WO1986007589A1 - Procede de transformation de dechets organiques et mineraux en materiaux solides, inertes et insolubles dans l'eau - Google Patents

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Georges Biez
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Loma Finance Inc.
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the present invention relates to a process for transforming solid waste, comprising at least 30%, by weight, of cellulose materials, into solid materials, inert and insoluble in water.
  • This process can in particular be applied to transform household refuse or industrial waste, consisting of mixtures, of various compositions, of organic and mineral materials, into materials usable in the building industry and civil engineering.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks by providing a process for transforming organic and mineral waste into inert materials, usable for example in the building industry and civil engineering, this process comprising operations during which the treated waste undergoes a significant reduction in volume and is transformed into an inert solid product without any risk of release of toxic gas, or other harmful materials, during or after the implementation of the process.
  • the method according to the invention is characterized in that the metallic bodies possibly contained in the waste are eliminated, then the waste is ground and homogenized, so as to form a homogeneous pulverulent mass, the mass in the form of a plurality of solid bodies and, finally, these bodies are subjected, in the presence of quicklime, to a heat treatment comprising an initial heating phase causing sudden heat to the core of the bodies, from a temperature initial temperature less than 100 ° C, up to a temperature at least equal to 250 ° C but lower than the pyrolysis temperature of plastics possibly present in the initial mass of waste.
  • the moisture content of the solid bodies is adjusted to a value of 27 to .30% by weight, before the heat treatment.
  • the moisture content of the solid bodies is adjusted to a value of 27 to .30% by weight, before the heat treatment.
  • the pressure under which the mass is compressed to form the solid bodies is between 150 and 900 bars.
  • the mass is compressed in the form of granules constituted by cylindrical bodies having a diameter between 4 and 20 millimeters and a length between 6 and 30 millimeters.
  • At least one additive is incorporated into the pulverulent mass of waste, at the latest before proceeding to the compression operation of this mass.
  • quicklime powder corresponding, for example, to a proportion of between 0.3 and 10% of the pulverulent mass of waste, in this mass, before carrying out the compression operation. of the latter.
  • the purpose of this incorporation of quicklime is to bring about a rise in the temperature of the mass of waste to an optimal value for the compression process, that is to say, for example, to a temperature of the order of t 80 ° C, as a result of the reaction of quicklime with the water present in the mass of waste.
  • Quicklime can be incorporated into the waste mass alone or as a mixture with a certain quantity of at least one calcium salt, such as carbonate, for example in CaO / CO-Ca weight proportions of between 2: 1 and 1 : 5.
  • the blocks of mass of waste are heated to the core to a temperature between 250 and 300 ° C. and then maintained a certain time at this temperature, this initial heating phase being followed by an intermediate cooling phase during which the temperature gradually decreases, to a value between 60 and 80 ° C, and a final phase of maintenance at a temperature between 60 and 80 ° C.
  • the total duration of the heat treatment is between 20 and 45 minutes.
  • the total duration of the initial heating phase corresponds to approximately one third of the total duration of the heat treatment.
  • the heat treatment is carried out by moving, with a constant speed, the granules, from a first heating zone at temperature between 250 and 300 ° C, to an end heating zone at temperature between 60 and 800 ° C, passing through an intermediate zone in which a temperature gradient prevails corresponding to a gradual variation of the temperature, in the direction of movement of the granules, between the temperature of the first heating zone and that of the end of heating zone, the granules being introduced, at the start of the first zone of heating, simultaneously with quicklime powder or a powder mixture of quicklime and at least one calcium salt, in the divided solid state.
  • the calcium salt is calcium carbonate.
  • the proportion of quicklime, or mixture of quicklime and at least one calcium salt, added to the granules just before subjecting these granules to heat treatment corresponds to 0.3 to 0.5 percent by weight of CaO and 0.3 to 0.5 percent by weight of calcium salt.
  • the heat treatment is carried out by passing the granules through a rotary tunnel oven, the axis of rotation of which is placed in a practically horizontal position, this oven being provided with a internal helical ramp allowing the transport of the blocks at constant speed from one end to the other of the oven.
  • the materials which are liable to be subjected to the process according to the invention can be of very varied origin and composition.
  • it can be household waste as well as industrial waste or residues.
  • the average composition of the treated material is within the following limits (expressed in percentage by weight): cellulosic materials: 5060% starchy materials (such as starch): 6 to 7% plastics (synthetic polymer resins): 6 to
  • the garbage and waste arising from the removal from the collection places are subjected to the usual sorting and sieving operations in order to separate the possibly recoverable and / or recyclable objects as such, in particular the large metal masses.
  • the preparation of the mass of waste in the form of a homogeneous pulverulent mixture practically free of metallic materials, and in particular of iron can be carried out by grinding and mixing, these two operations being able to be carried out simultaneously or separately and combined with one or more operations of sorting intended for the separation of metal pieces and more particularly pieces of iron-based materials.
