FR2710557A1

FR2710557A1 - Installation for breaking up carbon-containing rejects and waste from an aluminium production plant

Info

Publication number: FR2710557A1
Application number: FR9311491A
Authority: FR
Inventors: Desrumaux Francis
Original assignee: FCB
Current assignee: FCB
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1995-04-07
Anticipated expiration: 2013-09-28
Also published as: NZ264567A; AU669453B2; CA2133044A1; FR2710557B1; AU7426594A

Abstract

The invention relates to aluminium production plants in which the stub ends of worn-out anodes and completely rejected anodes have to be broken-up, with a view to returning (recycling) the carbon-containing products to the anode manufacturing workshop, and where the processing (treatment) of the old fireproof casings (carbon-containing products coming from demolition of the coating of the walls and of the bottom of the alumina electrolysis tanks) requires preliminary reduction of the fireproof casings into bits, the size of which does not exceed a few millimetres. The object of the invention is to allow the use of the same installation for breaking up stub ends of anodes and rejected anodes on the one hand, and old fireproof casings on the other hand, using non-major modifications to the equipment, which modifications can be carried out quickly. The installation which forms the subject of the invention is characterised in that it essentially consists of a jaw-type crusher (10) and of an autogenous or semi-autogenous mill (12) including peripheral openings (30) equipped with grids (screens) with calibrated orifices and a central opening (31) for pneumatic evacuation of the fine fraction of the ground products, and in that means are provided for closing off the peripheral openings of the mill.

Description

Dans les usines de production d'aluminium par électrolyse, les mégots d'anodes usées et les anodes entières rebutées doivent être fragmentés en vue du recyclage des produits carbonés à l'atelier de fabrication d'anodes. In aluminum production plants by electrolysis, used anode butts and discarded whole anodes must be fragmented in order to recycle carbonaceous products in the anode manufacturing workshop.

Cette fragmentation consiste à réduire, soit des anodes entières rebutées d'un volume d'environ 0,6 m3 et d'un poids de l'ordre de 900 kg, soit des déchets recyclables dont les dimensions maximales sont d'environ 0,6 x 1,45 x 0,25 m et le poids de l'ordre de 300 kg en morceaux dont les dimensions sont inférieures à environ 30 mm. Ces produits contiennent des fragments de fonte, d'acier et d'aluminium. This fragmentation consists in reducing either discarded whole anodes with a volume of approximately 0.6 m3 and a weight of the order of 900 kg, or recyclable waste whose maximum dimensions are approximately 0.6 x 1.45 x 0.25 m and the weight of the order of 300 kg in pieces whose dimensions are less than about 30 mm. These products contain fragments of cast iron, steel and aluminum.

Par ailleurs, le revêtement des cuves d'électrolyse, qui est formé de produits carbonés et constitue la cathode, s'use et se détériore avec l'usage et il est nécessaire de les enlever périodiquement, par une opération appelée débrasquage, et de le remplacer par un revêtement neuf. In addition, the coating of the electrolytic cells, which is formed of carbonaceous products and constitutes the cathode, wears and deteriorates with use and it is necessary to remove them periodically, by an operation called unclogging, and to replace with a new coating.

Le débrasquage s'opère au moyen d'outils pneumatiques et donne des blocs de forte taille pouvant contenir des inclusions de métaux tels que le fer et l'aluminium. Ces blocs sont ensuite ramenés par différents moyens à une taille qui permet le passage à travers une grille à maille carrée de 400 mm environ. Dismantling is carried out by means of pneumatic tools and gives large blocks which can contain inclusions of metals such as iron and aluminum. These blocks are then brought back by various means to a size which allows passage through a square mesh grid of approximately 400 mm.

