WO2013135629A1 - Method for manufacturing agglomerates from powdered materials - Google Patents

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WO2013135629A1
WO2013135629A1 PCT/EP2013/054879 EP2013054879W WO2013135629A1 WO 2013135629 A1 WO2013135629 A1 WO 2013135629A1 EP 2013054879 W EP2013054879 W EP 2013054879W WO 2013135629 A1 WO2013135629 A1 WO 2013135629A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mixture
agglomerates
pulverulent
materials
raw materials
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/054879
Other languages
French (fr)
Inventor
Benoit Cherdon
Maxime DELVAUX
Original Assignee
Agc Glass Europe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agc Glass Europe filed Critical Agc Glass Europe
Publication of WO2013135629A1 publication Critical patent/WO2013135629A1/en

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/02—Pretreated ingredients
    • C03C1/026—Pelletisation or prereacting of powdered raw materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B1/00—Preparing the batches
    • C03B1/02—Compacting the glass batches, e.g. pelletising
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the invention relates to a process for producing agglomerates from pulverulent materials, in particular raw materials for the manufacture of glass (or vitrifiable materials). More specifically, the invention relates to an improved method of wet agglomeration of powdery materials for the manufacture of glass, the agglomerates obtained being intended to be subsequently introduced into a melting furnace.
  • wet agglomeration uses different types of binders. These include, among others, sodium silicates, molasses, sodium hydroxide, calcium hydroxide, etc.
  • the invention relates to the second of these two technologies.
  • This agglomeration technique has its main advantages its large capacity (in terms of volumes treated) and its flexibility of use (agglomerates of multiple dimensions and shapes).
  • the briquetting is carried out for example on presses tangent wheels having cavities which impart the desired shape to the agglomerates also called briquettes. It can be carried out hot or cold, at very different pressures with or without the aid of binder.
  • the agglomeration solution is all the more advantageous in that it avoids: the risk of segregation, of separation of the different constituents, either during storage in the silo or in the hoppers under the action of gravity, or conveyor belts due to vibration; and - the flight of so-called "fine" materials or particles from the vitrifiable raw material (dust) with all the consequences on the efficiency of the melting furnace but also on the longevity of the oven vaults and regenerators.
  • this disadvantage can have an impact on the environment, because the dust that fly away can pose problems of air pollution.
  • a conventional agglomeration of pulverulent materials is carried out using an inorganic binder of sodium silicate type (NaxSiOy, the indices x and y being dependent on the desired agglomerating properties).
  • NaxSiOy sodium silicate type
  • These are generally used at concentrations of between 0 and 5% by weight relative to the dry matter that is to say the raw material. They are usually found as a solution (waterglass) or granules (sodium metasilicate).
  • This binder is imperative to allow the formation of the agglomerate, it facilitates the adhesion of pulverulent materials together and thus the agglomeration of the mixture. This is called "wet agglomeration”.
  • binders Unfortunately have a price of the order of 700 € / T and therefore represent a cost for the industry.
  • the amount of water used in an agglomeration process of pulverulent materials is an important parameter in order to obtain an effective agglomeration.
  • the water content which is usually used is from 0 to 15% by weight relative to the charge to be agglomerated.
  • the higher the amount of water present in the agglomerates the higher the energy required to dry them before use.
  • Several alternatives have been studied as to the nature, the amount of binder, as to the manner of adding the binder liquid to the pulverulent material, etc. (see in particular patents FR1556285, US 3969100 and US 4031175).
  • the agglomerates contain a high quantity of water (for example greater than 5%), they must be dried before use in order to guarantee their stability for subsequent handling but also in order to avoid their bursting when they are introduced into the melting furnace because of the sudden evaporation of the water they contain.
  • the water content of the raw materials used for the manufacture of glass and intended to be introduced into the melting furnace in the form of agglomerates and in particular in the form of briquettes is conventionally of the order of 2 to 6% by weight.
