FR2943561A1

FR2943561A1 - Procede de separation electrostatique d'un melange de granules de materiaux differents et dispositif de mise en oeuvre

Info

Publication number: FR2943561A1
Application number: FR0901494A
Authority: FR
Inventors: Laur Floresti Calin; Lucien Dascalescu
Original assignee: Universite de Poitiers; APR2
Current assignee: Universite de Poitiers; APR2
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-01
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: CN102421530A; WO2010109096A1; US20120085683A1; JP2012521866A; EP2411155A1; MY160936A; CA2756629A1; KR20120014130A; EP2411155B1; CN102421530B; JP5661097B2; US8541709B2; FR2943561B1; CA2756629C; KR101736362B1

Abstract

La présente invention propose un procédé et un dispositif de séparation électrostatique de matériaux isolants granulaires performants polyvalents, économes en énergie et s'adaptant facilement aux conditions atmosphériques ambiantes et aux propriétés physico-chimiques des granules à séparer. L'invention a pour objet un procédé comprenant les étapes suivantes : a) injection, entre deux électrodes dans une chambre de séparation délimitée par des parois et munie d'une entrée et d'une sortie d'air, d'un courant d'air ; b) introduction du mélange de granules de matériaux différents, dans le courant d'air ; c) contrôle du courant d'air, pour que les granules lévitent dans le courant d'air selon un régime turbulent et se chargent électriquement par contacts entre eux et/ou avec les parois de la chambre de séparation ; d) génération d'un champ électrique entre les deux électrodes, sensiblement perpendiculairement au sens du courant d'air, tels que les granules chargés à l'étape c), se déplacent, soit dans le sens du champ électrique s'ils sont chargés positivement, soit en sens opposé si leur charge est négative ; e) adhésion des granules chargés à la surface des électrodes ; f) évacuation et collecte des granules adhérés à chaque électrode.

Description

PROCÉDÉ DE SÉPARATION ÉLECTROSTATIQUE D'UN MÉLANGE DE GRANULES DE MATÉRIAUX DIFFÉRENTS ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE.

L'invention se rapporte à un procédé de séparation électrostatique de matériaux granulaires et à un dispositif de mise en oeuvre. Des procédés de séparation électrostatique sont déjà utilisés pour trier des matériaux granulaires mélangés provenant, par exemple, du broyage des déchets industriels. De préférence, ces matériaux sont isolants. to Ainsi, le recyclage de déchets électriques et/ou électroniques nécessite de séparer les différents composants avant de valoriser les matériaux obtenus. Cette séparation doit être la plus efficace possible pour obtenir une qualité sensiblement constante des matériaux obtenus. Il est alors envisageable de créer et de pérenniser une filière avale de valorisation de ces 15 matériaux. Par exemple, les matériaux plastiques récupérés des déchets électriques et/ou électroniques peuvent servir à la fabrication de planches de contours de terrasse. Pour pérenniser cette activité, les planches doivent avoir une qualité et une couleur sensiblement constantes. On a également besoin de pouvoir séparer et récupérer des 20 matériaux plastiques de natures différentes, de manière efficace et automatisée. Plusieurs types de procédés ont été proposés, tels que des procédé optiques ou par flottaison. Cependant, ces procédé ne sont pas assez précis et génèrent trop d'impuretés. Une autre solution consiste à broyer les matériaux isolants pour en faire des granules et, dans une première étape, à charger ces granules par effet triboélectrique dans un dispositif à vibration ou rotatif. Dans une deuxième étape, les granules chargés sont convoyés vers un dispositif de tri électrostatique dans lequel ils sont séparés par un champ électrique. A cette fin, les granules sont injectés par le haut du dispositif de tri où ils tombent par gravité entre deux électrodes parallèles et verticales. 25 30

Dans la suite de la présente Demande, on entendra par verticale , la direction sensiblement parallèle à la force de gravitation. De même, on entendra par horizontale , la direction sensiblement perpendiculaire à la force de gravitation.