Les vieilles brasques sont réputées dangereuses parce qu'elles sont imprégnées de produits nocifs, notamment des fluorures et des cyanures, et elles doivent être traitées pour neutraliser ces produits. Les traitements connus, notamment ceux comportant une opération de calcination, exigent que la taille des produits traités soit de l'ordre de 2,5-3 mm au maximum. I1 est donc nécessaire d'effectuer un broyage des vieilles brasques pour les réduire à cette dimension. Old pot liners are considered dangerous because they are impregnated with harmful products, in particular fluorides and cyanides, and they must be treated to neutralize these products. Known treatments, in particular those comprising a calcination operation, require that the size of the treated products be of the order of 2.5-3 mm at most. It is therefore necessary to grind the old pot lining to reduce them to this dimension.

Jusqu'à ce jour, il n'existait pas d'installation pour le broyage des vieilles brasques parce que celles-ci étaient mises en décharge; les nouvelles réglementations sur la pollution et la protection de l'environnement interdisent désormais cette solution. Until today, there was no installation for crushing old pot lining because it was landfilled; new regulations on pollution and environmental protection now prohibit this solution.

Les installations utilisées pour la fragmentation des mégots d'anodes et des anodes rebutées sont généralement constituées par 3 étages de concassage, un crible, 3 séparateurs magnétiques pour l'élimination des ferrailles en amont de chaque étage de concassage et des appareils de manutention assurant le transport des produits entre les différents étages de concassage et entre le dernier d'entre eux et le crible. The facilities used for the fragmentation of anode butts and discarded anodes generally consist of 3 crushing stages, a screen, 3 magnetic separators for the elimination of scrap upstream of each crushing stage and handling equipment ensuring the transport of products between the different crushing stages and between the last of them and the screen.

L'un des buts de la présente invention est d'assurer cette fragmentation en deux étapes seulement pour réduire les frais d'investissement, de fonctionnement et d'entretien. One of the aims of the present invention is to ensure this fragmentation in only two stages in order to reduce the investment, operating and maintenance costs.

Un autre but de l'invention est de permettre, moyennant des modifications du matériel peu importantes et réalisables rapidement, d'utiliser la même installation pour le broyage des vieilles brasques. Another object of the invention is to allow, with minor modifications of the material and quickly achievable, to use the same installation for the grinding of old pot lining.

L'installation objet de la présente invention est caractérisée en ce qu'elle est constituée essentiellement par un concasseur à mâchoires et un broyeur autogène ou semi-autogène comportant des ouvertures périphériques équipées de grilles à orifices calibrés et une ouverture centrale pour l'évacuation pneumatique de la fraction fine des produits broyés, et en ce que des moyens sont prévus pour obturer les ouvertures périphériques du broyeur. The installation which is the subject of the present invention is characterized in that it consists essentially of a jaw crusher and an autogenous or semi-autogenous crusher comprising peripheral openings equipped with grids with calibrated orifices and a central opening for pneumatic evacuation of the fine fraction of the ground products, and in that means are provided for closing the peripheral openings of the mill.

Pour traiter les produits carbonés recyclables, la plus grande partie des produits fragmentés est évacuée à travers des ouvertures périphériques qui sont équipées des grilles à orifices calibrés. To treat recyclable carbon products, most of the fragmented products are evacuated through peripheral openings which are fitted with grids with calibrated orifices.

Pour traiter les vieilles brasques, les ouvertures périphériques du broyeur sont obturées et le débit total des produits broyés est évacuée pneumatiquement par l'air balayant le broyeur, à travers l'ouverture centrale du fond du broyeur. Un appareil de séparation tel qu'un cyclone permet de séparer les produits broyés du courant d'air. To treat old pot lining, the peripheral openings of the crusher are closed and the total flow of the crushed products is pneumatically evacuated by the air sweeping the crusher, through the central opening at the bottom of the crusher. A separation device such as a cyclone makes it possible to separate the ground products from the air stream.

Eventuellement, un appareil de classification, tel qu'un crible, permet de séparer les grains trop gros pour les recycler.Optionally, a classification device, such as a screen, can be used to separate grains that are too large to recycle.