  • the drying step of the agglomerates and in particular "wet" briquettes occurs in a dryer of the type, for example, rotary drum or fluidized bed, and allows to obtain “dry” agglomerates with an ideal water content .
  • an object of the invention is notably to overcome these disadvantages of the prior art. More specifically, an object of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide an efficient process of wet agglomeration which reduces the costs associated with the manufacture of glass.
  • Another object of the invention in at least one of its embodiments, is to provide a wet agglomeration process which makes it possible to reduce or even eliminate the problem of "fine material" flight.
  • Another object of the invention in at least one of its embodiments, is to provide a wet agglomeration process which makes it possible to obtain agglomerates and in particular briquettes with a moisture content guaranteeing their stability. and their ease of handling and a residual rate of relatively low unagglomerated fine particles.
  • Another object of the invention in at least one of its embodiments, is to provide an agglomeration process which makes it possible to reduce energy consumption.
  • Another objective of the invention in at least one of its embodiments is to provide an agglomeration process which makes it possible to recycle waste and especially glass waste.
  • Another object of the invention in at least one of its embodiments is to provide an agglomeration process which makes it possible to reduce the consumption of raw materials.
  • the invention in at least one of its embodiments, is also intended to provide a solution to the disadvantages of the prior art which is simplified and economical.
  • the invention relates to a process for the manufacture of agglomerate from materials powder comprising the following steps: a) mixing at least one pulverulent raw material, b) adding to the mixture of step a) a binder solution, c) introducing the mixture obtained in step b) into equipment compression, d) compression of the mixture.
  • the binder solution added to the mixture of pulverulent raw materials is a solution of sodium carbonate.
  • the general principle of the invention is based on the use of a very inexpensive inorganic compound, sodium carbonate, capable of effectively agglomerating pulverulent materials and in particular glass powdery materials.
  • the invention provides an alternative to binders conventionally used to agglomerate pulverulent materials which is less expensive and very effective.
  • a step of removing the air present in the mixture comprising the pulverulent materials and the binder solution is carried out between the step of introducing the mixture of at least one pulverulent raw material and the binder solution in a compression equipment (step c)) and the step of compressing the mixture (step d)) of the process.
  • step d) comprises a pre-compression step by means of a pre-compression screw or a piston.
  • pre-compression screw means an Archimedes screw used to convey the materials into the compression zone. Depending on the geometry of the screw and the parameters used, it can be used to apply pressure prior to compression.
  • the volume of compressed air in the pores of the pulverulent materials can limit the rate of agglomeration and cause cracks, weaken or even destroy the formed agglomerates.
  • the elimination of compressed air in the pores of the pulverulent materials makes it possible to reduce or even eliminate these phenomena.
  • the step of compressing the mixture of at least one pulverulent raw material mixed with the binder solution is followed by a step of drying the agglomerates at a temperature of between 100 ° C. and 150 ° C.
  • the water included in the agglomerates obtained after compression is eliminated. Drying makes it possible to obtain more stable agglomerates for their subsequent handling but also to prevent them from bursting, for example when they are introduced into an oven because of the sudden evaporation of the water they contain.
  • the step of compressing the mixture of at least one pulverulent raw material mixed with the binder solution is followed by a step of pre-heating the agglomerates to a temperature of between 200.degree. and 800 ° C.
  • the step of preheating agglomerates before introduction into a melting furnace reduces energy consumption.
  • the process comprises a step of preparing the binding solution used for the agglomeration of pulverulent materials comprising a step of dissolving the sodium carbonate in water.
  • the sodium carbonate in solid form is dissolved and then added to the pulverulent material.
  • the mixture is then subjected to evaporation of the water.
  • the sodium carbonate may be dissolved prior to its addition into the pulverulent material or added directly into the pulverulent material and dissolved by adding water to the mixture.
  • the pulverulent materials consist of raw materials for the manufacture of glass in a melting furnace or vitrifiable materials.