Les granules chargés positivement sont attirés par l'anode (l'électrode négative), alors que les granules chargés négativement sont attirés par la cathode (l'électrode positive). Les granules ainsi déviés dans leur chute sont séparés et tombent dans deux collecteurs différents, disposés en bas du dispositif et au io droit des électrodes. Les granules qui n'ont pas été attirés par les électrodes tombent dans un troisième collecteur central où ils sont récupérés. Ils peuvent alors être remis en circulation dans le dispositif de tri. Ces granules peuvent avoir perdu leur charge lors du 15 convoyage entre le dispositif de charge triboélectrique et le dispositif de tri. Ils peuvent également avoir acquis une charge trop faible pour être attirés par une électrode. En effet, la charge électrique acquise par les granules dans les dispositifs précités n'est pas homogène. Certaines granules arrivent à se 20 charger convenablement et pourront donc être séparés dans un champ électrique assez intense, alors que d'autres sortent des dispositifs de charge triboélectriques avec un niveau de charge insuffisant pour permettre leur séparation. II résulte qu'une quantité importante de granules non séparés doit être récupérée puis retournées vers le dispositif de charge triboélectrique. La 25 productivité du procédé est faible puisque le retour des granules dans le dispositif de charge triboélectrique limite le chargement de nouveaux granules. L'état de charge des granules pourrait être amélioré en augmentant la durée du processus de charge triboélectrique. Cependant, la 30 productivité du procédé ne serait pas améliorée puisque les granules resteraient plus longtemps dans le dispositif de charge triboélectrique, ce qui consomme du temps et de l'énergie.

En outre, pour une durée de charge fixée, la quantité de charge effectivement acquise par les granules peut varier d'une façon significative avec l'état de surface des granules et, plus particulièrement, leur taille. En effet, lorsque deux granules de tailles différentes s'entrechoquent, ils acquièrent deux charges électriques opposées et de même valeur. Cependant, si cette valeur est suffisante pour que le plus petit granule soit attiré par une électrode, elle est insuffisante pour que le plus gros granule soit attiré par l'autre électrode. II est alors évacué et redirigé vers le dispositif de charge. i0 Pour arnéliorer la qualité de la charge triboélectrique des granules, les installations connues présentent donc, de préférence, un moyen de tamisage par taille des granules, disposé en amont du dispositif de charge triboélectrique. Ensuite, chaque type de granules est chargé puis séparé électriquement. 15 La quantité de charge effectivement acquise par les granules peut également varier d'une façon significative avec la température et l'humidité ambiantes. Pour résoudre le problème des conditions atmosphériques, il est souhaitable d'utiliser des moyens de contrôle de l'humidité et de la 20 température de l'atmosphère ambiante et des granules. Cependant, ces équipements supplémentaires compliquent sensiblement la gestion de l'installation globale et augmentent notablement le coût du procédé. La productivité des installations connues pour la séparation 25 des matériaux isolants granulaires est assez faible et la qualité des produits obtenus ne répond pas toujours aux exigences des clients. Les procédés actuels sont trop sensibles aux variations aléatoires des conditions ambiantes et des propriétés physico-chimiques des granules à séparer. La présente invention vise à pallier les inconvénients 30 précédents et propose un procédé de séparation électrostatique de matériaux isolants granulaires et un dispositif de mise en oeuvre, performants en termes de qualité et de productivité de la charge triboélectrique et du tri. Ils sont

également polyvalents, économes en énergie et s'adaptent facilement aux conditions atmosphériques ambiantes et aux propriétés physico-chimiques des granules à séparer. A cette fin, l'invention propose un procédé et un dispositif permettant, simultanément, au sein d'une même enceinte, la charge électrique des granules et leur séparation électrostatique. Ainsi, l'invention a pour objet un procédé de séparation électrostatique d'un mélange de granules de matériaux différents, comprenant les étapes suivantes : to a) entre deux électrodes dans une chambre de séparation délimitée par des parois et munie d'une entrée et d'une sortie d'air, injection d'un courant d'air de fluidisation ; b) introduction du mélange de granules de matériaux différents, dans le courant d'air de fluidisation ; 15 c) contrôle du courant: d'air de fluidisation, pour que les granules lévitent dans le courant d'air selon un régime turbulent et se chargent électriquement par contacts entre eux et/ou avec les parois de la chambre de séparation ; d) génération d'un champ électrique entre les deux électrodes, sensiblement 20 perpendiculairement au sens du courant d'air, tels que les granules chargés à l'étape c), se déplacent, soit dans le sens du champ électrique s'ils sont chargés positivement, soit en sens opposé si leur charge est négative ; e) adhésion des granules chargés à la surface des électrodes ; 25 f) évacuation et collecte des granules adhérés à chaque électrode. Selon d'autres modes de réalisation : • lors de l'étape a), le courant d'air de fluidisation peut être injecté sensiblement en direction verticale ascendante, et lors de l'étape b), le mélange de granule peut être introduit par chute libre et à contre-courant 30 par rapport au courant d'air de fluidisation ;

