LU84693A1 - Procede de stabilisation de pellets instables de matieres minerales pulverulentes - Google Patents

Description

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La présente invention a trait à un procédé pour la stabilisation de pellets de matières minérales pulvérulentes, granuleuses ou poudreuses, telles que des minerais, de la dolomie, des carbonates ou phosphates pour l'industrie chimique, la fabrication du verre, l'industrie céramique, l’agriculture, la construction du bâtiment, etc., pellets qui sont instables après leur fabrication par agglomération par suite de perte d'eau par séchage, par hygroscopicité ou par réac-" tion avec l'air atmosphérique.

On sait que dans l'industrie se présentent des quantités importantes de matières premières ou de déchets finement divisés, c'est-à-dire pulvérulents, granuleux ou poudreux, dont le stockage, le transport et la transformation sous cette forme présentent des problèmes sérieux. Il s'agit, par exemple, de toutes sortes de matières pulvérulentes, telles que des matières de récupération poudreuses provenant des installations d'épuration de fumées, de la poudre de ciment, etc., qui forment des nuages de poussière lors de leur chargement ou déchargement, transport et stockage, avec comme / conséquence des pertes non négligeables et un risque sérieux , de pollution de l'environnement, ainsi que de toutes sortes de matières hygroscopiques, telles que des matériaux de ‘ construction, des engrais chimiques ou autres, qui s'agglo mèrent par suite de leur hygroscopicité ou leur affinité pour l'eau, ou deviennent déliquescentes et de ce fait inutilisables en cas d'absorption excessive d'humidité. En outre, il s'agit également de toutes sortes de produits, capables de réagir avec l'oxygène ou un autre composant de l'air atmosphérique, de manière à se transformer lentement, en cas de stockage prolongé, en des produits inutilisables, ainsi que de nombreuses matières finement divisées ou pulvérulentes, / telles que des minerais pour l'industrie métallurgique, dont

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- 3 - le traitement dans les fours à cuve s'effectue nécessairement ou de préférence sous forme de morceaux relativement gros.

Différentes mesures ont été prises dans la pratique pour remédier aux difficultés susmentionnées, mesures qui varient d'un cas à l'autre selon la nature et la destination des matières concernées, mais qui, comme toutes, s'avèrent peu économiques et souvent d'une efficacité douteuse. C'est ainsi, par exemple, que des matières hygroscopiques ou réagissant avec des composants de 1'air atmosphérique sont emmagasinées ou transportées en des sacs d'un matériau d'emballage doublé. Cette solution présente toutefois des inconvénients sérieux, étant donné non seulement que l'emballage des produits concernés en des sacs de ce genre est une besogne laborieuse et chère, mais aussi que les frais de transport des produits ainsi emballés sont sensiblement plus hauts que ceux du transport par bande transporteuse ou par voie ‘ pneumatique de matières pulvérulentes ou granulées. En ajoutant l'inconvénient d'une efficacité souvent insuffisante lorsque, après l'ouverture de l'emballage, le contenu n'est / pas utilisé immédiatement et reste de ce fait exposé à l'influence nuisible de l'air et de l'humidité. Une autre solu- " tion comportant l'emballage de ces matières en des boîtes de i fer-blanc est également inadmissible pour des raisons ana logues.

La fabrication d'engrais chimiques nitrates accusant une forte teneur en acide pour en éviter les pertes d’ammoniaque, elle non plus n'est une solution entièrement satisfaisante du problème concerné. En effet, la formation d'oxydes d'azote dans ces engrais chimiques signifie non seulement une perte relativement importante de matières nutritives, mais également un danger réel au point de vue hygiénique par suite de / la nocivité de ces oxydes d'azote, qui sont, en outre, des - 4 - composés extrêmement aggressifs, qui détruisent en peu de temps les matériaux d'emballage.

L'agglomération des matières concernées sous forme de pellets au moyen d'un liquide de pelletisation, telle que normalement l’eau, elle non plus n’a donné jusqu'à présent des résultats entièrement satisfaisants, ce qui se conçoit facilement en présence de produits hygroscopiques ou réactifs envers l'air, pour la simple raison que les causes de la dégradation des produits, à savoir leur hygroscopicité ou leur réactivité chimique, ne sont pas supprimées par la pelletisation.