  • these vitrifiable materials include, among others, silica sand, limestone, dolomite, alumina, feldspar, sodium carbonate and sodium sulfate or calcium sulfate.
  • Other ingredients are also often present in these vitrifiable materials such as dyestuffs (oxides of iron, cobalt, chromium, etc.) and so-called forming elements (PbO, MgO, ZnO, BaO, etc.).
  • the agglomerates obtained by the process according to the invention are intended to be introduced later into a melting furnace, either immediately after their manufacture or after a storage period.
  • this type of agglomeration makes it possible to improve certain melting parameters such as a further increase in the melting efficiency or a greater decrease in the phenomenon of segregation.
  • the amount of the binder solution added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 20% by weight relative to the mixture of pulverulent raw materials.
  • the amount of binding solution added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 10% by weight per relative to the mixture of pulverulent raw materials. More preferably, the amount of binder solution added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 5% by weight relative to the mixture of raw materials. Even more preferably, the amount of binding solution added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 3% by weight relative to the mixture of powdery raw materials.
  • the amount of binder solution added to the mixture of pulverulent materials is important because it impacts on the strength of the agglomerates formed.
  • the non-dried agglomerates have a water content of between 2 and 10% by weight.
  • the agglomerates preferably have a water content of between 3 and 6% by weight.
  • the agglomerate manufacturing process according to the invention makes it possible to obtain agglomerates with a low water content.
  • This low water content is advantageous because the lower it is, the less it is necessary to dry the agglomerates before use; thereby reducing energy consumption and wasting time.
  • the invention therefore also relates to the agglomerates obtained by the manufacturing method according to the invention.
  • the agglomerates according to the invention can take different forms.
  • Agglomerates according to a particular embodiment of the invention are briquettes.
  • the briquettes can take the form of cushions, almonds ...
  • Agglomerates according to a particular embodiment of the invention have a low water content.
  • the agglomerates are obtained from raw materials intended for the manufacture of glass in a melting furnace. These agglomerates can represent all the raw materials necessary for the manufacture of glass. Thus, the oven can be fed only with agglomerates according to the invention. These agglomerates can also be combined with raw materials such as, among others, silica sand, limestone, dolomite, alumina, feldspar, sodium carbonate which are added individually then mixed and introduced into the oven.
  • the process of the invention is a process for producing agglomerates from pulverulent materials.
  • pulverulent materials is meant a compound which is in powder form and which comprises a significant proportion of so-called “fine” particles. The average diameter of these fine particles is typically less than about 100 microns.
  • the pulverulent materials may comprise a mixture of particles of different sizes.
  • these particles may have a size between ⁇ ⁇ to ⁇ .
  • the powdery particles comprise particles of size less than 800 ⁇ m.
  • the materials comprise particles smaller than 200 ⁇ .
  • recycled glass is increasingly used as a raw material.
  • One of the advantages to its use is the fact of reducing the sampling in the natural environment of the sand but also of reduce energy consumption. Indeed, melting recovered glass, commonly called cullet, to make new glass requires less energy than to melt the raw materials used in the composition of the glass.
  • the quality of glass produced in part or in full from recycled glass depends on the quality of the original glass used.
  • the quality of the glass is mainly determined by the level of contaminants present in the used glass to be recycled. The most commonly found contaminants or impurities include: - CSPs: ceramics, stones, porcelain / porcelain
  • a cullet comprising particles of different sizes. These particles may have a size between ⁇ and ⁇ .
  • the cullet comprises particles having a size of less than 800 ⁇ m.
  • the distribution of these particles and in particular that of the "fine” particles is important because it affects the melting process.
  • the "fine" particles which are subject to the problem of flight, lead to a faster attack of the vaults of the furnace (also called refractory) and especially regenerators.
  • the invention therefore proposes an agglomeration process which makes it possible to agglomerate / compact the cullet comprising a high level of "fine particles" to avoid the problem of flight and deterioration of the refractory and regenerators.
