WO1995004600A1 - Procede de lavage de materiaux granulaires et/ou particulaires - Google Patents

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WO1995004600A1
WO1995004600A1 PCT/FR1994/000989 FR9400989W WO9504600A1 WO 1995004600 A1 WO1995004600 A1 WO 1995004600A1 FR 9400989 W FR9400989 W FR 9400989W WO 9504600 A1 WO9504600 A1 WO 9504600A1
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washing
washing liquid
ultrasonic waves
granular
particulate materials
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PCT/FR1994/000989
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Gérard TERROM
Bernard Vigne
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Transbiotech
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    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
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    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/62—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by hydraulic classifiers, e.g. of launder, tank, spiral or helical chute concentrator type
    • B03B5/623—Upward current classifiers

Definitions

  • the invention relates to an improved process for washing granular and / or particulate materials, and in particular foundry sands.
  • the invention cannot be limited to this single application.
  • granular or particulate material is meant a material composed of contiguous but free entities, the distinction between grains and particles being solely a function of their sizes.
  • a first solution for treating these materials consists in subjecting them to incineration at high temperature, typically greater than 1000 ° C., advantageously in a rotary oven.
  • This heat treatment also sometimes results in a reduction in the average particle size of the material, and therefore in an increase in the concentration of fines, that is to say of particles of dimension less than or equal to 100 ⁇ m. In this way, they are no longer usable as is.
  • the probe carrying the ultrasonic wave transducers being immersed in the sand, undergoes on the part of the latter a significant erosion, implying its periodic replacement, relatively frequently and hence, encumbering the maintenance costs.
  • the object of the invention is to provide a method for washing granular and / or particulate materials, using the use of ultrasonic waves, and capable of obtaining much higher yields and a quality of the material after treatment without common measure with those obtained with the processes used until then.
  • This method of washing granular and / or particulate materials consisting in subjecting a continuous flow of said material to the action of ultrasonic waves in a flow of washing liquid, is characterized in that the ultrasonic waves are generated at the periphery in the direction of said flows, over a determined length thereof, in that said ultrasonic waves are in resonance over this length, and in that the washing liquid is recycled by filtration and / or centrifugation and / or decantation, before being reinjected into the pipe in which the materials are subjected to the action of ultrasonic waves.
  • the invention firstly consists in generating the ultrasonic waves from a pipe or a peripheral tube at the level of which the two flows, respectively of the material to be treated and the liquid of washing, thus generating ultra-sonic waves directed towards the interior of the pipe, thus making it possible to significantly increase the efficiency of the action of said ultra-sonic waves, efficiency also increased over the length of the pipe insofar as the ultrasonic waves are in resonance, that is to say, if the start and the end of said channel correspond to a resonance node of said waves.
  • the ultrasonic waves on such a geometry generate a succession of bellies and nodes, like the phenomenon of the vibrating string.
  • the two flows are activated against the current with respect to each other.
  • the two flows are activated according to a co-current, that is to say, in the Same direction.
  • said liquid is subjected to a biological purification with essentially bacterial action, making it possible in this case to eliminate the compounds present before salting out of said liquid either in the sewer, or possibly for recycling.
  • the washing liquid consists of water with variable pH between 0 and 14, and advantageously between 1 and 12, oils, organic solvents or emulsions.
  • Figure 1 is a schematic representation of the device implementing the method of the invention.
  • FIG. 2 is a simplified schematic representation of the improved embodiments of the invention.
  • foundry sands are used for the production of foundry molds, and depending on the case, different types of sands are used.
  • silica sand with chemical setting is used, the binder of which is generally of a completely organic nature, based on phenolic or polyurethane resins.
  • the treatment of this type of sand encounters on the one hand, problems of the maintenance of resins on the grains, and on the other hand, that of the elimination of phenols, inducing a biological treatment.
  • Green to siliceous sands are also used, the binder of which consists of a bentonite-type clay. Their treatment then supposes the elimination of the gangue of bentonite which aggregates around the grains. The elimination of this gangue must also be accompanied by its trapping once it is released, so that it is not at the origin of the constitution of fines, which are unacceptable for certain applications.