Pour éviter la pollution, l'un par l'autre, des produits fragmentés et permettre le passage rapide d'une production à l'autre, sans nettoyage contraignant, le broyeur autogène ou semi-autogène est associé à deux filtres indépendants, l'un d'eux étant utilisé exclusivement pour les produits carbonés recyclables et l'autre exclusivement pour les vieilles brasques. To avoid pollution, one by the other, of fragmented products and allow the rapid passage from one production to another, without restrictive cleaning, the autogenous or semi-autogenic grinder is associated with two independent filters, the one of them being used exclusively for recyclable carbon products and the other exclusively for old pot lining.

Les corps imbroyables dont la taille est supérieure à la dimension des ouvertures de sortie du broyeur restent dans le broyeur et constituent une charge broyante qui s'ajoute éventuellement à celle des boulets; ils peuvent être éliminés périodiquement par un système semi-automatique de vidange propre à ce type de broyeur. The unburnable bodies whose size is greater than the dimension of the outlet openings of the mill remain in the mill and constitute a grinding load which possibly adds to that of the balls; they can be periodically eliminated by a semi-automatic drainage system specific to this type of grinder.

De préférence, l'angle formé par les mâchoires du concasseur sera plus faible que celui d'un concasseur à mâchoires classique et inférieur à 20 ; cet angle réduit améliore les conditions de prise d'un produit réputé savonneux comme les anodes. Preferably, the angle formed by the jaws of the crusher will be smaller than that of a conventional jaw crusher and less than 20; this reduced angle improves the conditions for taking a product reputed to be soapy such as anodes.

Un séparateur magnétique pourra être placé en aval du broyeur pour éliminer les ferrailles ayant traversé les ouvertures de sortie. Un séparateur de métaux à courants de
Foucault pourra également être disposé en aval du broyeur pour éliminer les autres déchets métalliques.A magnetic separator can be placed downstream of the crusher to eliminate the scrap metal that has passed through the outlet openings. A metal separator with
Eddy can also be placed downstream of the shredder to eliminate other metallic waste.

D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'invention et sur lesquels:
La figure 1 est le schéma d'une installation pour la fragmentation des mégots d'anodes et des anodes rebutées et pour le broyage des vieilles brasques conforme à l'invention;
La figure 2 est une vue partielle, en coupe, du broyeur autogène montrant une ouverture de sortie équipée d'une grille; et
La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 et montrant l'ouverture fermée par un obturateur.Other characteristics of the invention will appear on reading the description which follows and refers to the accompanying drawings which show, by way of nonlimiting example, an embodiment of the invention and in which:
Figure 1 is a diagram of an installation for the fragmentation of anode butts and discarded anodes and for grinding old pot lining according to the invention;
FIG. 2 is a partial view, in section, of the autogenous mill showing an outlet opening equipped with a grid; and
Figure 3 is a view similar to Figure 2 and showing the opening closed by a shutter.

L'installation de la figure 1 est constituée essentiellement par un concasseur à mâchoires 10, un broyeur autogène 12, un crible 14, un cyclone séparateur 16, deux filtres dépoussiéreurs 18 et 20, des transporteurs 22 et 24 et un élévateur 26. The installation of FIG. 1 consists essentially of a jaw crusher 10, an autogenous crusher 12, a screen 14, a separating cyclone 16, two dust filters 18 and 20, conveyors 22 and 24 and an elevator 26.

Le concasseur à mâchoires 10 présente l'originalité, par rapport aux concasseurs à mâchoires classiques d'avoir un angle de mâchoires a réduit (par exemple, 160 au lieu de 220), ce qui améliore les conditions de prise des anodes, produit réputé savonneux. The jaw crusher 10 has the originality, compared to conventional jaw crushers to have a reduced jaw angle (for example, 160 instead of 220), which improves the conditions for setting the anodes, product known to be soapy .

Le concasseur 10 réduit les produits à fragmenter en blocs dont la dimension maximale n'excède pas 400 mm. Ces blocs sont transportés par le transporteur 22 jusqu'à l'entrée du broyeur 12. The crusher 10 reduces the products to be fragmented into blocks whose maximum dimension does not exceed 400 mm. These blocks are transported by the conveyor 22 to the inlet of the crusher 12.