  • agglomeration is understood to mean a process consisting in increasing the size of a generally finely divided or powdery solid by use of pressure, agitation of particles in a humid medium, heat, etc. is based on the adhesion of the particles together to obtain agglomerates of larger size.
  • the agglomeration process according to the invention makes it possible to: give a finished form from pulverulent materials, for example cullet, form a homogeneous mixture of several raw materials, improve the handling characteristics of the pulverulent materials, avoid the problems of setting in bulk, improve the flow characteristics of "fine" particles, - control solubility, improve chemical efficiency, energy, raw materials, improve handling characteristics for transport, storage and recovery of raw materials.
  • At least one pulverulent raw material is first mixed, for example in a mixer with a horizontal axis, then a binder solution of sodium carbonate is added to the mixture of at least one pulverulent material.
  • the sodium carbonate solution is for example added in the form of a spray.
  • the sodium carbonate solution is added in an amount of between 1.3 and 20% by weight relative to the raw material. powder.
  • the whole is then mixed for 1 to 10 minutes and preferably between 3 and 5 minutes.
  • the sodium carbonate when the sodium carbonate is added in an amount of between 15 and 20%, a first quantity of carbonate is dissolved beforehand in water and the second quantity of sodium carbonate is directly added as a powder to the mixture of pulverulent material.
  • the solubility of sodium carbonate - a function of temperature - is such that at the saturation concentration, any sodium carbonate added will no longer be dissolved.
  • the amount of sodium carbonate added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 10% by weight relative to the mixture of pulverulent raw materials.
  • the amount of sodium carbonate added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 5% by weight relative to the mixture of pulverulent raw materials.
  • the amount of sodium carbonate added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 3% by weight relative to the mixture of pulverulent raw materials.
  • the sodium carbonate added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 10%, and preferably between 1.3 and 5% and even more preferably between 1.3 and 3%
  • the sodium carbonate is first dissolved in water, the sodium carbonate solution thus obtained is added to the mixture of pulverulent raw materials.
  • 1.5 g of sodium carbonate dissolved in 5 ml of water the temperature of the solution can be adjusted to around 40 ° C to increase the solubility and facilitate the dissolution of the grains
  • the temperature of the solution can be adjusted to around 40 ° C to increase the solubility and facilitate the dissolution of the grains
  • the mixture comprising the pulverulent materials and the sodium carbonate solution is then introduced into the equipment allowing the agglomeration.
  • the agglomeration process according to the invention especially uses pressure in the presence of sodium carbonate as a binder.
  • the methods using pressure are for example based on compression at low-medium pressure or high pressure.
  • tangent wheel presses are used preferentially for agglomerating pulverulent raw materials and more particularly powdery materials intended for the manufacture of glass in a melting furnace.
  • the agglomerates or briquettes thus produced are more easily handled and have a mechanical strength right out of the press.
  • the briquette may represent an agglomeration of recycled waste previously sorted, crushed and densified or an agglomeration of the raw materials necessary for the production of glass such as silica sand, limestone, dolomite, alumina, feldspar, sodium carbonate, to obtain a larger piece / agglomerate.
  • the briquette is prepared in a form adapted to the feeding of the oven.
  • the briquette obtained can take different forms, for example cushion type, almond ...
  • the step of introducing the mixture comprising the pulverulent raw materials and the sodium carbonate solution into, for example, a press is followed by a step of removing the air.
  • This step removal of the air can be carried out simultaneously with a precompression step.
  • the pre-compression step is particularly necessary when the mixture of pulverulent raw materials is rich in low plastic raw materials such as "fine" particles (size less than ⁇ ).
  • the mixture is pre-compressed, in particular by virtue of a piston which is introduced, together with the mixture comprising the pulverulent raw materials and the sodium carbonate solution, into the press.
  • the compressed air in the pores of the particles can thus be eliminated during this pre-compression step.
  • the mixture is then compressed for example by means of a press and in particular by means of a tangential wheel press or a cylindrical type press.