  • the silicate-esters are also applicable.
  • the binder used is semi-organic, in which potash intervenes. The treatment of this type of sand collides with the elimination of potash, causing too much basicity of the residual sand, but also with the stripping of the resin out of the grains.
  • chromite sands are incorporated, because of their expansion properties. Given the cost of this type of sand (typically six times higher than that of silica sand), we naturally try to recycle it.
  • These sands are conveyed continuously in a device of the type described in FIG. 1. They are conveyed continuously by a hopper (4), terminate at the level of a hollow pipe (1), with a typical diameter of 42 mm and a height of 1.20 m, in which ultrasound waves are generated at its periphery and in the direction of its center, in resonant mode over the entire length of said pipe.
  • These ultra-sonic waves are generated by means of a generator (3), and routed at the level of a transmitter or transducer (2) in contact with the pipeline.
  • Such a device is for example described in the document FR-A-2 669 561. It thus generates at the level of the pipe (1) a succession of bellies and wave nodes, according to the generator of the pipe, which vibrate according to an amplitude which is a function of the generator excitation frequency (3).
  • the washing liquid is introduced against the flow of sand, between an inlet (6) and an outlet (5), at a determined speed so as to slow down the fall of the sand within the tube (1). , and therefore to increase the duration of action of the ultrasonic waves at the level of the sand, and typically at a flow rate of 100 l / hour for a sand fall of 150 kg / hour.
  • This countercurrent speed is also a function of the grain size of the sand to be treated.
  • the backwashing liquid is also intended to entrain the fines, the various compounds which formed the gangue around each of the grains or particles of said sand, and also all the insoluble particles. In this way, this counter-current makes it possible to tighten the particle size spectrum of said sand.
  • the frequency of the ultrasonic waves is adjusted so that between the input A and the output B of the tube (1), there is a resonance of the ultrasonic waves, the input A and the output B each corresponding to a resonance node. In this way, a homogeneity of the action of the ultrasonic waves is obtained over the entire length of the tube, and consequently, the increase in their efficiency.
  • the washing liquid essentially serves as a vector of ultrasonic energy. It first of all causes the acceleration of the dissolution of the soluble compounds in the liquid, in particular the phenols, the potash, the salts.
  • the washing liquid is at acidic pH, so as to result in the neutralization of the sand.
  • the washing liquid induces the release of polymerized or polyurethane resins, or mineral compounds (clay, bentonite), contained in the binders of silica to green sands. At the same time, it also causes the desorption of gases and certain metallic salts or other organic compounds.
  • the washing liquid due to the cavitation generated by the ultrasonic waves on the surface of the particles, causes the cutting oils to be emulsified. , insoluble compounds and also solvents, previously adsorbed on the grains.
  • the washing liquid which in the example described goes up against the flow of sand in the pipe (1), is recovered at the outlet (5), while the sand, after treatment with ultrasonic waves , is recovered by the output (7). It passes through the pipeline (1) by simple gravity.
  • the operation thus described corresponds to the case where the material to be treated is denser than the washing liquid. If the material to be treated has a density lower than the washing fluid, the flows are then reversed: the washing liquid flowing from top to bottom in the pipe (1), and the granular or particulate material rising along the tube ( 1).
  • the speed of the fluid inside the column is calculated according to the classic rules of fluid mechanics and chemical engineering, in order to considerably slow down the speed of the flow of granular material within of the pipeline, to optimize the action of ultrasound at its level.
  • the granular material has too small a particle size, and is essentially composed of fines in particular with a diameter less than or equal to 100 to 150 micrometers, and due to a difference in density with the washing liquid. too low, the flow of liquid and suspended particles becomes co-current. The passage through the ultrasonic tube accelerates the dissolution of the troublesome compounds. The particles are then separated from the washing fluid. In this case, the washing liquid and the particulate material are fed from the top (5) or from the bottom (6) of the column (1).
  • the washing liquid is recycled.
  • said liquid after its exit in (5) undergoes in (10) a mechanical treatment of centrifugation and / or filtration and / or decan ⁇ tation, inducing the elimination of troublesome particles , and in particular fines.