Le broyeur 12 est un broyeur autogène ou semi-autogène constitué par un tambour à axe horizontal dont le diamètre est nettement supérieur à la longueur. I1 comporte sur l'un de ses fonds une ouverture centrale dans laquelle débouche une goulotte d'alimentation 28. Les produits broyés sont évacués à travers des ouvertures 30 ménagées sur sa paroi, près de l'autre fond qui est également percé d'une ouverture centrale 31. Les ouvertures 30 peuvent être munies de grilles 52 dont la dimension des orifices détermine la taille maximale des produits broyés (figure 2) ou être fermées par des obturateurs 54 (figure 3). The crusher 12 is an autogenous or semi-autogenous crusher constituted by a drum with a horizontal axis whose diameter is clearly greater than the length. I1 has on one of its bottoms a central opening in which a feed chute 28 opens. The ground products are discharged through openings 30 made on its wall, near the other bottom which is also pierced with a central opening 31. The openings 30 can be provided with grids 52 whose size of the orifices determines the maximum size of the ground products (FIG. 2) or be closed by shutters 54 (FIG. 3).

Les ouvertures 30 sont entourées d'un carter annulaire fermé 32 qui est muni à sa base d'un sas pour l'évacuation des produits broyés. The openings 30 are surrounded by a closed annular casing 32 which is provided at its base with an airlock for the evacuation of the ground products.

Le carter 32 et l'ouverture centrale de sortie 31 sont reliés à l'aspiration d'un ventilateur 36 à travers le cyclone 16 et les filtres dépoussiéreurs 18 et 20. Il est ainsi possible de mettre l'intérieur du broyeur en dépression et d'évacuer la fraction fine du produit broyé qui est récupérée dans le cyclone et dans les filtres. The casing 32 and the central outlet opening 31 are connected to the suction of a fan 36 through the cyclone 16 and the dust filters 18 and 20. It is thus possible to put the interior of the mill under vacuum and d '' evacuate the fine fraction of the ground product which is recovered in the cyclone and in the filters.

Le broyeur 12 est entraîné en rotation par un groupe moto-réducteur 38 dont le pignon de sortie attaque une couronne dentée fixée sur le corps du broyeur. The crusher 12 is rotated by a geared motor unit 38, the output pinion of which drives a toothed ring fixed to the body of the crusher.

Un dispositif semi-automatique de vidange 40 permet d'éliminer périodiquement les imbroyés. Ce système est essentiellement constitué par une cuillère que l'on introduit dans le broyeur, par l'ouverture centrale d'entrée, après avoir interrompu l'alimentation et évacué toute la matière broyable. A semi-automatic emptying device 40 makes it possible to periodically remove the crushed material. This system is essentially constituted by a spoon which is introduced into the grinder, through the central inlet opening, after having interrupted the feeding and removed all the grindable material.

Une vanne 46 permet de mettre en service, sélectivement, l'un ou l'autre des filtres 18 et 20. A valve 46 makes it possible to selectively activate one or the other of the filters 18 and 20.

Lorsque l'installation est utilisée pour la fragmentation des mégots d'anode et des anodes rebutées, les ouvertures 30 sont équipées des grilles 52 et les produits sortant du broyeur 12 à travers ces grilles, sont évacués par le transporteur 24 et l'élévateur 26 et dirigés vers des silos de stockage 42 et 44. En choisissant convenablement les grilles on pourra, par exemple, obtenir un produit broyé dont pratiquement tous les morceaux auront des dimensions inférieures à 30 mm, à partir des blocs de 400 mm alimentant le broyeur. La fraction fine des produits broyés est évacuée par l'air de balayage à travers les grilles 52 et l'ouverture centrale 31 reliées à l'aspiration du ventilateur 36. Elle est séparée du courant d'air dans le cyclone 16 et dans le filtre sélectionné pour cette opération, par exemple le filtre 20, et dirigée vers un silo de stockage. When the installation is used for the fragmentation of anode butts and discarded anodes, the openings 30 are equipped with grids 52 and the products leaving the mill 12 through these grids, are evacuated by the conveyor 24 and the elevator 26 and directed to storage silos 42 and 44. By properly choosing the grids, it is possible, for example, to obtain a ground product of which practically all the pieces will have dimensions of less than 30 mm, from 400 mm blocks supplying the crusher. The fine fraction of the crushed products is evacuated by the purge air through the grids 52 and the central opening 31 connected to the suction of the fan 36. It is separated from the air stream in the cyclone 16 and in the filter. selected for this operation, for example filter 20, and directed to a storage silo.