Il est vrai que les inconvénients susmentionnés n'existent pas pour de nombreuses matières du genre concerné, telles que des minerais, de la poudre de charbon et des déchets pulvérulents. Toutefois, en dépit de leur aptitude à l'agglomération, la plupart de ces matières ne se prêtent pas à la pelletisation pour la simple raison qu'après l'agglomération les pellets perdent rapidement par évaporation leur teneur en liquide de pelletisation de manière à se désagréger / sous la moindre pression. / y

Or, la présente invention se propose de porter remède aux inconvénients susmentionnés et préconise à cet effet la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication de pellets, parfaitement stables indépendamment de leur consistance, de produits finement divisés, qui autrement ne se prêtent pas à l'agglomération sous forme de pellets stables par malaxage ou roulement en présence d'un liquide faisant office de liant. L'invention prévoit ainsi que des matières finement granulées ou pulvérulentes sont d'abord transformées, de manière connue en soi, en pellets au moyen d'un liquide de pelletisation et les pellets ainsi obtenus sont ensuite enveloppés d'une couche d'une substance minérale non ou à peine soluble dans / - 5 - l'eau.

L'invention a donc trait à un procédé de pelletisation de matières qui, de manière connue, se prêtent en principe à l'agglomération en présence d'un liquide de pelletisation, mais qui, comme il est généralement admis, ne conviennent pas dans la pratique à l'agglomération sous forme de pellets stables, par suite du fait que ces derniers perdent rapidement leur consistance par évaporation, par absorption excessive d'humidité par suite leur hygroscopicité ou par réaction avec des corps présents dans l'air atmosphérique ambiant, et se désagrègent ainsi facilement. L'enrobage des pellets au moyen d'une substance non à peine soluble dans l'eau les protège efficacement contre la pénétration d'humidité ou d'autres composants de l'air atmosphérique, de manière à assurer non seulement leur stabilité physique, c'est-à-dire en premier lieu leur consistance, mais également leur stabilité chimique.

De nombreuses substances appropriées, répondant aux exigences concernées, entrent en ligne de compte pour l'en- / / robage de pellets par le procédé selon l'invention. Il s'agit spécialement d'hydroxydes de métaux du groupe principal ou secondaire II du tableau périodique des éléments, donc de composés minéraux qui, d'une part, n'occasionnent pas de réactions nuisibles, mais exercent plutôt des effets favorables dans de nombreux processus de mise en oeuvre des matières pelletisées et qui, d'autre part, se laissent facilement appliquer sur les pellets, formés de manière connue en soi par agglomération de la matière concernée en présence d'un liquide de pelletisation approprié et puis enrobés d'un oxyde métallique sec, ensuite transformé en hydroxyde par absorption d'humidité ou par addition d'eau. Le choix du / ij composé destiné à l'enrobage des pellets par le procédé selon - 6 - le mode de mise en oeuvre précédent de 1'invention dépend de la nature et la destination de la matière dont se composent les pellets. Un composé préféré de ce genre est 1'hydroxyde de calcium, CaCOH^, utilisé avantageusement dans de nombreuses applications de matières minérales, par exemple comme moyen de neutralisation de sols acides dans l'agriculture, comme liant dans la construction du bâtiment et comme adjuvant pour la formation de scories.

Suivant un autre mode de mise en oeuvre du procédé selon l’invention, l'enrobage des pellets s'effectue par arrosage avec un agent liquide, dissous ou dispersé, qui, par réaction avec la matière dont se composent les pellets, forme un composé non ou à peine soluble dans l'eau et formant autour des pellets une couche protectrice, qui en protège le noyau contre la pénétration d'humidité par diffusion. Cet agent, choisi en fonction de la nature et de la destination de la matière pelletisêe, est, par exemple, une solution acide ou alcaline diluée, un dissolvant, tel que la benzine, le benzène, le méthanol, l'éthanol, le tétrachlorure de carbone, / etc., ou la paraffine, l'addition de l'agent destiné à réagir/ avec la matière des pellets étant dosée de manière que seule une partie de cette matière est transformée par réaction chimique. Un exemple d'application du présent mode d'exécution du procédé selon l'invention concerne la pelletisation de phosphates naturels employés dans l'agriculture, „tels que la phosphorite ou l'apatite, ou de dolomie (carbonate double de calcium et de magnésium). Dans les cas de ce genre, l'enrobage des pellets s'effectue de préférence par arrosage avec une solution diluée d'acide sulfurique ou par utilisation directe d'une telle solution en guise de liquide de pelletisation au stade final du processus de pelletisation, t ! l'addition d'acide sulfurique étant dosée de manière que la h —v - 7 - transformation du phosphate calcique tertiaire avec formation simultanée d'anhydride (sulfate de calcium) s'arrête au stade de formation d'hydrogénophosphate de calcium (CaHPO^) . La couche protectrice qui enveloppe les pellets se compose ainsi d'hydrogénophosphate, soluble uniquement en des acides minéraux, et de sulfate de calcium insoluble, qui s'oppose à la pénétration d'humidité dans le noyau des pellets et à la sortie d'humidité des pellets dans l'atmosphère par diffusion, sans s'opposer à la désagrégation des pellets sous l'influence d'un acide minéral approprié attaquant l'hydro-génophosphate calcique soluble présent dans la couche formée sur la surface des pellets.