  • this mechanical treatment can be accompanied by neutralization with pH regulation, and / or other measures and regulation, such as temperature.
  • the insoluble and filtered particles are then eliminated by the outlet (11), constituting the discharge proper.
  • the liquid thus filtered or centrifuged is sent to (12) at the bottom of the pipe (1), according to the example in FIG. 1. Insofar as part of the washing liquid, and in particular water is consumed, since evacuated with the rejects (11), there is provision in (13) at the bottom of the column, the addition of water in addition .
  • the washing liquid is sent to (14), after the filtration treatment -
  • a bio-filter 15
  • This biological treatment can also be accompanied by a physico-chemical treatment.
  • a bio-filter (15) is for example described in the document FR-A-2 674 535.
  • the washing liquid then purified is freed of materials in suspension and can be conveyed by a pipe (16), either at the level of the inlet (6) of the column (1), or discharged into the sewer without risk. of pollution.
  • I new chromite sand; fines rate between 0.3 and 1%.
  • ⁇ chromite sand from the silicate-ester process after an attrition treatment; fines rate around 4%.
  • m chromite sand from the silicate-ester process and capable of being reused.
  • IV chromite sand from the silicate-ester process after treatment in accordance with the invention; fines rate around 1%.
  • this process has many applications other than washing foundry sands, and in particular the treatment of machining sludge (rectification or other), in which phosphates, borates and cutting oil are eliminated, regeneration active carbon, in particular by desorption of the adsorbed compounds, the recycling of porous structures, in particular of catalysts.

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Abstract

Ce procédé de lavage de matériaux granulaires et/ou particulaires, consiste à soumettre un flux continu dudit matériau à l'action d'ondes ultra-soniques dans un flux de liquide de lavage. Les ondes ultra-soniques sont générées en périphérie en direction desdits flux, sur une longueur déterminée de ceux-ci, lesdites ondes ultra-soniques étant en résonance sur cette longueur. Le liquide de lavage est recyclé par filtration et/ou centrifugation et/ou décantation, avant d'être réinjecté dans la canalisation (1) dans laquelle les matériaux sont soumis à l'action des ondes ultra-soniques. Application: lavage des sables de fonderie.

Description

PROCEDE DE LAVAGE DE MATERIAUX GRANULAIRES ET/OU PARTICULAIRES.
L'invention concerne un procédé perfectionné pour le lavage de matériaux granulaires et /ou particulaires, et notamment les sables de fonderie. Néanmoins, l'invention ne saurait se limiter à cette seule application.
Par matériau granulaire ou particulaire, on entend un matériau composé d'entités jointives, mais libres, la distinction entre grains et particules étant uniquement fonction de leurs tailles.
Lors de certaines applications ou utilisations d'un tel matériau, on recherche dans celui-ci certaines caractéristiques physiques ou physico¬ chimiques justifiant son utilisation. Parallèlement, on souhaite pouvoir réutiliser après usage ces matériaux, d'une part, dans un souci évident d'économie, et d'autre part, en respect des conditions d'environnement visant à interdire leur rejet, y compris en décharge.
Cette réutilisation implique le lavage de ces matériaux. En effet, après usage, notamment comme sable de fonderie, un certain nombre de composés soit sont adsorbés, soit adhèrent à la surface des grains ou des particules, et gênent le recyclage. Ces composés sont de nature organique (résines phénoliques, polyuréthanes ou autres, huiles synthétiques minérales ou naturelles, solubles ou non dans l'eau, solvants organiques, etc.), minérale (argile, bentonite, potasse, soude, sels, etc.), soit encore biologique (protéines, lipides ou autres). Leur élimination, lorsqu'elle est possible, peut générer un lixiviat toxique qu'il convient donc d'éliminer. Une première solution pour traiter ces matériaux consiste à les sou¬ mettre à une incinération à haute température, typiquement supérieure à 1 000 °C, avantageusement dans un four rotatif. Néanmoins, ce traite¬ ment thermique ne permet pas d'éliminer certaines matières minérales, telle la potasse. Parallèment, certains types de sable sont modifiés au niveau de leur structure, voire au niveau de leur composition chimique, tel notamment le sable de chromite, dans lequel on observe, sous l'effet de la température, l'oxydation de l'oxyde de fer II FeO, en oxyde de fer III, Fe2θ3. Or, cette oxydation entraîne la perte des propriétés de dilatation caractérisant la chromite et justifiant son utilisation dans le cadre d'une meilleure évacuation de la chaleur lors de la réalisation des moules.
