FR2664611A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF AGGLOMERS AND PRODUCTS OBTAINED - Google Patents

PROCESS FOR THE PRODUCTION OF AGGLOMERS AND PRODUCTS OBTAINED Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'agglomérés par compression et chauffage d'un mélange de fines, poudres, granules, à base de matériaux carbonés, notamment de combustibles ou à base de minerais, d'un liant, éventuellement d'autres additifs, caractérisé en ce que le liant est un système comprenant au moins une mélasse et au moins un agent catalyseur de la mélasse, choisi parmi les sels organiques ou inorganiques d'ammonium. Le procédé est appliqué avantageusement à la fabrication d'agglomérés combustibles en formes de briquettes, boulets, etc...The invention relates to a process for the manufacture of agglomerates by compression and heating of a mixture of fines, powders, granules, based on carbonaceous materials, in particular on fuels or based on ores, a binder, optionally of other additives, characterized in that the binder is a system comprising at least one molasses and at least one molasses catalyst, chosen from organic or inorganic ammonium salts. The process is advantageously applied to the manufacture of combustible agglomerates in the form of briquettes, balls, etc.

Description

PROCEDE POUR LA FABRICATION D ' AGGLOERES ET PRODUITSPROCESS FOR THE MANUFACTURE OF AGGLOMERS AND PRODUCTS

OBTENUS.OBTAINED.

La présente invention concerne la fabrication d'ag-  The present invention relates to the manufacture of ag-

glomérés notamment d'agglomérés à base de matériaux solides  glomerates, in particular agglomerates based on solid materials

combustibles, ou de minerais Elle concerne plus particu-  fuels, or ores It concerns more specifically

lièrement un procédé d'agglomération de ces matériaux sous forme de poudres, fines ou granules par utilisation d'un nouveau système de liant à bas taux de soufre, ainsi que les produits obtenus. Il existe de nombreux procédés d'agglomération pour  Firstly, a process for agglomerating these materials in the form of powders, fines or granules by using a new system of low-sulfur binder, as well as the products obtained. There are many methods of agglomeration for

former des briquettes ou autres agglomérés à base de com-  forming briquettes or other agglomerates based on

bustibles solides tels que charbon, anthracite, coke qui  solid fuels such as charcoal, anthracite, coke

utilisent des liants ou d'autres additifs Les liants per-  use binders or other additives

mettent d'augmenter la cohésion des agglomérés et doivent préserver cette cohésion dans les conditions de stockage à  increase the cohesion of the agglomerates and must preserve this cohesion in the storage conditions at

l'extérieur et notamment en présence d'eau.  outside and especially in the presence of water.

En outre, les liants doivent présenter des propriétés adaptées lors de la combustion de l'aggloméré, lorsqu'il  In addition, the binders must have suitable properties during the combustion of the agglomerate, when

s'agit de combustible, et en particulier, ils ne doivent pas être la source d'émissions d'odeurs et de gaz nocifs35 pour l'environnement.  It is a question of fuel, and in particular, it must not be the source of emissions of odors and harmful gases35 for the environment.

Les liants préconisés dans l'état de la technique sont par exemple, le bitume, l'amidon, les alcools  The binders recommended in the state of the art are, for example, bitumen, starch, alcohols

polyvinyliques seuls ou en présence de chaux, tels que dé-  polyvinyl alone or in the presence of lime, as de-

crits dans la publication de brevet GB 2 138 442, un 2 mélange d'alcool polyvinylique avec de la mélasse tel que  in GB Patent Publication 2,138,442, a mixture of polyvinyl alcohol with molasses such as

décrit dans la publication de brevet EP O 135 784, des mé- lasses catalysées avec des sels de calcium, des phosphates tel que décrit dans la publication de brevet GB 230 306, ou 5 encore des liqueurs noires de papeteries avec du bichromate et de l'acide sulfurique, tel que décrit dans la publica-  EP 0 135 784 describes molasses catalyzed with calcium salts, phosphates as described in GB 230306, or black liquors from paper mills with dichromate and sodium hydroxide. sulfuric acid, as described in the literature.

tion de brevet EP O 127 351, des mélasses avec des liqueurs noires tel que décrit dans la publication de brevet CA 1 113 246.  EP 0 127 351, molasses with black liquors as described in patent publication CA 1 113 246.