L’enrobage des pellets s'effectue de préférence dans un malaxeur à tambour à une vitesse de rotation périphérique de 0,20-0,180, de préférence 0,165 m/seconde et à une température de 30°C, l'élévation de la température pendant la réaction étant limitée à 10°C au maximum par réglage du débit d'addition du liquide de pelletisation. La dose de liant (par exemple du CaO ou CaSO.) ajoutée sous forme de disper- q / / sion (1 mole d'eau par mole de liant) s'élève à 2-5 S en poids, de préférence à 2-3 % en poids par rapport au poids total des pellets prêts à l'emploi.

L'invention est illustrée dans les lignes qui suivent par la description de quelques exemples de mise en oeuvre.

Exemple 1.

Un mélange d'environ 40 kg de "dolocat" (mélange de dolomie et de carbonate de calcium) et de 7,0 kg d'eau faisant office de liquide de pelletisation est pelletisê dans un malaxeur à tambour d'une capacité de 300 litres. Après 15 à 20 minutes d'agitation, on ajoute 3,0 kg de chaux vive (CaO) et on continue l'agitation pour bien mélanger l'ensemble j jusqu'à ce que la température reste constante. La trans-

Claims (10)

1.- Procédé de stabilisation de toutes sortes de pellets formés par agglomération de matières minérales pulvérulentes, telles que des minerais pour la métallurgie, de la dolomie et des carbonates ou phosphates, destinées à l'utilisation dans l'agriculture ou l'industrie du bâtiment, pellets qui sont instables par suite d'exsiccation, par absorption d’humidité par hygroscopicité ou par réaction avec l'air atmosphérique, caractérisé en ce que les pellets formés par agglomération en présence d'un liquide de pelletisation dûment choisi sont enrobés d'une couche d'une matière minérale non ou a peine , soluble dans l'eau. i I ^ .. .... .. . .. .. ..... .... . . - 9 -

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière enrobant les pellets est l'hydroxyde d'un des métaux du groupe principal ou secondaire II du tableau périodique des éléments.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière à agglomérer est d'abord pelletisée de manière connue sous addition d'un liquide de pelletisation, après quoi les pellets ainsi formés sont enrobés d'une couche protectrice d'un oxyde métallique sec, appliquée par pulvérisation ou par roulement, et l'oxyde métallique de la couche protectrice ainsi formée est transformé en hydroxyde par réaction avec de l'eau provenant du pellet ou amenée par addition supplémentaire de liquide de pelletisation.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enrobage des pellets s'effectue par arrosage au moyen d'un agent liquide, dissous ou dispersé, qui, par réaction avec la matière des pellets, forme un composé non ou â peine soluble dans l'eau, formant autour des pellets une couche protectrice s'opposant à toute pénétration ou sortie d'humidité par diffusion. 7

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit agent, dont le choix est dicté par la nature et la destination de la matière pelletisée, est une solution acide ou alcaline diluée, un dissolvant organique, tel que la benzine, le benzène, le mêthanol, l'éthanol ou le tétrachlorure de carbone, de la paraffine ou autre.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'addition dudit agent réagissant avec la matière pelletisée est dûment dosée de manière à limiter la transformation chimique de cette matière a une transformation partielle, de sorte qu'elle ne subit pas d'altération ni de dégradation appréciable. / _ / - 10 - ê

7. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications prëcëdentès 1-6, caractérisé en ce que l'enrobage des pellets s'effectue dans un malaxeur à tambour à une vitesse de rotation périphérique de 0,120 à 0,190, de préférence.0,165 m/seconde et à une température de 30°C.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élévation de la température au stade de liaison d'une s λ durée de 5 minutes est limitée à 10°C au maximum par réglage / judicieux de l'addition de liquide.

9. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications précédentes 1-8, caractérisé en ce que la dose de liant (par exemple du CaO ou CaSO^) ajouté sous forme de dispersion (1 mole d'eau par mole de liant) s'élève à 2-5, de préférence à 2-3 % en poids par rapport au poids total des pellets prêts à 1'emploi.

10. Procédé de stabilisation de pellets instables de matières minérales pulvérulentes, substantiellement tel que décrit précédemment.