Ce traitement thermique aboutit également quelque fois à la diminution de la granulométrie moyenne du matériau, et partant, à l'augmentation de la concentratrion en fines, c'est à dire de particules de dimension inférieure ou égale à 100 μm. De la sorte, ils ne sont plus utilisables tel que.
Enfin, outre l'augmentation des coûts qu'engendre un tel traitement thermique, on observe également qu'il n'est pas utilisable avec les sables à vert, dans la mesure où le liant bentonite qu'ils intègrent n'est pas non plus éliminé par ce procédé.
Un autre procédé de traitement de lavage actuellement utilisé relève de l'attrition, c'est à dire du frottement des grains les uns contre les autres par voie mécanique. Ce procédé s'avère néanmoins insuffisant pour débarrasser totalement les grains ou les particules de leur gangue en matière minérale, notamment en potasse, et comme dans le cas précédent, génère des fines en proportion importante. Certaines applications restent inenvisageables et limitent la réutilisation ou le recyclage du matériau. Existe également un procédé chimique d'élimination, notamment de la gangue adsorbée à la surface des grains. Ces traitements chimiques sont coûteux, et impliquent un lavage ultérieur, afin d'éliminer les impu¬ retés chimiques et les produits chimiques utilisés pour ce traitement.
Afin de surmonter les inconvénients de ces différents traitements, on a proposé, notamment dans le document FR - B - 2 338 745, un traitement physique de ces matériaux par ultra-sons. Ce traitement consiste à soumettre les matériaux granulaires à l'action d'ultra-sons générés par une sonde interne, émettant les ultra-sons radialement en direction de la périphérie de l'enceinte contenant le sable. Simultanément, l'ensemble est soumis à un contre-courant d'eau, destiné à recueillir les gangues éliminées par les ultra-sons. Ces derniers engendrent la cavitation de la suspension sable-eau, favorisant de la sorte le dégangage et l'élimination des produits adsorbés ou adhérents à la surface des grains, et permettent d'aboutir au recyclage du sable.
Cependant, la sonde portant les transducteurs d'ondes ultra-soniques étant immergée dans le sable, subit de la part de celui-ci une érosion importante, impliquant son remplacement périodique, relativement fréquemment et partant, grevant les coûts de maintenance.
Parallèlement, on a pu observer un rendement énergétique des transducteurs relativement faible, de sorte que la durée du traitement ou la qualité du sable après traitement n'est pas toujours satisfaisante.
L'objet de l'invention est de proposer un procédé de lavage de matériaux granulaires et/ou particulaires, mettant en oeuvre l'utilisation d'ondes ultra-soniques, et susceptible d'obtenir des rendements bien supérieurs et une qualité du matériau après traitement sans commune mesure avec ceux obtenus avec les procédés utilisés jusqu'alors. Ce procédé de lavage de matériaux granulaires et/ou particulaires, consistant à soumettre un flux continu dudit matériau à l'action d'ondes ultra-soniques dans un flux de liquide de lavage, se caractérise en ce que les ondes ultra-soniques sont générées en périphérie en direction desdits flux, sur une longueur déterminée de ceux-ci, en ce que lesdites ondes ultra-soniques sont en résonance sur cette longueur, et en ce que le liquide de lavage est recyclé par filtration et/ou centrifugation et/ou décantation, avant d'être réinjecté dans la canalisation dans laquelle les matériaux sont soumis à l'action des ondes ultra-soniques.