• le courant d'air de fluidisation, injecté dans la chambre de séparation à l'étape a), peut présenter un gradient négatif de pression en direction verticale ascendante ; • l'introduction du mélange de granules à l'étape b) peut être réalisée selon un débit, exprimé en masse de granules introduite par unité de temps, régulé à une valeur sensiblement égale à la masse de granules collectés à l'étape f) par unité de temps ; • le courant d'air peut être préalablement chauffé avant d'entrer dans la chambre de séparation ; io • le courant d'air peut être homogénéisé en entrant dans la chambre de séparation ; • l'étape f) peut être mise en oeuvre au moyen d'électrodes de type tapis roulant en matériau conducteur électrique, l'évacuation des granules étant effectuée par la mise en translation des tapis roulants, et la collecte étant 15 réalisée par raclage ; et/ou • le procédé peut comprendre, en outre, une étape g), postérieure à l'étape f), de nettoyage des électrodes. L'invention a également pour objet un dispositif de séparation électrostatique d'un mélange de granules de matériaux différents, caractérisé 20 en ce qu'il comprend : - une chambre de séparation délimitée par des parois et munie d'une entrée et d'une sortie d'air ; - deux électrodes s'étendant dans la chambre de séparation entre l'entrée et la sortie d'air ; 25 - un moyen d'injection, entre les deux électrodes, d'un courant d'air de fluidisation selon une direction déterminée ; - un moyen d'introduction du mélange de granules dans le courant d'air de fluidisation ; un moyen de contrôle du courant d'air de fluidisation tel que, en utilisation, 30 les granules léviteni: dans le courant d'air selon un régime turbulent et se chargent électriquernent par contacts entre eux et/ou avec les parois de la chambre de séparation ;

un moyen de génération, entre les deux électrodes, d'un champ électrique sensiblement perpendiculairement à la direction du courant d'air ; un moyen d'évacuation et de collecte des granules adhérés à chaque électrode.

Selon d'autres modes de réalisation : • l'entrée d'air peut être agencée de telle sorte que le courant d'air soit, en utilisation, sensiblement en direction verticale ascendante ; • le moyen d'introduction du mélange de granules peut être agencé pour introduire les granules, dans la chambre de séparation, par chute libre et io à contre-courant par rapport au courant d'air de fluidisation ; • les électrodes peuvent être agencées de manière divergente depuis l'entrée d'air vers la sortie d'air ; • le dispositif de séparation peut comprendre un moyen de chauffage du courant d'air agencé en amont de l'entrée d'air de la chambre de is séparation ; • le dispositif de séparation peut comprendre une chambre d'air agencée en aval de l'entrée d'air de la chambre de séparation et comprenant des moyens d'homogénéisation du courant d'air ; • les moyens d'homogénéisation du courant d'air peuvent être des billes en 20 verre ; • le dispositif de séparation peut comprendre un moyen de contrôle du débit d'introduction des granules ; • le dispositif de séparation peut comprendre un moyen de mesure de la masse de granules collectés relié au moyen de contrôle du débit, celui-ci 25 étant adapté pour commander le débit d'introduction des granules en fonction de la masse mesurée par le moyen de mesure ; • le moyen de collecte des granules peut être une racle ; • le dispositif de séparation peut comprendre un moyen de nettoyage des électrodes ; 30 • les électrodes peuvent être de type tapis roulant ; et/ou • le moyen de génération du champ électrique peut être ajustable.

Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de remédier aux inconvénients précités en réalisant de manière simultanée le chargement des granules par effet triboélectrique et leur séparation dans un champ électrique. Ainsi, les granules ne peuvent pas perdre leur charge entre s le moment où ils sont chargés et le moment où ils sont soumis au champ électrique. Par ailleurs, le courant d'air sépare les granules par taille, de sorte la charge triboélectrique est optimale puisqu'elle se fait sur des granules sensiblement de même 1:aille. 10 En outre, chaque granule ne reste dans le courant d'air que le temps minimum nécessaire pour acquérir une charge triboélectrique suffisante pour qu'il soit attiré par l'une des électrodes. Les granules non chargés ne peuvent pas quitter le courant d'air, ce qui garantie la pureté des granules collectés. Ainsi, le procédé et le dispositif selon l'invention optimisent 15 le rendement de tri et s'adapte naturellement à chaque granule. Enfin, grâce au fait que la charge et la séparation soient simultanées et dans une même enceinte, il est possible de maîtriser facilement, et de manière économique, les conditions atmosphériques ambiantes. 20 Ainsi, un dispositif selon l'invention présente un rendement et une qualité de tri notablement améliorés par rapport à un dispositif de l'État de la Technique de dimensions utiles équivalentes. D'autres caractéristiques de l'invention seront énoncées dans la description détaillée ci-après faite en référence aux figures qui 25 représentent, respectivement : - la figure 1, une vue schématique en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de séparation électrostatique selon l'invention ; et - la figure 2, une vue schématique en coupe longitudinale 30 d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de séparation électrostatique selon l'invention.

En référence à la figure 1, un dispositif de séparation électrostatique selon l'invention comprend une chambre de séparation 100 délimitée par des parois latérales 101 (dont deux seulement ont été illustrées) et munie d'une entrée d'air 102 et d'une sortie d'air 103 permettant respectivement l'admission et l'évacuation d'air comprimé. De préférence, l'entrée d'air 102 est munie d'un diffuseur d'air 102a, et la sortie d'air 103 est munie d'un filtre 103a. Deux électrodes 105-106 s'étendent dans la chambre de séparation entre l'entrée et la sortie d'air. Ces électrodes sont reliées à un générateur de haute tension continue 107, de préférence ajustable : l'électrode 105 est reliée à la borne négative du générateur 107, et l'électrode 106 est reliée à la borne positive du générateur 107. Cet agencement génère un champ électrique entre les deux électrodes 105-106 lorsque le courant circule.

De préférence, comme illustré dans les figures 1 et 2, les électrodes sont agencées de manière divergente depuis l'entrée d'air vers la sortie d'air. Le dispositif comprend également un moyen d'injection 108, entre les deux électrodes 105-106, d'un courant d'air selon une direction déterminée représentée par la flèche F1. Le courant d'air traverse donc la chambre de séparation 100 entre l'entrée 102 et la sortie d'air 103. Ce courant d'air forme un lit fluidisé. L'entrée d'air 102 est agencée, avantageusement, de telle sorte que le courant d'air soit, en utilisation, sensiblement en direction verticale ascendante.

Un moyen 109 est agencé pour permettre l'introduction d'un mélange M de granules dans le courant d'air de fluidisation. De préférence, le moyen d'introduction 109 du mélange de granules M est agencé pour introduire les granules, dans la chambre de séparation 100, par chute libre et à contre-courant par rapport au courant d'air de fluidisation. Le moyen 109 est, de préférence, à débit variable commandé par un moyen de contrôle du débit (non illustré).