  • this mass can be subjected to a first, coarse grinding, up to an average size of pieces of about 50 millimeters, this grinding being carried out before or after a magnetic sorting intended for the removal of particles of iron and the like.
  • an additional mineral filler in order to modify the overall composition of the mass, in particular with a view to influencing the composition and the. characteristics of the final product, for example to give it a desired density.
  • the addition of this additional charge can be carried out either before the incorporation of the binder in the mass of crushed waste, ie at the same time as this operation.
  • the mineral additional filler As a constituent of the mineral additional filler, it is possible, for example, to use one or more materials chosen from the following: clacium carbonate, gypsum, plaster, blast furnace fly ash, magnesia, barium sulfate , lithopone, dolomite, clayey materials, powdered coal.
  • the total proportion of materials constituting this additional charge is such that it constitutes from 20 to 40% by weight of the overall amount of the mixture of the mass of waste with this charge.
  • the incorporation of the additive into the mass of crushed waste possibly containing the additional charge is advantageously carried out in a mixing device (for example a vertical mixer) and followed by a stay in another mixing device (for example a horizontal mixer) in which the impregnation of the ground material with the additive is continued, for example for a period of the order of 15 to 20 minutes, so as to obtain a homogeneous mixture of the ground material and the additive in which the latter permeates this material perfectly.
  • a mixing device for example a vertical mixer
  • another mixing device for example a horizontal mixer
  • any material in the pulverulent, liquid or pasty state can be used, which can be incorporated intimately and homogeneously into the ground material by giving it properties, in particular with regard to plasticity and rheological characteristics, allowing the subsequent placing of the mixture in the form of solid bodies capable of keeping their cohesion during the final operation of thermochemical treatment.
  • pulverulent product consisting of a mixture, in weight proportions of between 1: 2 and 2: 1, of a first powder containing
  • a second powder obtained by drying cassava flour swollen by heating, until boiling, in an aqueous medium containing formaldehyde and ammonia for example, using 0.5 to 2 parts of formaldehyde and 0, 5 to 2 parts of ammonia at 40 ° Balm for 10 to 40 parts by weight of cassava flour.
  • the amount of additive can be, for example, between 0.5 and 5%, by weight, relative to the weight of the homogeneous mass of waste.
  • the operation of compressing the mass mixture of waste (possibly containing an additional charge) and additive as well as, if necessary, quicklime or mixture of quicklime and at least one calcium salt can be carried out , in a manner known per se, according to the form which it is desired to give to the material constituting the final product of desired transformation.
  • a granulated material for example in the form of small cylinders having a length of 6 to 30 millimeters and a diameter of 4 to 20 millimeters, an industrial type granulating apparatus is used, allowing '' granulate under a pressure of 150 to 900 bar.
  • the proportion of quicklime or mixture of quicklime and calcium carbonate relative to the solid bodies subjected to the heat treatment is preferably from 0.3 to 0.5%, by weight, of CaO and from 0.3 to 0 , 5%, by weight, of calcium carbonate.
  • the total heating time is between 20 and 45 minutes, the duration of the first heating phase preferably corresponding to one third of the total heating time.
  • the solid bodies to be treated performs the heat treatment by moving, with a constant speed, the solid bodies to be treated from a first heating zone, at a temperature between 250 and 300 ° C, to an end of heating zone at a temperature between 60 and 80 ° C, passing through an intermediate heating zone • in which there is a temperature gradient corresponding to a progressive variation of the temperature, in the direction of movement of the solid bodies between the temperature of the first heating zone and that from the end of heating zone, the solid bodies subjected to the heat treatment being introduced at the same time as quicklime or the mixture of quicklime and calcium salt at the start of the first heating zone, for example by sprinkling the bodies solids by quicklime powder or the powdery mixture of quicklime and calcium salt just before the bodies are introduced into the first heating zone.
  • a tubular rotary oven having an axis placed in a practically horizontal position is used to carry out the heat treatment, the material subjected to the heat treatment being introduced at the end of this oven corresponding to the first heating zone, and the material having undergone the heat treatment leaving the oven in the vicinity of its opposite end.
  • the final product is in the form of inert and insoluble blocks, for example cylindrical granules, composed almost exclusively of mineral matter and having a structure similar to that of limestone rocks. This product is capable of numerous uses, in particular as building elements, coating or filling in the building and civil engineering industries.
  • the garbage passes through a sieve trommel which makes it possible to select the pieces having a maximum size of 6 centimeters, the refusal being directed again towards the primary receiving pit.
  • the garbage thus selected is directed on a conveyor belt associated with a magnetic deferiser and a magnetic pulley placed at the head of this conveyor in order to allow to remove all the particles of ferro-magnetic materials which may have remained in the garbage originating from the primary grinding.