En d'autres termes, l'invention consiste tout d'abord à générer les ondes ultra-soniques à partir d'une canalisation ou d'un tube périphérique au niveau duquel transitent les deux flux, respectivement du matériau à traiter et du liquide de lavage, générant ainsi des ondes ultra-soniques dirigées vers l'intérieur de la canalisation, permettant ainsi d'augmenter de manière très significative l'efficacité de l'action desdites ondes ultra-soniques, efficacité par ailleurs accrue sur la longueur de la canalisation dans la mesure où les ondes ultra-soniques sont en résonance, c'est à dire, si le début et la fin de ladite canalisation correspondent à un noeud de résonance desdites ondes. En effet, et de manière connue, les ondes ultra-soniques sur une telle géométrie génèrent une succession de ventres et de noeuds, à l'instar du phénomène de la corde vibrante.
Elle consiste également à traiter le liquide de lavage, de telle sorte qu'il est alors possible d'éliminer les particules en suspension dans le liquide de lavage, et notamment les fines.
Selon une forme de réalisation de l'invention, dans laquelle les densités respectives du matériau à traiter et du liquide de lavage sont bien différenciées, les deux flux sont activés à contre-courant l'un par rapport à l'autre. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle les densités respectives du matériau à traiter et du liquide de lavage ne sont pas bien différenciées, les deux flux sont activés selon un co-courant, c'est à dire, dans le même sens.
Dans une autre variante de l'invention dans lesquels on souhaite éliminer des produits présents dans le liquide de lavage après filtration, ledit liquide est soumis à une épuration biologique à action essentiellement bactérienne, permettant dans ce cas d'éliminer les composés présents avant le relargage dudit liquide soit à l'égout, soit éventuellement pour son recyclage.
Le liquide de lavage est constitué par de l'eau à pH variable compris entre 0 et 14, et avantageusement entre 1 et 12, des huiles, des solvants organiques ou des émulsions.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées.
La figure 1 est une représentation schématique du dispositif mettant en oeuvre le procédé de l'invention.
La figure 2 est une représentation schématique simplifiée des modes perfectionnés de réalisation de l'invention.
Bien que plus particulièrement décrite en liaison avec le traitement des sables de fonderie, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas à cette seule application, et que d'autres matériaux granulaires et/ou particulaires, entrent dans le champ de l'invention, tel notamment les charbons actifs, les scories, les catalyseurs granulaires, les copeaux, les sols, les résines échangeuses d'ions, les boues d'usinage, etc.. De manière connue, les sables de fonderie sont utilisés pour la réalisation de moules de fonderie, et selon le cas, différents types de sables sont utilisés.
En effet, on utilise traditionnellement du sable siliceux à prise chimique, dont le liant est généralement de nature totalement organique, à base de résines phénoliques ou polyuréthannes. Le traitement de ce type de sable se heurte d'une part, à des problèmes du maintien des résines sur les grains, et d'autre part, à celui de l'élimination des phénols, induisant un traitement biologique.
On utilise également des sables siliceux à vert, dont le liant est constitué par une argile de type bentonite. Leur traitement suppose alors l'élimination de la gangue de bentonite qui s'agrège autour des grains. L'élimination de cette gangue doit également s'accompagner de son pié- geage une fois qu'elle est libérée, de telle sorte qu'elle ne soit pas à l'origi¬ ne de la constitution de fines, rédhibitoires pour certaines applications.
Parmi les sables siliceux, les silicates-esters sont également d'application. Le liant utilisé est semi-organique, dans lequel intervient de la potasse. Le traitement de ce type de sable se heurte à l'élimination de la potasse, engendrant une trop forte basicité du sable résiduel, mais également au dégangage de la résine hors des grains.
Enfin, généralement utilisés en association avec les sables siliceux, on incorpore des sables de chromite, du fait de leurs propriétés de dilatation. Compte-tenu du coût de ce type de sable (typiquement six fois supérieur à celui du sable siliceux), on cherche tout naturellement à le recycler. Ces sables sont acheminés en continu dans un dispositif du type de celui décrit dans la figure 1. Ils sont amenés en continu par une trémie (4), aboutissent au niveau d'une canalisation creuse (1), d'un diamètre typique de 42 mm et d'une hauteur de 1,20 m, dans laquelle sont générées au niveau de sa périphérie et en direction de son centre des ondes ultra- soniques, en mode résonant sur toute la longueur de ladite canalisation. Ces ondes ultra-soniques sont générées au moyen d'un générateur (3), et acheminées au niveau d'un émetteur ou transducteur (2) au contact de la canalisation.