Le mélange M comprend au moins deux matériaux différents M1-M2, illustrés dans les figures, par des disques blancs M1 et des disques noirs M2. Les granules peuvent être de tailles différentes. Dans les figures, deux tailles (petite taille : M1p et M2p, et grande taille : M1g et M2g) ont été illustrées, mais dans la pratique, le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent séparer efficacement des granules de nombreuses tailles. Le moyen 108 d'injection du courant d'air de fluidisation est relié à un moyen de contrôle du courant d'air de fluidisation tel que, en utilisation, les granules !évitent dans le courant d'air selon un régime turbulent ~o et se chargent électriquement par contacts entre eux et/ou avec les parois 101 de la chambre de séparation 100. Le dispositif selon l'invention permet la mise en oeuvre du procédé de séparation électrostatique du mélange de granules de matériaux différents selon l'invention. Il comprend les étapes suivantes. 15 Dans une étape a), on injecte, entre les deux électrodes, un courant d'air de fluidisation. Ce courant d'air provient de l'entrée d'air 102 et est évacué par la sortie d'air 103. Dans la configuration avantageuse illustrée aux figures 1 et 2, le courant d'air de fluidisation est injecté sensiblement en direction verticale ascendante. Combinée à ce courant ascendant, la 20 configuration divergente des électrodes crée un gradient négatif de pression en direction verticale ascendante. Autrement dit, la pression d'air diminue dans le sens du courant d'air. Ainsi, la pression de l'air à la sortie d'air 103, en haut de la chambre 100, est inférieure à la pression de l'air à l'entrée d'air 102, en bas de la chambre 100. 25 Dans une étape b), on introduit le mélange de granules M de matériaux différents, dans le courant d'air de fluidisation. Dans la configuration avantageuse précitée, le mélange de granule est introduit par chute libre et à contre-courant par rapport au courant d'air de fluidisation. Simultanément, on contrôle, dans une étape c) le courant d'air 30 de fluidisation, pour que les granules lévitent dans le courant d'air selon un régime turbulent et se chargent électriquement par contacts entre eux et/ou avec les parois de la chambre de séparation.

Le gradient négatif de pression permet de distribuer les granules à des hauteurs différentes, en rapport avec leurs dimensions : les granules plus gros ou plus lourds restent en bas, tandis que les plus petits ou plus légers montent plus dans le lit fluidisé. La limite supérieure du lit fluidisée est établie par les granules les moins gros ou moins lourds, mais on contrôle le courant d'air pour que cette limite supérieure ne dépasse pas, de préférence, deux tiers de la hauteur de la chambre de séparation 100. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent donc une distribution naturelle des granules selon leur masse au sein même de la chambre. Il n'est donc pas nécessaire de procéder à un criblage par taille du mélange M avant introduction dans la chambre de séparation 100. Le diamètre caractéristique des granules du mélange M peut être compris, avantageusement, entre 0,5 et 5 mm. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent donc d'obtenir une homogénéité dimensionnelle des granules qui viennent en contact les uns avec les autres. Ceci assure les meilleures conditions de charge triboélectrique car deux granules sensiblement de même masse, mais de matériaux différents, acquièrent deux charges opposées de même valeur. Ceci permet aux granules d'être attirés chacun par une électrode.

Pendant que les granules Mlp-M2p, Mlg-M2g lévitent dans le courant d'air de fluidisation et se chargent par triboélectrisation, on génère, dans une étape d), un champ électrique E entre les deux électrodes, sensiblement perpendiculairement à la direction F1 du courant d'air, et dirigé de la cathode vers l'anode.

Le champ électrique nécessaire à la mise en oeuvre de l'invention est supérieur, de préférence, à 1 kV/cm. Il est typiquement compris entre 4 et 5 kV/cm. Ainsi, les granules chargés à l'étape c) se déplacent, soit dans le sens du champ électrique s'ils sont chargés positivement, soit en sens opposé si leur charge est négative. Sur les figures 1 et 2, les granules M1p et Mlg sont chargés négativement et se déplacent vers la cathode 106, en sens opposé du champ électrique E. Les granules M2p et M2g sont chargés

positivement et se déplacent vers l'anode 105, dans le même sens que celui du champ électrique E. Soumis à l'action de la force d'image électrique, les granules M2p et M2g chargés positivement adhèrent, dans une étape e), à l'anode 105.