  • the refuse thus treated then falls into a secondary shredder, making it possible to reduce it to particles having an average size of 2 to 30 millimeters.
  • the mass of ground garbage is then directed into a ribbon mixer where a binder prepared by mixing 1Q parts by weight of flour is incorporated.
  • a homogeneous pulverulent mixture is thus obtained which is introduced into a rotary granulator in which cylindrical granules are formed, having a diameter of 5 millimeters and a length of 15 millimeters, by compression of the mixture under a pressure of 600 bars.
  • the granules thus obtained contain approximately 30% by weight of moisture.
  • These granules are introduced continuously, as well as a mixture of quicklime and calcium carbonate in an amount corresponding to 0.35% of finely pulverized quicklime (average particle size: 60 to 100 microns) and 0.35% of powdered technical calcium carbonate (average size 80 to 150 microns), containing at least 20% by weight of calcium, at the entrance of a tubular rotary kiln with a diameter of 1 meter and a length of 9 meters and a rotational speed adjusted so that the passage time of the material treated in the oven is of the order of 40 minutes.
  • the tube furnace is heated by means of a gas burner arranged at its end through which the granules and the mixture of quicklime and calcium carbonate are introduced.
  • the granules are gradually entrained in the furnace, by means of a helical screw placed inside thereof, and exit at the end opposite to that by which they are introduced, the total duration of residence of the granules in the oven being 40 minutes.
  • the granules pass successively in a first heating zone in which they stay for 15 minutes at a temperature between 280 ° C and 260 ° C, then for 15 minutes in an area where .
  • . fundamental temperature decreases approximately linearly between 260 and 80 ° C and finally for 10 minutes in a final heating zone where they are maintained between 80 ° C and 60 ° C.
  • Example 2 The procedure is as in Example 1, but incorporating into the ground rubbish mass, at the same time as the binder, an amount of construction plaster waste such as the ratio of the amount of plaster to the total amount of 'garbage and additional charge constituted by this plaster is equal to 30% by weight.

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Abstract

On élimine les corps métalliques éventuellement contenus dans les déchets, puis on broie les déchets et on les homogénéise, de manière à former une masse pulvérulente homogène, on comprime la masse sous forme d'une pluralité de granules cylindriques et, finalement, on met ces granulés en présence d'un mélange pulvérulent de chaux vive et de carbonate de calcium et on les soumet à un traitement thermique comportant une phase initiale de chauffage provoquant un brusque échauffement à coeur des granulés, sans dépasser la température de pyrolyse des matières plastiques éventuellement présentes dans la masse de déchets initiale. On obtient ainsi des granulés solides, inertes et insolubles dans l'eau, qui peuvent être utilisés, par exemple, comme granulat de mortier ou béton.

Description

PROCEDE DE TRANSFORMATION DE DECHETS ORGANIQUES ET MINERAUX EN MATERIAUX SOLIDES, INERTES ET INSOLUBLES DANS L'EAU
La présente invention concerne un procédé de transformation de déchets solides, comprenant au moins 30%, en poids, de matières cellulosiques, en matériaux solides, inertes et insolubles dans l'eau.
Ce procédé peut notamment être appliqué pour transformer des ordures ménagères ou des déchets d'origine industrielle, constitués par des mélanges, de compositions variées, de matières organiques et minérales, en matériaux utilisables dans l'industrie du bâtiment et le génie civil.
Jusqu'à présent, les ordures ménagères et les déchets industriels sont généralement soit simplement entreposés dans des décharges soit incinérés ou pyrolyses. Ces deux manières de faire présentent de graves inconvénients qui sont bien connus. Dans les deux cas, il y a un risque très important de pollution. En particulier, dans le cas de l'incinération ou de la pyrolyse, certaines matières qui sont très souvent présentes dans les ordures et déchets de toutes sortes d'origine sont susceptibles de dégager des gaz toxiques qui se répandent dans l'atmosphère. Par exemple, les matières plastiques chlorées ou fluorées sont susceptibles de dégager des vapeurs de chlore ou d'acide chlorhydrique ou bien de fluor ou d'acide fluorhydrique, respectivement. Il en résulte de sévères limitations quant aux possibilités de pratiquer ce genre de traitement des ordures et déchets.
D'autre part, l'accumulation progressive de volumes considérables de déchets non traités ou des résidus d'incinération qui ne sont susceptibles d'aucune utilisation ultérieure posent également de graves problèmes. La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients en fournissant un procédé de transformation de déchets organiques et minéraux en matériaux inertes, utilisables par exemple dans l'industrie du bâtiment et le génie civil, ce procédé comprenant des opérations au cours desquelles les déchets traités subissent une importante diminution de volume et sont transformés en un produit solide inerte sans aucun risque de dégagement de gaz toxique, ou autres matières nuisibles, pendant ou après la mise en oeuvre du procédé.