Les différents procédés et liants cités ci-dessus ne sont pas entièrement satisfaisants, soit qu'ils émettent des odeurs ou gaz nocifs en trop grande quantité lors de la combustion des agglomérés, soit qurils ne procurent pas des propriétés de résistance mécanique ou chimique suffisantes,15 en particulier une résistance vis-à-vis d'une immersion prolongée dans l'eau ou une résistance à l'écrasement,  The various processes and binders mentioned above are not entirely satisfactory, either they emit too many harmful odors or gases during the combustion of the agglomerates, or they do not provide sufficient mechanical or chemical resistance properties, In particular resistance to prolonged immersion in water or crush resistance,

c'est le cas notamment des procédés utilisant de la mélasse en tant que liant. L'invention obvie aux inconvénients cités Elle pro-  this is particularly the case for processes using molasses as a binder. The invention obviates the drawbacks cited.

pose un procédé pour la fabrication d'agglomérés, utilisant un système de liant qui procure de bonnes propriétés méca-  provides a process for the manufacture of agglomerates using a binder system which provides good mechanical properties

niques et chimiques de résistance aux agglomérés ainsi que des bonnes propriétés adaptées à la combustion des agglo- mérés lorsqu'il s'agit de combustibles.25 Le procédé selon l'invention utilise pour l'agglomération par compression et chauffage des fines, poudres, granules, à base de matériaux carbonés, notamment de com- bustibles tels que charbon, anthracite, coke, ou à base de minerais ou d'autres minéraux, un système de liant compre-30 nant au moins un liant choisi parmi les mélasses, et au moins un agent catalyseur durcisseur de la mélasse choisi  The process according to the invention uses compression and heating agglomeration of fines, powders, powders and the like, which are suitable for the combustion of agglomerates in the case of fuels. granules, based on carbonaceous materials, in particular fuels such as charcoal, anthracite, coke, or based on ores or other minerals, a binder system comprising at least one binder chosen from molasses, and at least one hardening catalyst agent of the chosen molasses

parmi les sels organiques ou inorganiques d'ammonium.  among organic or inorganic ammonium salts.

Les sels organiques ou inorganiques d'ammonium dont l'action catalytique durcisseur vis-à-vis de la mélasse n'avait jamais été décrite auparavant, fournissent pourtant par association avec cette mélasse un système de liant  The organic or inorganic ammonium salts whose catalytic action hardener vis-à-vis the molasses had never been described before, yet provide in association with this molasses a binder system

particulièrement performant et présentant toutes les pro-  particularly efficient and presenting all

priétés essentielles désirées pour la fabrication d'agglo-  essential properties desired for the manufacture of agglomerates

mérées, en particulier des agglomérés combustibles.  merged, in particular combustible agglomerates.

Sous un des aspects de l'invention, on utilise le système de liant à raison de 5 à 20 % en poids environ par  In one aspect of the invention, the binder system is used at about 5 to 20% by weight

rapport au poids total de l'aggloméré.  in relation to the total weight of the agglomerate.

L'invention concerne également un produit aggloméré comprenant de 80 à 95 % en poids de fines, poudres ou gra- nules à agglomérer à base de matériaux carbonés, notamment des combustibles tel que charbon, anthracite, coke ou d'autres minéraux, et de 20 à 5 % en poids du système de liant comprenant au moins une mélasse et d'au moins un sel organique ou inorganique d'ammonium en tant que catalyseur  The invention also relates to an agglomerated product comprising from 80 to 95% by weight of fines, powders or granules to be agglomerated based on carbonaceous materials, in particular fuels such as charcoal, anthracite, coke or other minerals, and 20 to 5% by weight of the binder system comprising at least one molasses and at least one organic or inorganic ammonium salt as a catalyst

de la mélasse.molasses.

