'attrition utilisée est à deux compartiments et la paroi
8 a une hauteur de 4 cm.The attrition enclosure used is two compartments and the wall
8 has a height of 4 cm.

- débit du sable : 270 kg/heure soit 18 kg traités pendant le temps
de séjour dans l'enceinte.- sand flow rate: 270 kg / hour or 18 kg treated during the time
of stay in the enclosure.

Les résultats sont indiqués dans le tableau 1. Ils font apparaitre les teneurs en Fe2O, Al203, CaO des sables traités et non traités, exprimées en pourcentages pondérales (voir tableau 1). The results are shown in Table 1. They show the Fe 2 O, Al 2 O 3, CaO contents of the treated and untreated sands, expressed in percentages by weight (see Table 1).

Il apparait que par le procédé d'attrition selon l'invention, c'est-à-dire l'attrition par voie sèche, il est possible d'abaisser encore les teneurs en Fe203 , Al203 ou CaO de différentes variétés de sable, tout en utilisant des moyens simplifiés, à action plus rapide, que ceux nécessaires à l'attrition par voie humide. It appears that by the attrition process according to the invention, that is to say the dry attrition, it is possible to further lower the Fe 2 O 3, Al 2 O 3 or CaO contents of different varieties of sand, while using simplified, faster acting methods than those required for wet attrition.

TABLEAU 1

TABLE 1

<tb> SABLE <SEP> A <SEP> SABLE <SEP> B
<tb> <SEP> brut <SEP> traité <SEP> traité <SEP> brut <SEP> traité <SEP> traité
<tb> <SEP> voie <SEP> humi <SEP> de <SEP> voie <SEP> sèche <SEP> voie <SEP> humi <SEP> de <SEP> voie <SEP> sèche
<tb> Fe2O3 <SEP> 0,49 <SEP> 0,19 <SEP> 0,18 <SEP> 0,2 <SEP> 0,13 <SEP> 0,12
<tb> Al2O3 <SEP> 2,85 <SEP> 0,9 <SEP> 0,8 <SEP> 6,7 <SEP> 6,17 <SEP> 4,84
<tb> CaO <SEP> I <SEP> / <SEP> i <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> l <SEP> I
<tb> I <SEP> I <SEP> ! <SEP> . <SEP> . <SEP> <SEP> I
<tb> SABLE <SEP> C
<tb> <SEP> brut <SEP> traité <SEP> traité
<tb> \ <SEP> I <SEP> I <SEP> voie <SEP> humi <SEP> de <SEP> de <SEP> voie <SEP> seche <SEP> I
<tb> Fe2O3 <SEP> 0,67 <SEP> 0,27 <SEP> 0,26
<tb> Al2O3 <SEP> 6,76 <SEP> 4,86 <SEP> 4,77
<tb> CaO <SEP> 3,10 <SEP> 2,69 <SEP> 1,32
<tb> <tb> SAND <SEP> A <SEP> SAND <SEP> B
<tb><SEP> raw <SEP> treated <SEP> treated <SEP> treated <SEP> treated <SEP> processed
<tb><SEP> pathway <SEP> humi <SEP> from <SEP> dry <SEP> lane <SEP> pathway <SEP> humi <SEP> from <SEP> dry <SEP> lane
<tb> Fe2O3 <SEP> 0.49 <SEP> 0.19 <SEP> 0.18 <SEP> 0.2 <SEP> 0.13 <SEP> 0.12
<tb> Al2O3 <SEP> 2.85 <SEP> 0.9 <SEP> 0.8 <SEP> 6.7 <SEP> 6.17 <SEP> 4.84
<tb> CaO <SEP> I <SEP> / <SEP> i <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> I
<tb> I <SEP> I <SEP>! <SEP>. <SEP>. <SEP><SEP> I
<tb> SAND <SEP> C
<tb><SEP> raw <SEP> processed <SEP> processed
<tb> \ <SEP> I <SEP> I <SEP><SEP> Humi <SEP> Path of <SEP> of <SEP> Path <SEP> Sec <SEP> I
<tb> Fe2O3 <SEP> 0.67 <SEP> 0.27 <SEP> 0.26
<tb> Al2O3 <SEP> 6.76 <SEP> 4.86 <SEP> 4.77
<tb> CaO <SEP> 3.10 <SEP> 2.69 <SE> 1.32
<Tb>

Claims

1. Process for purifying granular mineral or organic materials, according to which the grains are sorted out by distinguishing the grains of smaller diameter and the grains of larger diameter, and wear of the grains of smaller diameter is effected by the grains of larger diameter, this in the absence of water.

2. Purification process according to claim 1, wherein, the material to be purified being raw sand, a grain size distribution of the grains of sand after sorting them by distinguishing the grains whose average diameter is less than a given e value. said grains to be purified, and so-called cleaning grains, whose average diameter is at least equal to 2e, the mixture is introduced into a chamber or a fluidized bed is formed, and the mixture is stirred for the time necessary for the purification, then the cleaning grains are separated from the purified grains.

3. The method of claim 2 wherein the cleaning grains are from 20 to 70% and preferably about 50% of all grains.

4. Method according to one of claims 2 or 3, wherein the average diameter of the grains to be purified is less than 0.8 mm.

5. Method according to one of claims 2 to 4 wherein the average diameter of the cleaning grains is between 2 and 6 mm and preferably of the order of 4 mm.

6. Method according to one of the preceding claims wherein the sand contains less than 2% moisture.

7. Method according to one of the preceding claims wherein the pressure of the fluid is between 0.7 and 1 kg / m2.

8. Method according to one of the preceding claims wherein the residence time of the cleaning grains and grains to be purified in the chamber is between 4 and 8 minutes.

9. Application of the method according to one of the preceding claims for the purification of sand for use in the glass industry.