A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on élimine les corps métalliques éventuellement contenus dans les déchets, puis on broie les déchets et on les homogénéise, de manière à former une masse pulvérulente homogène, on comprime la masse sous forme d'une pluralité de corps solides et, finalement, on soumet ces corps, en présence de chaux vive, à un traitement thermique comportant une phase initiale de chauffage provoquant un brusque ëchauffement à coeur des corps, à partir d'une température initiale inférieure à 100°C, jusqu'à une température au moins égale à 250°C mais inférieure à la température de pyrolyse des matières plastiques éventuellement présentes dans la masse de déchets initiale.
De préférence, on règle la teneur en humidité des corps solides à une valeur de 27 à .30% en poids, avant le traitement thermique. A cet effet, on peut doser les quantités de masse pulvérulente de déchets ainsi que celles des charges et additifs éventuellement mélangés à cette masse avant sa compression, et ajouter si nécessaire, de l'eau ou des solutions aqueuses ou encore d'autres milieux agueux tels que des suspensions aqueuses.
Egalement de préférence, la pression sous laquelle l'on comprime la masse pour former les corps solides est comprise entre 150 et 900 bars. Conformément à un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux, on comprime la masse sous forme de granulés constitués par des corps cylindriques ayant un diamètre compris entre 4 et 20 millimètres et une longueur comprise entre 6 et 30 millimètres.
Conformément à un mode de mise en oeuvre particulier on incorpore au moins un additif dans la masse pulvérulente de déchets, au plus tard avant de procéder à l'opération de compression de cette masse.
Comme additif, on peut utiliser par exemple, au moins une substance choisie parmi les suivantes : phosphate monocalcique, acide phosphorique, sulfate de calcium, urée, sel d'ammonium, solution aqueuse d'ammoniaque, borax, bicarbonate de sodium, chlorure de sodium, extrait sec de gélatine, fécule ou amidon de manioc, alginate sodique, carboxyméthylcellulose, mêthylcellulose, méthylcellulose modifiée, acétate de polyvinyle, alcool polyvinylique, résine mélamine-formol, résine phënolique, agent d'insolubilisation pour résine mélamine-formol, agent d'insolubilisation pour alcool polyvinylique, résine de coumarone, résine urée-formol, silicate de potassium, silicate de sodium, cette substance étant à l'état de poudre ou à l'état liquide ou encore sous forme de solution ou dispersion aqueuse, lors de son incorporation dans la masse pulvérulente de déchets.
On peut également éventuellement incorporer une certaine quantité de chaux vive en poudre, correspondant, par exemple, à une proportion comprise entre 0,3 et 10% de la masse pulvérulente de déchets, dans cette masse, avant de procéder à l'opération de compression de cet dernière. Le but de cette incorporation de chaux vive est de provoquer une élévation de la température de la masse de déchets jusqu'à une valeur optimale pour le processus de compression, c'est à dire, par exemple, jusqu'à une température de l'ordre det 80°C, par suite de la réaction de la chaux vive avec l'eau présente dans la masse de déchets. La chaux vive peut être incorporée dans la masse de déchets seule ou en mélange avec une certaine quantité d'au moins un sel de calcium, tel que le carbonate, par exemple en proportions pondérales CaO/CO-Ca comprise entre 2 : 1 et 1 : 5.
Conformément à un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux, on provoque, au cours de la phase initiale de chauffage, l'échauffement à coeur des blocs de masse de déchets jusqu'à une température comprise entre 250 et 300°C puis on les maintient un certain temps à cette température, cette phase initiale de chauffage étant suivie d'une phase intermédiaire de refroidissement au cours de laquelle la température décroît progressivement, jusqu'à une valeur comprise entre 60 et 80°C, et d'une phase finale de maintien à une température comprise entre 60 et 80°C.
De préférence, la durée totale du traitement thermique est comprise entre 20 et 45 minutes.
Egalement de préférence, la durée totale de la phase initiale de chauffage correspond environ au tiers de la durée totale du traitement thermique.
Conformément à un mode de mise en. oeuvre particulièrement avantageux, on effectue le traitement thermique en déplaçant, avec une vitesse constante, les granulés, à partir d'une première zone de chauffage à température comprise entre 250 et 300°C, jusqu'à une zone de fin de chauffage à température comprise entre 60 et 800°C, en passant par une zone intermédiaire dans laquelle règne un gradient de température correspondant à une variation progressive de la température, dans le sens de déplacement des granulés, entre la température de la première zone de chauffage et celle de la zone de fin de chauffage, les granulés étant introduits, au début de la première zone de chauffage, simultanément avec de la chaux vive en poudre ou un mélange pulvérulent de chaux vive et d'au moins un sel de calcium, à l'état solide divisé.
De préférence le sel de calcium est le carbonate de calcium.