Les mélasses formant le liant proprement dit selon l'invention peuvent être des mélasses de canne ou des mé-  The molasses forming the binder proper according to the invention may be molasses of cane or

lasses de betterave Ces mélasses peuvent être utilisées15 seules ou en mélange entre-elles ou avec d'autres liants tels que les lignosulfonates, en particulier le lignosulfonate d'ammonium, les liqueurs noires. Le catalyseur du système de liant utilisé dans le procédé selon l'invention a pour rôle notamment de rendre  These molasses may be used alone or in admixture with one another or with other binders such as lignosulphonates, in particular ammonium lignosulphonate, black liquors. The catalyst of the binder system used in the process according to the invention serves, in particular, to render

le liant, c'est-à-dire la ou les mélasses, insoluble dans l'eau.  the binder, that is to say the molasses or molasses, insoluble in water.

Les sels organiques ou inorganiques d'ammonium uti- lisés en tant que catalyseurs peuvent être un acétate,  The organic or inorganic ammonium salts used as catalysts may be an acetate,

carbonate, chlorure, nitrate, sulfate, phosphate, ligno-25 sulfonate d'ammonium Avantageusement, on peut utiliser un lignosulfonate d'ammonium ou le nitrate d'ammonium.  carbonate, chloride, nitrate, sulfate, phosphate, ammonium lignosulfonate Advantageously, it is possible to use an ammonium lignosulfonate or ammonium nitrate.

Le rapport en poids entre le liant proprement dit et le catalyseur dépend du choix du catalyseur utilisé.  The weight ratio between the binder itself and the catalyst depends on the choice of the catalyst used.

Lorsque le catalyseur est du lignosulfonate d'ammonium  When the catalyst is ammonium lignosulfonate

le système de liant est formé d'environ 40 à 90 % de mé- lasse et de 60 à 10 % de lignosulfonate d'ammonium.  the binder system consists of about 40 to 90% of molasses and 60 to 10% of ammonium lignosulfonate.

Lorsque le catalyseur est du nitrate d'ammonium, on peut l'utiliser en quantité plus faible, à partir de 0,5 % en poids environ jusqu'à 30 % en poids environ par rapport  When the catalyst is ammonium nitrate, it can be used in a smaller amount, from about 0.5% by weight up to about 30% by weight relative to

au poids du système de liant.the weight of the binder system.

Les fines, poudres ou granules que l'on peut agglomé- rer par le procédé selon l'invention sont notamment à base de matériaux combustibles tel le charbon, l'anthracite, le coke Ce peuvent être aussi des fines à base de minerais  The fines, powders or granules which can be agglomerated by the process according to the invention are especially based on combustible materials such as charcoal, anthracite or coke. These can also be fines based on ores.

4 tels que minerais de nickel, de chromite, de ferro-manga-  4 such as nickel ores, chromite or ferro-manganese

nèse, de magnésium ou encore d'autres minéraux tels que le spath fluor. Un produit aggloméré particulièrement avantageux selon l'invention est un produit à base de matériaux combustibles tels que charbon, anthracite, coke Ce produit aggloméré selon l'invention peut se présenter sous forme de bri- quettes, boulets, etc, il est sans fumée lors de son utilisation, insoluble et à basse teneur en soufre. 10 Pour former l'aggloméré, il suffit selon l'invention de mettre en présence les fines avec le système de liant, à  nese, magnesium or other minerals such as fluorspar. A particularly advantageous agglomerated product according to the invention is a product based on combustible materials such as charcoal, anthracite, coke. This agglomerated product according to the invention can be in the form of briquettes, balls, etc. It is smoke-free when of its use, insoluble and low sulfur content. To form the agglomerate, it suffices according to the invention to bring the fines into contact with the binder system,

une température et pendant une durée suffisante pour as-  a temperature and for a period of time sufficient to

surer la polymérisation du système de liant, notamment à une température comprise entre 100 et 3000 C pendant une  the polymerization of the binder system, in particular at a temperature of between 100 and 3000 C during a

durée de 3 minutes environ à 3 heures environ.  duration of about 3 minutes to about 3 hours.

Pour mélanger les trois composants essentiels formant l'aggloméré, à savoir le matériau à agglomérer, le liant et  To mix the three essential components forming the agglomerate, namely the material to be agglomerated, the binder and

le catalyseur, on peut réaliser le prémélange des deux composants formant le système de liant au préalable, puis20 effectuer le mélange avec le matériau à agglomérer.  the catalyst, it is possible to premix the two components forming the binder system beforehand, and then to mix with the material to be agglomerated.