  • agglomerates of different shapes can be obtained.
  • briquettes cylindrical, almond or cushion can be obtained.
  • the briquettes thus produced are easily handled and have sufficient mechanical strength.
  • the briquettes may be dried for 1 minute to 90 minutes, preferably for 1 to 60 minutes, even more preferably for 1 to 10 minutes at a temperature between 100 and 150 ° C to obtain agglomerates more stable for their subsequent handling but also to avoid bursting for example when they are introduced into an oven because of the sudden evaporation of the water they contain.
  • the briquettes can then be stored more easily and longer before use.
  • the process according to the invention is based on the adhesion of the particles together to obtain larger agglomerates easily storable, manipulable and especially that can significantly reduce the problem of flight of "fine materials".
  • the invention is not limited to the embodiments mentioned above.
  • the skilled person can make any variant in the press used and the shape of the agglomerates.
  • the invention is not limited to the field of glass.
  • the invention also applies to all industries facing the problem of soaring "fine materials”.
  • the batch according to the composition of the table has the following cumulative particle size:
  • the batch was mixed in a horizontal axis mixer for 3 minutes.
  • a solution of sodium carbonate was gradually added in the form of a spray.
  • the sodium carbonate solution was prepared by dissolving 37.5 g of sodium carbonate in 100 ml of water, ie a concentration of 375 g / l.
  • the sodium carbonate is preferably solubilized at an optimum temperature of 42 ° C.
  • the mixture of pulverulent materials / binder was then introduced into a cylindrical press of the HERZOG HTP40 type in which a pressure of 2T / cm 2 was applied in order to form briquettes in cylindrical form.
  • cylindrical briquettes of 150 g with a diameter of 50 mm and a length of 37 mm, containing about 6% by weight of water were obtained.
  • the briquettes were previously dried or not for 60 minutes at 120 ° C before being introduced into a melting furnace to form glass.
  • the briquettes obtained according to the invention had a very good mechanical strength and withstood a fall of 2m in height.
  • the previously dried briquettes had an overload resistance weighing more than 120 kg in the crush test and the undried briquettes resisted overloading with a weight of less than 10-20 kg.
  • the batch batch of raw materials that is to say according to the composition of the table above, agglomerated in the form of cylindrical briquettes and introduced into a melting furnace can greatly reduce the melting temperature but above all allows to reduce considerably the problem of soaring the so-called "fine" particles from the vitrifiable raw material (dust) with all the consequences on the efficiency of the melting furnace but also on the longevity of the oven vaults, in particular by the deterioration of the refractory and especially the regenerators .
  • this same batch was introduced without any prior agglomeration step in a melting furnace.
  • the inventors observed the presence of small aggregates of sand after 25 minutes in the melting furnace. These aggregates are not present when the batch of raw materials has been agglomerated before being introduced into the furnace to form glass.
  • Example 2 - Agglomerates were manufactured according to the process of the invention starting from cullet comprising 30 to 40% of "fine" particles of sizes less than ⁇ .
  • Cullet that is to say recycled glass, comprising 30 to 40% of "fine" particles of sizes less than ⁇ was mixed as for Example 1 in a mixer with horizontal axis in the presence of a quantity of sodium carbonate between 0.5%> and 2% by weight added in the form of spray (ratio about 1/3 binder-water).
  • the mixture was then introduced into a B220B ® tangent wheel press. A nominal traction of about 500kg / ha was applied. Almond-shaped briquettes, comprising about 5% water, were thus obtained and dried at 120 ° C. The briquettes obtained had a resistance to overload of a weight greater than 50kg and close to 100kg
  • the dried briquettes were then introduced into the melting furnace.