Avantageusement la proportion de chaux vive, ou de mélange de chaux vive et d'au moins un sel de calcium, ajouté aux granulés juste avant de soumettre ces granulés au traitement thermique, correspond à 0,3 à 0,5 pourcent en poids de CaO et à 0,3 à 0,5 pourcent en poids de sel de calcium.
Conformément à un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux, l'on effectue le traitement thermique en faisant passer les granulés à travers un four tunnel rotatif, dont l'axe de rotation est placé en position pratiquement horizontale, ce four étant muni d'une rampe hélicoïdale intérieure permettant le transport des blocs à vitesse constante d'une extrémité à l'autre du four.
Les matières qui sont susceptibles d'être soumises au procédé selon l'invention peuvent être d'origine et de composition très variées.
Par exemple, il peut s'agir d'ordures ménagères aussi bien que de déchets ou de résidus industriels.
Compte tenu de la nature de ces matières, qui sont, en pratique, constituées de mélanges de produits d'origine variées, il est clair que leur composition est susceptible de variations importantes et plus ou moins aléatoires. Cependant, de manière générale, il est particulièrement avantageux que la composition moyenne de la matière traitée soit comprise dans les limites suivantes (exprimées en pourcentage pondéral) : matières cellulosiques: 5060% matières amylacées (telle qu'amidon et fécule): 6 à 7% matières plastiques (résines polymères synthétiques) : 6 à
7% matières siliceuses : 3 à 4%
Préalablement à la mise en oeuvre du procédé, les ordures et déchets provenant de l'enlèvement sur les lieux de collecte sont soumis aux opérations habituelles de tri et tamisage afin d'en séparer les objets éventuellement récupérables et/ou recyclables tels quels, notamment les masses métalliques de grandes dimensions.
La préparation de la masse de déchets sous forme d'un mélange pulvérulent homogène pratiquement exempt de matières métalliques, et notamment de fer peut être effectuée par broyage et mélange, ces deux opérations pouvant être effectuées simultanément ou séparément et combinées avec une ou plusieurs opérations de tri destinées à la séparation de morceaux métalliques et plus particulièrement de morceaux de matières à base de fer. Par exemple, on peut soumettre cette masse à un premier broyage, grossier, jusqu'à une grosseur moyenne de morceaux d'environ 50 millimètres, ce broyage étant effectué avant ou après un tri magnétique destiné à l'enlèvement de particules de fer et autres matières ferro-magnétiques et étant suivi d'un deuxième broyage effectué, par exemple, au moyen d'un broyeur rotatif à marteau, de manière à réduire la masse en particules ayant des dimensions n'excédant pas 5 à 8 millimètres.
On peut éventuellement ajouter à la masse de déchets, de préférence après la préparation du mélange pulvérulent, une charge complémentaire minérale afin de modifier la composition globale de la masse, notamment en vue d'influer sur la composition et les. caractéristiques du produit final, par exemple pour lui conférer une densité désirée. L'adjonction de cette charge complémentaire peut être effectuée soit avant l'incorporation du liant dans la masse de déchets broyés, soit en même temps que cette opération.' Comme constituant de la charge complémentaire minérale, on peut, par exemple, utiliser une ou plusieurs matières choisies parmi les suivantes : carbonate de clacium, gypse, plâtre, cendres folles ("fly ash") de hauts fourneaux, magnésie, sulfate de baryum, lithopone, dolomite, matières argileuses, charbon en poudre.
De préférence, la proportion totale de matières constituant cette charge complémentaire est telle qu'elle constitue de 20 à 40% en poids de la quantité globale du mélange de la masse de déchets avec cette charge.
L'incorporation de l'additif dans la masse de déchets broyée renfermant éventuellement la charge complémentaire est avantageusement effectuée dans un appareil mélangeur (par exemple un mélangeur vertical) et suivie d'un séjour dans un autre appareil mélangeur (par exemple un mélangeur horizontal) dans lequel l'imprégnation de la masse broyée par l'additif est poursuivie, par exemple pendant une durée de l'ordre de 15 à 20 minutes, de manière à obtenir un mélange homogène de la matière broyée et l'additif dans lequel ce dernier imprègne parfaitement cette matière.
Comme additif, on peut utiliser toute matière à l'état pulvérulent, liquide ou pâteux, susceptible d'être incorporée intimement et de manière homogène à la matière broyée en lui conférant des propriétés, notamment en ce qui concerne la plasticité et les caractéristiques rhéologiques, permettant la mise ultérieure du mélange sous forme de corps solides aptes à garder leur cohésion au cours de l'opération finale de traitement thermo-chimique.