Un tel dispositif est par exemple décrit dans le document FR-A-2 669 561. Il se génère ainsi au niveau de la canalisation (1) une succession de ventres et de noeuds d'ondes, selon la génératrice de la canalisation, qui vibrent selon une amplitude fonction de la fréquence d'excitation du générateur (3).
Parallèlement, le liquide de lavage est introduit à contre-courant du flux de sable, entre une entrée (6) et une sortie (5), selon une vitesse déterminée de telle sorte à ralentir la chute du sable au sein du tube (1), et donc d'augmenter la durée d'action des ondes ultra-soniques au niveau du sable, et typiquement selon un débit de 100 1/ heure pour une chute de sable de 150 kg/heure. Cette vitesse du contre-courant est également fonction de la granulométrie du sable à traiter.
Le liquide de lavage à contre-courant est destiné en outre à entraîner les fines, les différents composés qui formaient la gangue autour de chacun des grains ou des particules dudit sable, et également toutes les particules insolubles. De la sorte, ce contre-courant permet de resserrer le spectre granulométrique dudit sable. On ajuste la fréquence des ondes ultra-soniques de telle sorte que entre l'entrée A et la sortie B du tube (1), on observe une résonance des ondes ultra-soniques, l'entrée A et la sortie B correspondant chacune à un noeud de résonance. De la sorte, on obtient une homogénéité de l'action des ondes ultra-soniques sur toute la longueur du tube, et partant, l'augmentation de leur efficacité.
Le liquide de lavage sert essentiellement de vecteur de l'énergie ultra- sonique. Il provoque tout d'abord l'accélération de la dissolution des composés solubles dans le liquide, notamment les phénols, la potasse, les sels. Avantageusement, le liquide de lavage est à pH acide, de telle sorte à aboutir à la neutralisation du sable.
Parallèlement, le liquide de lavage induit le dégangage des résines polymérisées ou polyuréthannes, ou des composés minéraux (argile, bentonite), contenus dans les liants des sables siliceux à vert. Parallèlement, il provoque également la désorption des gaz et de certains sels métalliques ou d'autres composés organiques.
Enfin, dans d'autres applications, tel que notamment le traitement des boues d'usinage, le liquide de lavage, de par la cavitation engendrée par les ondes ultra-soniques à la surface des particules, provoque la mise en émulsion des huiles de coupe, des composés insolubles et également des solvants, préalablement adsorbées sur les grains.
Le liquide de lavage, qui dans l'exemple décrit remonte à contre- courant du flux de sable dans la canalisation (1), est récupéré au niveau de la sortie (5), alors que le sable, après traitement par ondes ultra-soniques, est récupéré par la sortie (7). Celui-ci transite dans la canalisation (1) par simple gravité. Le fonctionnement ainsi décrit correspond au cas où le matériau à traiter est plus dense que le liquide de lavage. Si le matériau à traiter présente une densité inférieure au fluide de lavage, les flux sont alors inversés : le liquide de lavage s'écoulant de haut en bas dans la canalisation (1), et le matériau granulaire ou particulaire remontant le long du tube (1). Dans ce cas, comme dans le cas précédent, la vitesse du fluide à l'intérieur de la colonne est calculé selon les règles classiques de la mécanique des fluides et du génie chimique, afin de ralentir considérablement la vitesse du flux du matériau granulaire au sein de la canalisation, pour optimiser à son niveau l'action des ultra-sons.