De même, les granules M1p et M1g chargés négativement adhèrent, dans une étape e), à la cathode 106. Le procédé selon l'invention comprend une étape f) d'évacuation et de collecte des granules adhérés à chaque électrode. Selon un mode de réalisation préféré, cette étape f) est mise en oeuvre à l'aide d'électrodes de type tapis roulant, avantageusement en matériau conducteur électrique tel qu'un métal. De préférence, le tapis roulant est en acier inoxydable à surface lisse. II est également envisageable d'utiliser des tapis roulants en matériaux plastiques à insertions métalliques. Selon les modes de réalisation illustrés aux figures 1 et 2, les 1s électrodes 105 et 106, de type tapis roulants, sont mises en translation pour évacuer les granules déposés à leur surface dans un sens schématisé par la flèche F2, sensiblement concourant au courant d'air. II est également possible d'entraîner les tapis roulant en sens inverse, c'est-à-dire sensiblement à contre-courant par rapport au courant d'air. Cependant, les granules adhérés 20 à la surface des tapis roulants risquent d'être décollés par le courant d'air. Les tapis roulant évacuent les granules à l'opposé du courant d'air par rapport aux électrodes. Ensuite, les granules sont collectés sur les tapis roulant par raclage, à l'aide de racles 110. Celles-ci décollent les granules des tapis roulant et les dirigent vers un collecteur 111 - 112. 25 La vitesse du tapis est corrélée avec le débit de granules provenant du moyen 109 d'introduction du mélange M de granules, la composition initiale du mélange granulaire à séparer et la largeur du tapis. Elle doit être suffisante pour que les granules attirés par l'électrode ne forment qu'une seule couche à la surface du tapis. Sinon, la 30 force d'image électrique n'est pas assez importante pour adhérer les granules au tapis.

Par ailleurs, en utilisant une vitesse trop faible, les granules resteraient en contact avec le tapis des électrodes un temps suffisamment long pour qu'ils se déchargent. Ceci a comme effet de diminuer la force d'image électrique qui adhère les granules à la surface du tapis. Les granules risquent alors de se détacher du tapis avant de pouvoir être récupérés par les collecteurs 111-112, et de retomber à la base des électrodes. Si le courant d'air est aussi large que la distance séparant la base de chaque électrode, les granules qui retombent peuvent être remis en circulation dans le courant d'air. Sinon les granules tombent dans le bas de la chambre 100 et doivent être lo récupérés puis réintroduits dans la chambre via le moyen 109. A titre d'exemple, avec les matériaux plastiques provenant des déchets informatiques, un débit d'environ 300 kg/heure et un tapis ayant une largeur de 1 m, une vitesse de l'ordre de 5 m/min peut être suffisante. Le procédé selon l'invention peut comprendre en outre, une Is étape g) de nettoyage des électrodes, postérieure à l'étape f). A cette fin, le dispositif de séparation selon l'invention comprend un moyen de nettoyage des électrodes, schématisé sur les figures 1 et 2 par des brosses 113. Celles-ci permettent de décoller les granules qui ne l'auraient pas été par les racles 110. Elles permettent surtout de débarrasser les tapis roulant des poussières 20 P générées inévitablement par la mise en oeuvre du procédé. En effet, les chocs des granules entre eux, lors de la charge triboélectrique, engendrent une certaine érosion de ces granules qui se matérialise par de la poussière. Celle-ci s'accumule sur les tapis roulant et peut diminuer l'adhésion des granules par la force d'image électrique. Les brosses 113 permettent de 25 débarrasser les tapis de cette poussière et de maintient le pouvoir d'attraction et d'adhésion pendant toute la durée de fonctionnement du dispositif. De préférence, comme illustré en figure 1, les collecteurs 111-112 sont en contact étanche avec le tapis roulant correspondant 106-105 pour récolter les poussières et les évacuer de la chambre 100. De manière 30 alternative, illustrée en figure 2, les poussières P peuvent être évacuées par un collecteur dédié 114.

D'autres moyens peuvent être utilisés, du moment qu'ils permettent l'évacuation et la collecte des granules adhérés à chaque électrode. On peut, par exemple, utiliser des électrodes rotatives combinées à une racle disposée à l'opposé du courant d'air de fluidisation par rapport aux électrodes. On peut également utiliser un moyen d'évacuation et de collecte mobile par rapport à une électrode immobile. Avec le procédé et le dispositif selon l'invention, la charge se fait au sein même de la chambre de séparation, de sorte que les granules ne risquent pas de perdre leur charge avant d'être soumis au champ électrique.