Lorsque l'installation est utilisée pour le broyage des vieilles brasques, les ouvertures 30 sont fermées par les obturateurs 54, le filtre dépoussiéreur 18 est mis en service, en manoeuvrant la vanne 46, et les conditions de marche du ventilateur 36 sont réglées pour permettre l'évacuation pneumatique de la totalité des produits broyés ayant la granulométrie voulue, à travers l'ouverture centrale 31. Ces produits sont récupérés à la pointe du cyclone 16 et dans le filtre 18, et envoyés sur le crible 14. Les grains dont les dimensions sont supérieures à celles des mailles du crible -3 mm environ- sont renvoyés à l'entrée du broyeur 12. Le produit fini est stocké dans un silo 50. When the installation is used for grinding old pot lining, the openings 30 are closed by the shutters 54, the dust filter 18 is put into service, by operating the valve 46, and the operating conditions of the fan 36 are adjusted to allow pneumatic evacuation of all of the ground products having the desired particle size, through the central opening 31. These products are recovered at the tip of the cyclone 16 and in the filter 18, and sent to the screen 14. The grains whose dimensions are greater than those of the screen mesh -3 mm approximately- are returned to the inlet of the crusher 12. The finished product is stored in a silo 50.

Pour éviter un mélange des produits, lorsqu'on passe d'une opération à l'autre, on procède de la manière suivante: on arrête l'alimentation de l'installation que l'on fait fonctionner à vide pendant un certain temps, en balayant avec de l'air l'intérieur du broyeur 12 pour le nettoyer, on vidange les imbroyés restants, au moyen du dispositif 40, on obture les ouvertures 30 ou on les équipe de grilles, suivant le type d'opération programmé, on sélectionne le filtre adéquat et on règle le débit d'air de balayage à la valeur convenable. To avoid mixing of the products, when going from one operation to the next, we proceed as follows: we stop the power supply to the installation which we run empty for a certain time, sweeping the interior of the crusher 12 with air to clean it, emptying the remaining unburned material, by means of the device 40, closing the openings 30 or equipping them with grids, depending on the type of operation programmed, selecting the appropriate filter and the purge air flow is adjusted to the appropriate value.

Pour les deux opérations de fragmentation des anodes et de broyage des vieilles brasques, on peut faire fonaionner le broyeur 12 en broyeur semi-autogène en ajoutant une faible charge de boulets ou autres corps broyants. For the two operations of fragmentation of the anodes and grinding of the old pot lining, the grinder 12 can be made to operate in a semi-autogenous grinder by adding a small load of balls or other grinding bodies.

I1 est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées à la forme de réalisation décrite ci-dessus par la substitution de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. It is understood that all the modifications which can be made to the embodiment described above by the substitution of equivalent technical means fall within the scope of the invention.

Claims

1. Installation for the fragmentation of recyclable carbon products and scrap from an aluminum production plant characterized in that it is constituted by a crusher (10) and an autogenous or semi-autogenous crusher (12) having openings peripherals (30) equipped with grids with calibrated orifices (52) and a central opening (31), in that means (54) are provided for closing said peripheral openings and in that the grinder (12) is ventilated and the fraction fine of the ground products is extracted by the air flow through the peripheral openings (30) of the mill, and / or through a central opening (31).

2. Installation according to claim 1, characterized in that the crusher (10) is a jaw crusher whose jaws form an angle between them less than 200 and preferably equal to 160.

3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that a drainage system (40) is associated with the crusher (12) to periodically remove the unburnable.

4. Installation according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it comprises two filters (18 - 20) whose inlet is connected to the central opening (31) and possibly to the peripheral openings (30), and means (46) for selectively using either of these filters.