  • the cullet comprising 30 to 40% of "fine" particles of sizes less than ⁇ , agglomerated in the form of briquettes in the form of a cushion or almond and introduced into a melting furnace, made it possible to greatly reduce the temperature of the fusion but especially allowed to considerably reduce the problem of soaring so-called "fine” particles of the vitrifiable raw material (dust) with all the consequences on the efficiency of the melting furnace but also on the longevity of the vaults of the furnace, in particular by the deterioration of the refractory and especially regenerators.
  • the production costs of the glass are reduced thanks to the use of recycled glass, and the life of the melting furnace is lengthened since the problem of the flight of "fine materials" is eliminated while keeping a quality glass.
  • the invention is also of environmental interest since the removal of glass raw materials such as sand and dolomite is less important.
  • Example 3 - Agglomerates were manufactured according to the process of the invention starting from cullet comprising as pulverulent materials 100% particles smaller than 600 ⁇ .
  • cushion-shaped or almond-shaped briquettes were prepared using a tangent wheel press from a mixture from cullet comprising as pulverulent materials 100% of particles of smaller sizes. at 600 ⁇ and a solution of sodium carbonate at a quantity of between 3 and 10% by weight relative to the cullet.
  • the briquettes were also dried at 120 ° C. The briquettes thus dried had a mechanical strength of the order of 100-125 kg.
  • the amount of binder added to the mixture is an important parameter.
  • the binders were dissolved in water (30 g per 100 ml) and added to the mixture consisting of cullet (ie consisting of particles smaller than 600 ⁇ m) in a proportion of 0.5 to 5% by weight relative to the mixture.
  • the inventors have shown that an increase in the amount of binder leads to an increase in the strength of the agglomerates formed.
  • the agglomerates obtained had a resistance of up to 3000N.

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Abstract

The invention concerns a method for manufacturing agglomerates from a mixture of at least one powdered material, in particular raw materials for glassmaking. The method of the invention comprises the following steps: (i) mixing at least one powdered raw material; (ii) adding a binding solution to the mixture of step (i); (iii) adding the mixture obtained in step (ii) into a compression device; (iv) compressing the mixture; (v) potentially drying the briquettes produced. According to the invention, the binding solution added to the mixture of at least one powdered material is a sodium carbonate solution. This method for manufacturing agglomerates makes it possible to reduce the problem of "fine materials" being dispersed into the air.

Description

Procédé de fabrication d'agglomérats à partir de matières pulvérulentes  Process for producing agglomerates from pulverulent materials
1. Domaine de l'invention 1. Field of the invention
L'invention concerne un procédé de fabrication d'agglomérats à partir de matières pulvérulentes, en particulier de matières premières pour la fabrication du verre (ou matières vitrifïables). Plus précisément, l'invention concerne un procédé amélioré d'agglomération par voie humide de matières pulvérulentes pour la fabrication du verre, les agglomérats obtenus étant destinés à être introduits ultérieurement dans un four de fusion. The invention relates to a process for producing agglomerates from pulverulent materials, in particular raw materials for the manufacture of glass (or vitrifiable materials). More specifically, the invention relates to an improved method of wet agglomeration of powdery materials for the manufacture of glass, the agglomerates obtained being intended to be subsequently introduced into a melting furnace.
L'invention peut être utilisée notamment dans toutes les entreprises sujettes aux problèmes de la présence des « matières fines ». 2. Solutions de l'art antérieur The invention can be used in particular in all companies subject to the problems of the presence of "fine materials". 2. Solutions of the prior art
Dans presque toutes les industries et plus particulièrement les industries de fabrication du verre on retrouve dans les matières premières des « matières fines ». Que leur présence soit intentionnelle (broyage dans un but d'accélération cinétique) ou subie (récupération de poussières de filtre), celles-ci sont sujettes au même problème: l'envolement. In almost all industries and especially the glass manufacturing industries we find in the raw materials "fine materials". Whether their presence is intentional (grinding for the purpose of kinetic acceleration) or undergone (filter dust recovery), these are subject to the same problem: flight.