En outre, dès qu'un granule est chargé, il est attiré par l'électrode de polarité opposée. Chaque granule ne reste donc dans le courant d'air de charge triboélectrique que le temps nécessaire à l'acquisition d'une charge suffisante pour qu'il soit attiré par une électrode. Ceci permet un rendement optimal, en laissant la place pour d'autres granules et en utilisant 1s uniquement l'énergie mécanique du courant d'air strictement nécessaire à l'acquisition de la charge triboélectrique. Enfin, le fait que les granules soient immédiatement évacués dès qu'ils adhèrent à une électrode optimise également le rendement, puisque les granules n'ont pas le temps de perdre leur charge, et laisse la place pour 20 que d'autres granules adhèrent aux électrodes. De préférence, le dispositif comprend un moyen de contrôle du débit d'introduction des granules relié à un moyen de mesure (non représentés) de la masse de granules collectés par les collecteurs 111 et 112. Ainsi, l'introduction du mélange de granules à l'étape b) est 25 réalisée selon un débit, exprimé en masse de granules introduite par unité de temps, régulé à une valeur sensiblement égale à la masse de granules collectés à l'étape f) par unité de temps. Autrement dit, le moyen de contrôle du débit est adapté pour commander le débit d'introduction des granules en fonction de la masse mesurée par le moyen de mesure. 30 Selon le mode de réalisation illustré en figure 2, le courant d'air est préalablement chauffé avant d'entrer dans la chambre de séparation. A cette fin, le dispositif de séparation électrostatique selon l'invention

comprend un moyen de chauffage 120 du courant d'air, agencé en amont de l'entrée d'air 102 de la chambre de séparation 100. Ce moyen de chauffage 120 permet d'ajuster la température de l'air de fluidisation à une température optimale pour réduire l'humidité superficielle des granules et améliorer les conditions d'électrisation par effet tribo-électrique. Par exemple, avec un mélange de granules de matériaux ABS (acrylonitrile butadiène styrène) et HIPS (High Impact Po'ystyrene ou polystyrène choc en français), de taille comprise entre 1,5 et 3 mm, cette température optimale est comprise entre 35°C et 45°C. lo Le dispositif de séparation électrostatique selon l'invention peut aussi comprendre une chambre d'air 130, agencée en aval de l'entrée d'air 102 de la chambre de séparation 100, et comprenant des moyens d'homogénéisation du courant d'air entrant dans la chambre de séparation 100. De préférence, cette chambre d'air 130 est disposée en amont du ts diffuseur d'air 102a et elle est connectée à un compresseur 131. Les moyens d'homogénéisation du courant d'air sont, par exemple, des billes en verre 132. Leur répartition dans la chambre d'air 130 permet de diviser le courant d'air comprimé, de sorte que le courant d'air est homogène sur toute sa largeur lorsqu'il entre dans la chambre 100 et assure 20 une pression horizontale uniforme dans la chambre de séparation 100. Selon d'autres modes de réalisation, l'introduction des granules peut être faite par projection depuis le bas de la chambre de séparation, avec le courant d'air (et éventuellement un courant d'air complémentaire) de telle sorte que les granules projetées vers le haut !évitent 25 dans le courant d'air selon un régime turbulent et se chargent électriquement par contacts entre eux et/ou avec les parois de la chambre de séparation.