Dans une variante, on peut effectuer le prémélange du  In a variant, it is possible to carry out the premixing of the

matériau à agglomérer avec le catalyseur.  material to be agglomerated with the catalyst.

On peut encore mélanger les trois composants simulta-  We can still mix the three components simultaneously

nément. Le système de liant selon l'invention est utilisé avantageusement pour agglomérer des matériaux combustibles  ously. The binder system according to the invention is advantageously used for agglomerating combustible materials

pour former des briquettes, boulets, etc Lors de la combustion de ces briquettes, du fait de l'utilisation de mélasse en tant que liant, les dégagements de produits30 soufrés sous forme de gaz sont fortement réduits.  to form briquettes, balls, etc. When burning these briquettes, because of the use of molasses as a binder, the releases of sulfur-containing products in the form of gas are greatly reduced.

Un autre avantage du système selon l'invention est que les sels d'ammonium utilisés en tant que catalyseur pour la mélasse se subliment dans les conditions de combustion et ne donnent pas de cendres.35 Les agglomérés selon l'invention présentent un bel aspect et une bonne résistance à l'écrasement, même après  Another advantage of the system according to the invention is that the ammonium salts used as a catalyst for molasses sublimate under the combustion conditions and give no ash. The agglomerates according to the invention have a good appearance and good crush resistance, even after

une longue immersion dans l'eau.a long immersion in the water.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, on peut encore améliorer les caractéristiques des agglomérés en les traitant après cuisson par un produit hydrofuge, notamment par trempage dans un bain hydrofuge. En tant que produit hydrofuge, on peut utiliser des dérivés paraffiniques, vinyliques, silicones, etc D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans les exemples suivants. EXEMPLE COMPARATIF 1 Des fines d'anthracite broyées, tamisées à 4 mm sont séchées et mélangées avec 12 % de mélasse de canne et 3 %  According to an advantageous characteristic of the invention, the characteristics of the agglomerates can be further improved by treating them after cooking with a water-repellent product, in particular by soaking in a water-repellent bath. As the water-repellent product, paraffinic, vinyl, silicone, etc. derivatives may be used. Other advantages and characteristics of the invention will appear in the following examples. COMPARATIVE EXAMPLE 1 Crushed anthracite fines sieved at 4 mm are dried and mixed with 12% cane molasses and 3%

de chaux La mélasse présente une teneur en matières sèches comprise entre 60 et 80 % en poids.  The molasses has a solids content of between 60 and 80% by weight.

Des briquettes de 100 g sont confectionnées par pres- sage et cuites 30 mn à 1500 C, puis 30 mn à 2400 C. La résistance à l'écrasement mesurée après cuisson sur la balance de Michaelis au cinquantième est égale à  100 g briquettes are prepared by pressing and baked for 30 minutes at 1,500 ° C. and then for 30 minutes at 2,400 ° C. The crush resistance measured after cooking on the Michaelis balance at the fiftieth is equal to

kg, mais, après une immersion de 16 heures dans l'eau, la résistance à l'écrasement chute à moins de 50 kg.  kg, but after immersion for 16 hours in water, the crush resistance drops to less than 50 kg.

EXEMPLE COMPARATIF 2 On procède comme dans l'exemple 1, sauf qu'on utilise  COMPARATIVE EXAMPLE 2 The procedure is as in Example 1, except that

en tant que liant 12 % de mélasse et 2 % d'oxyde ferrique.  as binder 12% molasses and 2% ferric oxide.

Après cuisson, les briquettes obtenues, de même forme,  After cooking, the briquettes obtained, of the same shape,

possèdent une résistance à l'écrasement égale à 180 kg.  have a crush strength equal to 180 kg.

Après 16 heures d'immersion dans l'eau, cette résis- tance chute à 120 kg.  After 16 hours of immersion in water, this resistance drops to 120 kg.

EXEMPLE 1EXAMPLE 1

On opère comme dans l'exemple témoin 1, sauf qu'on utilise un système de liant selon l'invention à raison de 6 % de mélasse de canne,  The procedure is as in Control Example 1, except that a binder system according to the invention is used at a rate of 6% of cane molasses,

6 % de lignosulfonate d'ammonium.6% ammonium lignosulfonate.