L'industriel considère - dépendant des conditions d'utilisation - une limite de taille de ces « matières fines » de l'ordre de la centaine de microns, ce qui empêche leur utilisation sans une mise en forme de ces produits. The manufacturer considers - depending on the conditions of use - a limit of size of these "fine materials" of the order of one hundred microns, which prevents their use without a shaping of these products.
L'art antérieur propose des procédés de granulation permettant de diminuer le taux de « matières très fines » et donc d'éliminer les problèmes d'envolement. Malheureusement, les granules obtenues par ces techniques renferment un taux élevé d'eau (environ 13% en poids). Avec ces granules, une étape de séchage avant leur utilisation est nécessaire représentant ainsi une consommation d'énergie supplémentaire. Ainsi, différentes techniques d'agglomération alternatives au procédés de granulation ont vu le jour au cours des dernières années afin de réduire la quantité d'eau nécessaire à la compaction des « matières fines ». The prior art provides granulation processes to reduce the rate of "very fine materials" and thus eliminate the problems of flight. Unfortunately, the granules obtained by these techniques contain a high level of water (about 13% by weight). With these granules, a drying step before their use is necessary thus representing an additional energy consumption. Thus, different agglomeration techniques, which are alternatives to granulation processes, have emerged in recent years in order to reduce the amount of water required for the compaction of "fine materials".
Parmi celles-ci, différencions l'agglomération en voie sèche (sous l'effet d'une importante pression) de l'agglomération en voie humide (via une solution liante sous l'effet ou non d'une pression). Among these, differentiate dry agglomeration (under the effect of significant pressure) of wet agglomeration (via a binder solution under the effect or not of pressure).
L 'agglomération en voie humide fait appel, en fonction des impératifs techniques (matières organiques/inorganiques/bio-compatibles...) et économiques, à différents types de liants. Citons, entre-autres les silicates de sodium, la mélasse, l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de calcium... According to the technical requirements (organic / inorganic / bio-compatible ...) and economical materials, wet agglomeration uses different types of binders. These include, among others, sodium silicates, molasses, sodium hydroxide, calcium hydroxide, etc.
Il existe des procédés d'agglomération sans pression du type pelletisation et des procédés par pression telle que le briquetage. L'invention concerne la seconde de ces deux technologies. There are non-pressure sintering processes of the pelletizing type and pressing methods such as briquetting. The invention relates to the second of these two technologies.
Le document US 4 802 914 A décrit néanmoins un procédé d'agglomération par pelletisation (agglomération par voie humide) consistant à agglomérer les poussières à l'intérieur d'un tambour rotatif, en apportant en continu, en présence d'eau, un mélange de poussière et de liant. Les liants sont des polymères de haut poids moléculaire qui sont ajoutés avant, pendant ou après, la mise en œuvre de sels inorganiques alcalins du type phosphate, chlorure ou carbonate. Il est également fait référence à la mise en œuvre de bentonite, utilisée comme agent liant, laquelle est un aluminium phyllo silicate, mélange complexe d'argile, de montmorillonite etc..., qui ne rentre pas dans la catégorie des silicates de métaux alcalins. The document US Pat. No. 4,802,914 A nonetheless describes a method of agglomeration by pelletisation (wet agglomeration) consisting of agglomerating the dust inside a rotating drum, by continuously supplying, in the presence of water, a mixture dust and binder. The binders are high molecular weight polymers which are added before, during or after the implementation of alkaline inorganic salts of the phosphate, chloride or carbonate type. Reference is also made to the use of bentonite, used as a binding agent, which is a phyllo-silicate aluminum, a complex mixture of clay, montmorillonite, etc., which does not fall within the category of alkali metal silicates. .