Par exemple, on peut utiliser comme additif un produit obtenu par chauffage, dans l'eau, à une température au plus égale à 90°C, d'au moins l'une des substances suivantes (de préférence dans les proportions indiquées ci-dessous en pourcentage pondéral, par rapport à la quantité d'eau utilisée) :
phosphate monocalcique : 0,2 à 1,5% acide phosphorique : 0,2 à 1,5% sulfate de calcium : 2,5 à 7,5% urée : 0,5 à 2% sel d'ammonium : 1,0 à 3,0% solution aqueuse d'ammoniaque à 40° Baume : 1,0 à 3,0% borax (par exemple le produit connu sous la dénomination commerciale "néobore") : 0,3 à 2,0 % bicarbonate de sodium ou chlorure de sodium : 0,3 à 1,5 % extrait sec de gélatine
(par exemple gélatine d'os) : 1,8 à 3,0 % fécule de manioc : 2,0 à 6,0 % amidon de manioc : 4,0 à 12,0 % alginate sodique : 2,0 à 8,0 % carboxyméthylcellulose : 1,5 à 4,0 % méthylcellulose : 1,0 à 3,0 % méthylcellulose modifiée (par exemple le produit connu sous la dénomination commerciale "Thylose"") : 1,5 à 5,0 % acétate de polyvinyle plastifié : 2,0 à 8,0 % alcool polyvinylique : 2,5 à 8,0 % résine urée formol : 0,5 à 3,0 % résine phënolique : 1,0 à 2,0 % alcool polyvinylique agent d'insolubilisation d'alcool polyvinylique, agent d'insolubilisation de résine mélamine-formol résine de coumarone silicate de potassium ou de sodium, etc.
On peut notamment avantageusement utiliser comme additif un produit pulvérulent constitué par un mélange, en proportions pondérales comprises entre 1 : 2 et 2 : 1, d'une première poudre contenant
0,3 à 1,2 parties en poids de sulfate de calcium 0,3 à 1,2 parties en poids de phosphate monocalcique 0 , 5 à 2 parties en poids de borax
0 , 5 à 2 parties en poids de urée
0 , 5 à 3 parties en poids de colle d'os
0 , 1 à 1 parties en poids de carboxyméthyl cellulose
10 à 50 parties en poids de carbonate de calcium
et d'une deuxième poudre obtenue par dessication de farine de manioc gonflée par chauffage, jusqu'à ébullition, en milieu aqueux renfermant du formol et de l'ammoniaque (par exemple, en utilisant 0,5 à 2 parties de formol et 0,5 à 2 parties d'ammoniaque à 40° Baume pour 10 à 40 parties en poids de farine de manioc) .
La quantité d'additif peut être, par exemple, comprise entre 0,5 et 5 %, en poids, par rapport au poids de la masse homogène de déchets.
L'opération de compression du mélange de masse de déchets (contenant éventuellement une charge complémentaire) et d'additif ainsi que, le cas échéant, de chaux vive ou de mélange de chaux vive et d'au moins un sel de calcium peut être effectuée, de manière connue en soi, selon la forme que l'on désire conférer au matériau constituant le produit final de transformation désirée. Avantageusement, en vue de l'obtention d'un matériau granulé, par exemple sous forme de petits cylindres ayant une longueur de 6 à 30 millimètres et un diamètre de 4 à 20 millimètres, on utilise un appareil à granuler de type industriel, permettant d'effectuer une granulation sous une pression de 150 à 900 bars.
On peut également comprimer le mélange de masse de déchets et d'additif et/ou charges minérales sous forme de blocs conformés ayant des dimensions de plusieurs centimètres, pouvant servir d'éléments de construction de murs ou de revêtement de chaussée, ou encore sous forme de plaques ou de panneaux pouvant servir, par exemple, comme éléments de revêtement de mur. La proportion de chaux vive ou de mélange de chaux vive et de carbonate de calcium par rapport aux corps solides soumis au traitement thermique est de préférence de 0,3 à 0,5%, en poids, de CaO et de 0,3 à 0,5%, en poids, de carbonate de calcium. De préférence, la durée totale de chauffage est comprise entre 20 et 45 minutes, la durée de la première phase de chauffage correspondant de préférence au tiers de la durée totale de chauffage.
Conformément à un mode de mise en oeuvre du procédé particulièrement avantageux, on. effectue le traitement thermique en déplaçant, avec une vitesse constante, les corps solides à traiter à partir d'une première zone de chauffage, à température comprise entre 250 et 300°C, jusqu'à une zone de fin de chauffage à température comprise entre 60 et 80°C, en passant par une zone de chauffage intermédiaire • dans laquelle règne un gradient de température correspondant à une variation progressive de la température, dans le sens de déplacement des corps solides entre la température de la première zone de chauffage et celle de la zone de fin de chauffage, les corps solides soumis au traitement thermique étant introduits en même temps que la chaux vive ou le mélange de chaux vive et de sel de calcium au début de la première zone de chauffage, par exemple en saupoudrant les corps solides par la chaux vive en poudre ou le mélange pulvérulent de chaux vive et de sel de calcium juste avant l'introduction des corps dans la première zone de chauffage.