Dans un dernier cas, dans lequel le matériau granulaire possède une granulométrie trop faible, et est essentiellement composé de fines notamment d'un diamètre inférieur ou égal à 100 à 150 micromètres, et en raison d'une différence de densité avec le liquide de lavage trop faible, les flux du liquide et de particules en suspension deviennent co-courant. Le passage dans le tube ultra-sonique accélère la dissolution des composés gênants. Les particules sont ensuite séparées du fluide de lavage. Dans ce cas, l'alimentation du liquide de lavage et du matériau particulaire est effectuée par le haut (5) ou par le bas (6) de la colonne (1).
Selon l'invention, on recycle le liquide de lavage. Pour ce faire et en liaison avec la figure 2, ledit liquide après sa sortie en (5) subit en (10) un traitement mécanique de centrifugation et/ou de filtration et/ou de décan¬ tation, induisant l'élimination des particules gênantes, et notamment des fines.
Parallèlement, ce traitement mécanique peut s'accompagner d'une neutralisation avec régulation du pH, et/ou d'autres mesures et régulation, comme la température. Les particules insolubles et filtrées sont alors éliminées par la sortie (11), constituant le rejet proprement dit. Le liquide ainsi filtré ou centrifugé est acheminé en (12) au bas de la canalisation (1), selon l'exemple de la figure 1. Dans la mesure où une partie du liquide de lavage, et notamment d'eau est consommée, puisqu'évacuée avec les rejets (11), il est prévu en (13) en bas de la colonne, l'adjonction d'eau en complément.
^ Dans certains cas, l'élimination de particules organiques ou toxiques concentrées dans le liquide de lavage à l'issue du traitement par ultra¬ sons du matériau est nécessaire, dès lors que l'on souhaite pouvoir rejeter les effluents de lavage à l'égout. Dans ce cas, le liquide de lavage est acheminé en (14), postérieurement au traitement de filtration-
1 Ω décantation et/ou centrifugation, au niveau d'un bio-filtre (15), à fonctionnement principalement bactérien, destiné à éliminer la demande chimique en oxygène résiduelle (DCO). Ce traitement biologique peut également s'accompagner d'un traitement physico-chimique. Un tel bio¬ filtre (15) est par exemple décrit dans le document FR-A-2 674 535.
15
Le liquide de lavage alors épuré est débarrassé des matières en sus¬ pension et peut être acheminé par une canalisation (16), soit au niveau de l'entrée (6) de la colonne (1), soit rejeté à l'égout sans risque de pollution.
0 Afin d'illustrer l'optimisation du traitement de lavage de l'invention, il va être décrit un exemple concret de traitement d'un sable de chromite issu du procédé silicate ester.
Ainsi qu'on l'a montré précédemment, le traitement thermique 5 d'un sable de chromite n'est pas envisageable compte-tenu de la transformation chimique de certains de ses composés, et notamment de l'oxydation de l'oxyde de fer qu'il contient.
Parallèlement, l'un des problèmes majeurs posés par le recyclage de 0 ces sables relève de sa basicité résiduelle. La potasse ou la soude est utilisée pour la prise du liant et elle se trouve en trop grande quantité dans le sable pour permettre son recyclage correct. La mesure de cette basicité s'effectue selon un test répondant à une spécification n° 2 BSCRA, issue d'une circulaire de recommandation V.D.G. R92 - Août 1970, par une mesure de la consommation d'acide. Ce test consiste à mélanger pendant au moins cinq minutes à la température ambiante 50 g de sable, 50 ml d'eau distillée et 50 ml d'acide chlor hydrique deci-normal. Après avoir laissé reposé le mélange pendant au moins une heure, on titre jusqu'aux valeurs de pH 3, 4 et 5 par addition de soude également déci- normale, la quantité d'acide en excès. Le résultat est exprimé par différence en ml d'acide consommé pour chaque valeur de pH.
Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau ci-après, les valeurs indiqués dans celui-ci correspondant à une quantité d'acide consommé expirmée en ml. cas pH 3 pH 4 pH5
I 10 8 6 π 20 à 23 18 à 20 13 à 20 m < 10 < 9 < 8
IV 5,5 à 6 5,2 à 5,5 4 à 4,3
I : sable de chromite neuf ; taux de fines compris entre 0,3 et 1%. π : sable de chromite issu du procédé silicate-ester après un traitement d'attrition ; taux de fines environ 4%. m : sable de chromite issu du procédé silicate-ester et susceptible de faire l'objet d'une réutilisation. IV : sable de chromite issu du procédé silicate-ester après traitement conforme à l'invention ; taux de fines environ 1%.