Claims

REVENDICATIONS1) Procédé de séparation électrostatique d'un mélange de granules de matériaux différents, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) injection, entre deux électrodes dans une chambre de séparation délimitée par des parois et munie d'une entrée et d'une sortie d'air, d'un courant d'air de fluidisation ; b) introduction du mélange de granules de matériaux différents, dans le courant d'air de fluidisation ; c) contrôle du courant d'air de fluidisation, pour que les granules lévitent dans le courant d'air selon un régime turbulent et se chargent 1s électriquement par contacts entre eux et/ou avec les parois de la chambre de séparation ; d) génération d'un champ électrique entre les deux électrodes, sensiblement perpendiculairemert au sens du courant d'air, tels que les granules chargés à l'étape c), se déplacent, soit dans le sens du champ électrique 20 s'ils sont chargés positivement, soit en sens opposé si leur charge est négative ; e) adhésion des granules chargés à la surface des électrodes ; f) évacuation et collecte des granules adhérés à chaque électrode ;
2) Procédé de séparation électrostatique selon la 25 revendication 1, dans lequel, lors de l'étape a), le courant d'air de fluidisation est injecté sensiblement en direction verticale ascendante, et lors de l'étape b), le mélange de granule est introduit par chute libre et à contre-courant par rapport au courant d'air de fluidisation.
3) Procédé de séparation électrostatique selon la 30 revendication 2, dans lequel le courant d'air de fluidisation, injecté dans la chambre de séparation à l'étape a), présente un gradient négatif de pression en direction verticale ascendante.
4) Procédé de séparation électrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'introduction du mélange de granules à l'étape b) est réalisée selon un débit, exprimé en masse de granules introduite par unité de temps, régulé à une valeur sensiblement égale à la masse de granules collectés à l'étape f) par unité de temps.
5) Procédé de séparation électrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le courant d'air est préalablement chauffé avant d'entrer dans la chambre de séparation.
6) Procédé de séparation électrostatique selon l'une lo quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le courant d'air est homogénéisé en entrant dans la chambre de séparation.
7) Procédé de séparation électrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'étape f) est mise en oeuvre au moyen d'électrodes de type tapis roulant en matériau conducteur 15 électrique, l'évacuation des granules étant effectuée par la mise en translation des tapis roulants, et la collecte étant réalisée par raclage.
8) Procédé de séparation électrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant, en outre, une étape g), postérieure à l'étape f), de nettoyage des électrodes. 20
9) Dispositif de séparation électrostatique d'un mélange de granules de matériaux différents, caractérisé en ce qu'il comprend : une chambre de séparation (100) délimitée par des parois (101) et munie d'une entrée (102) et d'une sortie (103) d'air ; deux électrodes (105, 106) s'étendant dans la chambre de séparation 25 entre l'entrée et la sortie d'air ; un moyen d'injection (108, 131), entre les deux électrodes, d'un courant d'air de fluidisation selon une direction déterminée (F1) ; un moyen d'introduction (109) du mélange (M) de granules dans le courant d'air de fluidisation ; 30 un moyen de contrôle du courant d'air de fluidisation tel que, en utilisation, les granules léviteni: dans le courant d'air selon un régime turbulent et se chargent électriquernent par contacts entre eux et/ou avec les parois de la chambre de séparation ; un moyen de génération (107), entre les deux électrodes, d'un champ électrique (E) sensiblement perpendiculairement à la direction (F1) du courant d'air ; un moyen d'évacuation (105-106) et de collecte (110-111-112) des granules adhérés à chaque électrode.
10) Dispositif de séparation selon la revendication 9, dans lequel l'entrée d'air (102) est agencée de telle sorte que le courant d'air soit, to en utilisation, sensiblement en direction verticale ascendante.
11) Dispositif de séparation selon l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel le moyen d'introduction (109) du mélange de granules est agencé pour introduire les granules, dans la chambre de séparation, par chute libre et à contre-courant par rapport au courant d'air de fluidisation. 15
12) Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel les électrodes (105, 106) sont agencées de manière divergente depuis l'entrée d'air (102) vers la sortie d'air (103).
13) Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, comprenant un moyen de chauffage (120) du courant 20 d'air agencé en amont de l'entrée d'air (102) de la chambre de séparation (100).
14) Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, comprenant une chambre d'air (130) agencée en aval de l'entrée d'air (102) de la chambre de séparation et comprenant des 25 moyens d'homogénéisation (132) du courant d'air.
15) Dispositif de séparation selon la revendication 14, dans lequel les moyens d'homogénéisation du courant d'air sont des billes en verre.
16) Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, comprenant un moyen de contrôle du débit 30 d'introduction des granules.
17) Dispositif de séparation selon la revendication 16, comprenant un moyen de mesure de la masse de granules collectés relié aumoyen de contrôle du débit, celui-ci étant adapté pour commander le débit d'introduction des granules en fonction de la masse mesurée par le moyen de mesure.
18) Dispositif de séparation selon l'une quelconque des 5 revendications 9 à 17, dans lequel le moyen de collecte des granules est une racle (110).
19) Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 18, comprenant un moyen de nettoyage (113) des électrodes. 10
20) Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 19, clans lequel les électrodes sont de type tapis roulant.
21) Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 20, le moyen de génération du champ électrique (107) est ajustable.