On obtient un aggloméré de même forme présentant une résistance mécanique à l'écrasement supérieure à 180 kg.  An agglomerate of the same shape having a crush strength greater than 180 kg is obtained.

Après une immersion dans l'eau de 16 heures, la perte de résistance est très faible et inférieure à 10 %. EXEMPLE 235 On opère comme dans l'exemple 1, sauf qu'on utilise 9 % de mélasse de canne,  After immersion in water for 16 hours, the loss of resistance is very low and less than 10%. EXAMPLE 235 The procedure is as in Example 1 except that 9% cane molasses is used,

4 % de lignosulfonate d'ammonium.4% ammonium lignosulfonate.

L'aggloméré présente une résistance mécanique à l'écrasement supérieure à 165 kg La perte de caractéristiques après 16 heures d'immersion dans l'eau est  The sinter has a mechanical crush strength greater than 165 kg The loss of characteristics after 16 hours of immersion in water is

inférieure à 10 %.less than 10%.

EXEMPLE 3EXAMPLE 3

On opère comme dans l'exemple 1, sauf qu'on utilise 8 % de mélasse de canne, 4 % de lignosulfonate d'ammonium  The procedure is as in Example 1, except that 8% cane molasses, 4% ammonium lignosulphonate are used.

2 % de nitrate d'ammonium.2% ammonium nitrate.

On obtient un aggloméré présentant une résistance mé- canique à l'écrasement supérieure à 200 kg et une perte de caractéristiques limitée et inférieure à 10 % après 16 heures d'immersion dans l'eau. EXEMPLE 4 On opère comme dans l'exemple 1, sauf qu'on utilise 12 % de mélasse de canne,  An agglomerate having mechanical crush strength greater than 200 kg and a loss of characteristics of less than 10% after 16 hours immersion in water are obtained. EXAMPLE 4 The procedure is as in Example 1, except that 12% of cane molasses is used,

4 % de nitrate d'ammonium.4% ammonium nitrate.

On obtient un aggloméré présentant une résistance à l'écrasement supérieure à 185 kg et une perte de caracté-  An agglomerate having a crush strength greater than 185 kg and a loss of

ristiques limitée à 15 % après 16 heures d'immersion dans l'eau.20 EXEMPLE 5 On procède comme dans l'exemple 1, sauf que la mélasse de canne est remplacée par de la mélasse de betterave On utilise: 12 % de mélasse de betterave,  15 EXAMPLE 5 The procedure is as in Example 1, except that the cane molasses is replaced by beet molasses 12% of molasses are used. beet,

4 % de nitrate d'ammonium.4% ammonium nitrate.

Les agglomérés obtenus après cuisson ont une résis- tance à l'écrasement supérieure à 190 kg et la perte de caractéristiques après une immersion de 16 heures dans l'eau est de 15 % seulement.30 EXEMPLE 6  The agglomerates obtained after firing have a crush strength greater than 190 kg and the loss of characteristics after a 16 hour immersion in water is only 15%. EXAMPLE 6

On procède comme dans l'exemple 1, sauf qu'on agglo-  The procedure is as in Example 1 except that

mère des fines de minerai de nickel avec 12 % de mélasse, et  mother of fine nickel ore with 12% molasses, and

4 % de nitrate d'ammonium.4% ammonium nitrate.

Les agglomérés après cuisson possèdent une résistance  The agglomerates after cooking have a resistance

à l'écrasement de 180 kg.to the crushing of 180 kg.