Avantageusement, on utilise, pour effectuer le traitement thermique, un four rotatif tubulaire ayant un axe placé en position pratiquement horizontale, la matière soumise au traitement thermique étant introduite à l'extrémité de ce four correspondant à la première zone de chauffage, et la matière ayant subi le traitement thermique sortant du four au voisinage de son extrémité opposée . Le produit final est sous forme de blocs inertes et insolubles, par exemple des granulés cylindriques, composés presque exclusivement de matières minérales et ayant une structure similaire à celle des roches calcaires. Ce produit est susceptible de nombreuses utilisations, notamment comme éléments de construction, revêtement ou remplissage dans les industries du bâtiment et du génie civil.
On va maintenant illustrer la mise en oeuvre du procédé au moyen d'exemples non limitatifs :
Exemple 1
On reçoit directement des ordures municipales, essentiellement constituées de déchets d'origine ménagère, dans une trémie de réception qui alimente en continu, à vitesse constante, un broyeur primaire muni d'une cheminée balistique de 5 mètres de haut qui permet d'éjecter les blocs de matières solides éventuellement contenues dans les ordures, notamment les morceaux de ferraille ayant une masse de 50 grammes à trois kilogrammes, et d'un dispositif anti-explosion (plaque de blindage) .
A la sortie de ce broyeur, les ordures passent par un trommel de tamisage qui permet de sélectionner les morceaux ayant une grosseur maximale de 6 centimètres, le refus étant dirigé à nouveau vers la fosse primaire de réception. Les ordures ainsi sélectionnées sont dirigées sur un tapis roulant associé à un défériseur magnétique et à une poulie magnétique placée en tête de ce tapis afin de permettre de retirer toutes les particules de matières ferro-magnétiques ayant pu rester dans les ordures provenant du broyage primaire. Les ordures ainsi traitées retombent ensuite dans un broyeur secondaire permettant de les réduire en particules ayant une grosseur moyenne de 2 à 30 millimètres. On dirige ensuite la masse d'ordures broyées dans un mélangeur à rubans où on lui incorpore un liant préparé en mélangeant 1Q parties en poids de farine de manioc et 2,5 parties en poids de solution aqueuse de soude à 32° Baume et 2,5 parties en poids de solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 32e Baume dans 100 parties en poids d'eau, chauffage à 90°C, pendant un quart d'heure et séchage final du mélange, de manière à former un produit pulvérulent pratiquement sec. On obtient ainsi un mélange pulvérulent homogène que l'on introduit dans un granulateur rotatif dans lequel on forme des granulés cylindriques, ayant un diamètre de 5 millimètres et une longueur de 15 millimètres, par compression du mélange sous .une pression de 600 bars. Les granulés ainsi obtenus contiennent environ 30 % en poids d'humidité.
On introduit, de manière continue, ces granulés ainsi qu'un mélange de chaux vive et de carbonate de calcium en quantité correspondant à 0,35% de chaux vive finement pulvérisée (granulometrie moyenne : 60 à 100 microns) et 0,35% de carbonate de calcium technique en poudre (granulo étrie moyenne 80 à 150 microns) , contenant au moins 20 % en poids de calcium, à l'entrée d'un four rotatif tubulaire ayant un diamètre de 1 mètre et une longueur de 9 mètres et une vitesse de rotation réglée de manière que le temps de passage de la matière traitée dans le four soit de l'ordre de 40 minutes.
Le four tubulaire est chauffé au moyen d'un brûleur à gaz disposé à son extrémité par laquelle on introduit les granulés et le mélange de chaux vive et le carbonate de calcium. Les granulés sont progressivement entraînés dans le four, au moyen d'une vis hélicoïdale placée à l'intérieur de celui-ci, et sortent à l'extrémité opposée à celle par laquelle on les introduit, la durée totale de séjour des granulés dans le four étant de 40 minutes. Au cours de leur séjour dans le ' four, les granulés passent successivement dans une première zone de chauffage dans laquelle ils séjournent pendant 15 minutes à une température comprise entre 280°C et 260°C, puis pendant 15 minutes dans une zone .intermédiaire où la température décroît de manière approximativement linéaire entre 260 et 80°C et finalement pendant 10 minutes dans une zone de chauffage finale où ils sont maintenus entre 80°C et 60°C.