On observe ainsi que les résultats obtenus avec le procédé de l'invention sont tout à fait conformes aux exigences de recyclage desdits sables et permettent leur réutilisation à de nombreuses reprises, ce que ne permettaient pas d'obtenir les procédés connus à ce jour. Parallèlement le taux de fines résiduelles contenues dans le sable après traitement est faible, et à peine supérieure à celui du sable neuf, n'affectant pas la réutilisation de celui-ci.
Ces résultats montrent l'action optimisée des ultra-sons sur l'élimination de la gangue de résine ou de bentonite formée autour des grains, ainsi que la dissolution de la potasse et des composés hydrosolubles dans le liquide de lavage, se matérialisant par une diminution de la basicité du sable résiduel.
Ainsi, ce procédé présente de nombreuses applications autres que le lavage des sables de fonderies, et notamment le traitement des boues d'usinage (rectification ou autre), dans lesquelles on élimine les phosphates, les borates et l'huile de coupe, la régénération des charbons actifs, notamment par désorption des composés adsorbés, le recyclage des structures poreuses, notamment de catalyseurs.
Ce procédé présente de nombreux avantages par rapport aux procédés de traitement connus à ce jour. Outre le fait qu'il est continu, on peut mentionner le fait qu'il est d'une grande souplesse d'utilisation, compte tenu de la modularité du système. En outre, du fait du principe de genèse des ultra-sons, on n'observe pas de phénomènes d'érosion inhérents à la circulation des flux de matériaux à traiter au contact des transducteurs. Il est donc d'une maintenance beaucoup plus aisée et moins onéreuse. On peut également citer la possibilité d'éliminer une partie importante des fines, provenant soit des liants utilisés, soit des phénomènes d'attrition. Enfin, compte tenu du recylcage opéré au niveau du fluide de lavage, ce procédé est tout à fait conforme aux normes de rejet des effluents de traitement en vigueur.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Procédé de lavage de matériaux granulaires et /ou particulaires, consistant à soumettre un flux continu dudit matériau à l'action d'ondes ultra-soniques dans un flux de liquide de lavage, caractérisé :
- en ce que les ondes ultra-soniques sont générées en périphérie en direction desdits flux, sur une longueur déterminée de ceux-ci, lesdites ondes ultra-soniques étant en résonance sur cette longueur ;
- et, en ce que le liquide de lavage est recyclé par filtration et/ou centrifugation et/ou décantation, avant d'être réinjecté dans la canalisation (1) dans laquelle les matériaux sont soumis à l'action des ondes ultra-soniques.
2/ Procédé de lavage de matériaux granulaires et/ou particulaires selon la revendication 1, dans lequel les densités respectives du matériau à laver et du liquide de lavage sont bien différenciées, caractérisé en ce que les deux flux, respectivement du matériau et du liquide de lavage sont activés à contre-courant l'un par rapport à l'autre.
3/ Procédé de lavage de matériaux granulaires et/ou particulaires selon la revendication 1, dans lequel les densités respectives du matériau à laver et du liquide de lavage sont peu différenciées, caractérisé en ce que les deux flux, respectivement du matériau et du liquide de lavage sont activés à co-courant l'un avec l'autre.
4/ Procédé de lavage de matériaux granulaires et/ou particulaires selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le liquide de lavage après filtration et/ou centrifugation et/ou décantation est soumis à une épuration biologique à action essentiellement bactérienne, destiné à éliminer la Demande Chimique en Oxygène (DCO) avant le relargage dudit liquide préalablement débarrassé des matières en suspension, soit à l'égout, soit éventuellement pour son recyclage. 5/ Procédé de lavage de matériaux granulaires et/ ou particulaires selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le liquide de lavage est constitué par de l'eau à pH variable compris entre 0 et 14, des huiles, des solvants organiques ou des émulsions.
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