Après 16 heures d'immersion dans l'eau, la résistance  After 16 hours of immersion in the water, the resistance

à l'écrasement chute à 150 kg.at the crash fall to 150 kg.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1 Procédé pour la fabrication d'agglomérés par com-  1 Process for the manufacture of agglomerates by pression et chauffage, notamment à une température comprise entre 100 et 3000 C environ, d'un mélange de fines, poudres, granules, à base de matériaux carbonés, notamment de com- bustibles ou à base de minerais, d'un liant, éventuellement d'autres additifs, caractérisé en ce que le liant est un système comprenant au moins une mélasse et au moins un  pressure and heating, in particular at a temperature of between 100 and 3000 C approximately, of a mixture of fines, powders, granules, based on carbonaceous materials, in particular of fuels or based on ores, of a binder, optionally other additives, characterized in that the binder is a system comprising at least one molasses and at least one agent catalyseur de la mélasse choisi parmi les sels orga-  molasses catalyst chosen from organic salts niques ou inorganiques d'ammonium.or inorganic ammonium. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent catalyseur de la mélasse est choisi parmi au moins un acétate, un carbonate, un chlorure, un nitrate,  Process according to Claim 1, characterized in that the molasses catalyst is chosen from at least one acetate, a carbonate, a chloride and a nitrate, un sulfate, un phosphate, un lignosulfonate d'ammonium.  a sulfate, a phosphate, an ammonium lignosulfonate. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent catalyseur de la mélasse est choisi parmi un  Process according to claim 2, characterized in that the molasses catalyst is selected from lignosulfonate d'ammonium et un nitrate d'ammonium.  ammonium lignosulfonate and ammonium nitrate. 4 Procédé pour la fabrication d'agglomérés combusti-  4 Process for the manufacture of combustible agglomerates bles par compression et chauffage d'un mélange de fines, poudres ou granules de charbon, anthracite, coke et d'un  compressing and heating a mixture of coal fines, powders or granules, anthracite, coke and a liant caractérisé en ce que le liant est un système com-  binder characterized in that the binder is a com- prenant au moins une mélasse et au moins un agent cata-  taking at least one molasses and at least one catalytic agent lyseur de la mélasse choisi parmi les sels organiques ou  molasses lyseur chosen from organic salts or inorganiques d'ammonium.inorganic ammonium. 5 Procédé selon une des revendications 1 à 4, carac-  Process according to one of claims 1 to 4, térisé en ce que le système de liant est utilisé à raison  in that the binder system is used de 5 à 20 % en poids de l'aggloméré.  from 5 to 20% by weight of the agglomerate. 6 Procédé selon une des revendications 1 à 5, carac-  Process according to one of claims 1 to 5, térisé en ce qu'on soumet les agglomérés après cuisson à un  in that the agglomerates are subjected after cooking to a traitement hydrofuge.water repellent treatment. 7 Produits agglomérés, notamment briquettes, boulets,  7 Agglomerated products, in particular briquettes, balls, obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon une des re-  obtained by implementing the method according to one of the vendications 1 à 6, caractérisés en ce qu'ils comprennent de 80 à 95 % en poids de fines, poudres, granules, à base de matériaux carbonés, notamment combustibles, ou d'autres minéraux et de 20 à 5 % en poids du système de liant formé d'au moins une mélasse et d'au moins un sel organique ou  claims 1 to 6, characterized in that they comprise from 80 to 95% by weight of fines, powders, granules, based on carbon materials, in particular fuels, or other minerals and from 20 to 5% by weight of the system binder comprising at least one molasses and at least one organic salt or inorganique d'ammonium en tant que catalyseur de la mé-  inorganic ammonium as a catalyst for the lasse.weary. 8 Produits agglomérés selon la revendication 7, ca-  Agglomerated products according to claim 7, ractérisés en ce qu'ils comprennent 80 à 95 % de combusti-  characterized in that they comprise 80 to 95% of ble et de 20 à 5 % en poids d'un système de liant compre-  and from 20 to 5% by weight of a binder system comprising nant au moins une mélasse et d'au moins un catalyseur de la mélasse.  at least one molasses and at least one molasses catalyst. 9 Produits agglomérés selon la revendication 8, ca-  Agglomerated products according to claim 8, ractérisés en ce que le système de liant comprend de 40 à  characterized in that the binder system comprises from 40 to % de mélasse et 60 à 10 % de lignosulfonate d'ammonium.  % molasses and 60 to 10% ammonium lignosulfonate. Produits agglomérés selon la revendication 8, ca-  Agglomerated products according to claim 8, ractérisés en ce que le système de liant comprend de 0,5 à  characterized in that the binder system comprises from 0.5 to % en poids de nitrate d'ammonium.% by weight of ammonium nitrate.
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