Exemple 2
On procède comme dans l'exemple 1 mais en incorporant dans la masse broyée d'ordures, en même temps que le liant, une quantité de déchets de plâtre de construction telle que le rapport de la quantité de plâtre par rapport à la quantité totale d'ordures et de charge complémentaires constituées par ce plâtre soit égal à 30 % en poids.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de transformation de déchets solides, comprenant au moins 30% en poids de matières cellulosiques, en matériaux solides inertes et insolubles dans l'eau, caractérisé en ce que l'on élimine les corps métalliques éventuellement contenus dans les déchets, puis on broie les déchets et on les homogénéise, de manière à former une masse pulvérulente homogène, on comprime la masse sous forme d'une pluralité de corps solides et, finalement, on soumet ces corps, en présence de chaux vive, à un traitement thermique comportant une phase initiale de chauffage provoquant un brusque échauffement à coeur des corps, à partir d'une température initiale inférieure à 100°C, jusqu'à une température au moins égale à 250°C mais inférieure à la température de pyrolyse des matières plastiques éventuellement présentes dans la masse de déchets initiale.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on règle la teneur en humidité des corps solides à une valeur de 27 à 30% en poids avant le traitement thermique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que l'on comprime la masse sous une pression comprise entre 150 et 900 bars.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que l'on comprime la masse sous forme de corps cylindriques ayant un diamètre compris entre 4 et 20 millimètres et une longueur comprise entre 6 et 30 millimètres.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on incorpore au moins un additif dans la masse pulvérulente de déchets, au plus tard avant de procéder à l'opération,de compression de cette masse.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise, comme additif, au moins une substance choisie parmi les suivantes : phosphate monocalcique, acide phosphorique, sulfate de calcium, urée, sel d'ammonium, solution aqueuse d'ammoniaque, borax, bicarbonate de sodium, chlorure de sodium, extrait sec de gélatine, fécule ou amidon de manioc, alginate sodique, carboxyméthylcellulose, méthylcellulose, méthylcellulose modifiée, acétate de polyvinyle, alcool polyvinylique, résine mélamine-formol, résine phénolique, agent d'insolubilisation pour résine mélamine-formol, agent d'insolubilisation pour alcool polyvinylique, résine de coumarone, résine urée-formol, silicate de potassium, silicate de sodium, cette substance étant à l'état de poudre ou de solution ou dispersion aqueuse lors de son incorporation dans la masse pulvérulente de déchets.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'on incorpore dans la masse de déchets une charge complémentaire constituée par au moins une matière minérale.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la matière minérale est choisie parmi les matières suivantes : carbonate de calcium, gypse, plâtre, cendres folles de hauts fourneaux, magnésie, sulfate de baryum, lithopone, dolomite, matières argileuses et charbon en poudre.
9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que la proportion de charge complémentaire est telle que cette charge représente de 20 à 40 % en poids de la quantité totale de mélange de masse de déchets et de cette charge complémentaire.
10. Procédé selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'on incorpore une quantité de chaux vive comprise entre 0,3 et 10 % dans la masse pulvérulente de déchets avant de procéder à l'opération de compression de cette masse.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, au cours de la phase initiale de chauffage, l'on provoque l'échauffement à coeur des corps solides jusqu'à une température comprise entre 250 et 300°C puis on les maintient un certain temps à cette température et en ce que cette phase initiale de chauffage est suivie d'une phase intermédiaire de refroidissement au cours de laquelle la température décroît progressivement, jusqu'à une valeur comprise entre 60 et 80°C, et d'une phase finale de maintien à une température comprise entre 60 et 80°C.
12. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 11, caractérisé en ce que la durée totale du traitement thermique est comprise entre 20 et 45 minutes.
13. Procédé selon l'une des revendications 1, 11 ou 12, caractérisé en ce que la durée totale de la phase initiale de chauffage correspond environ au tiers de la durée totale du traitement thermique.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que l'on effectue le traitement thermique en déplaçant, avec une vitesse constante, les corps solides, à partir d'une première zone de chauffage à température comprise entre 250 et 300°C, jusqu'à une zone de fin de chauffage à température comprise entre 60 et 80°C, en passant par une zone intermédiaire dans laquelle règne un gradient de température correspondant à une variation progressive de la température, dans le sens de déplacement des corps solides, entre la température de la première zone de chauffage et celle de la zone de fin de chauffage, les corps solides étant introduits, au début de la première zone de chauffage, simultanément avec de la chaux vive ou un mélange de chaux vive et d'au moins un sel de calcium.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit sel de calcium est le carbonate de calcium.
16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la proportion de chaux vive, ou de mélange de chaux vive et d'au moins un sel de calcium,mis en contact avec les corps solides immédiatement avant le traitement thermique, correspond à 0,3 à 0,5 pourcent en poids de CaO et à 0,3 à 0,5 pourcent en poids de sel de calcium, par rapport au poids des corps solides.
17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que l'on effectue le traitement thermique en faisant passer les corps solides à travers un four tunnel rotatif, dont l'axe de rotation est placé en position pratiquement horizontale, ce four étant muni d'une rampe hélicoïdale intérieure permettant le transport des corps à vitesse constante d'une extrémité à l'autre du four.
18. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 5 à 10, caractérisé en ce que l'on comprime la masse pulvérulente homogène de déchets sous forme d'articles conformés tels que briques et panneaux.
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