Parmi les procédés d'agglomération par pression utilisés à l'échelle industrielle, c'est la technique de " briquetage " qui est la plus développée. Cette technique d'agglomération a pour principaux avantages sa capacité importante (en termes de volumes traités) et sa flexibilité d'usage (agglomérats de multiples dimensions et formes). Le briquetage s'effectue par exemple, sur des presses à roues tangentes présentant des cavités qui impriment la forme désirée aux agglomérats aussi appelés briquettes. Il peut s'effectuer à chaud ou à froid, à des pressions très variables avec ou sans l'aide de liant. Of the pressure agglomeration processes used on an industrial scale, it is the "bricklaying" technique that is the most developed. This agglomeration technique has its main advantages its large capacity (in terms of volumes treated) and its flexibility of use (agglomerates of multiple dimensions and shapes). The briquetting is carried out for example on presses tangent wheels having cavities which impart the desired shape to the agglomerates also called briquettes. It can be carried out hot or cold, at very different pressures with or without the aid of binder.
La solution de l'agglomération est d'autant plus avantageuse qu'elle permet d'éviter : le risque de ségrégation, de séparation des différents constituants soit au cours du stockage en silo ou dans les trémies sous l'action de la gravité, soit sur les tapis transporteurs par suite des vibrations ; et - l'envol des matières ou particules dites « fines » de la matière première vitrifiable (poussières) avec toutes les conséquences sur le rendement du four de fusion mais également sur la longévité des voûtes du four et des régénérateurs. De plus, cet inconvénient peut avoir un impact sur l'environnement, car les poussières qui s'envolent peuvent poser des problèmes de pollution de l'air. The agglomeration solution is all the more advantageous in that it avoids: the risk of segregation, of separation of the different constituents, either during storage in the silo or in the hoppers under the action of gravity, or conveyor belts due to vibration; and - the flight of so-called "fine" materials or particles from the vitrifiable raw material (dust) with all the consequences on the efficiency of the melting furnace but also on the longevity of the oven vaults and regenerators. In addition, this disadvantage can have an impact on the environment, because the dust that fly away can pose problems of air pollution.
Par exemple, dans le domaine du verre, une agglomération classique de matières pulvérulentes est effectuée en utilisant un liant inorganique de type silicates de sodium (NaxSiOy, les indices x et y étant dépendant des propriétés agglomérantes désirées). Ceux-ci sont généralement utilisés à des concentrations comprises entre 0 et 5% en poids par rapport à la matière sèche c'est-à-dire la matière première. On les retrouve habituellement sous forme de solution (waterglass) ou de granules (métasilicate de sodium). Ce liant est impératif pour permettre la formation de l'agglomérat, il facilite l'adhésion des matières pulvérulentes entre elles et donc l'agglomération du mélange. On parle alors de « agglomération par voie humide ». For example, in the field of glass, a conventional agglomeration of pulverulent materials is carried out using an inorganic binder of sodium silicate type (NaxSiOy, the indices x and y being dependent on the desired agglomerating properties). These are generally used at concentrations of between 0 and 5% by weight relative to the dry matter that is to say the raw material. They are usually found as a solution (waterglass) or granules (sodium metasilicate). This binder is imperative to allow the formation of the agglomerate, it facilitates the adhesion of pulverulent materials together and thus the agglomeration of the mixture. This is called "wet agglomeration".
Ces liants ont malheureusement un prix de l'ordre de 700€/T et représentent donc un coût pour l'industrie. De plus, la quantité d' eau mise en œuvre dans un procédé d'agglomération de matières pulvérulentes est un paramètre importante afin d'obtenir une agglomération efficace. Ainsi, la teneur en eau qui est usuellement mise en œuvre est de 0 à 15% en poids par rapport à la charge à agglomérer. Cependant, plus la quantité d'eau présente dans les agglomérats est élevée plus l'énergie nécessaire pour les sécher avant leur utilisation sera élevée. Plusieurs alternatives ont été étudiées quant à la nature, la quantité de liant, quant à la manière d'ajouter le liquide liant à la matière pulvérulente, etc.. (voir notamment les brevets FR1556285, US 3969100 et US 4031175). Par exemple, dans le domaine du verre si les agglomérats contiennent une quantité d'eau élevée (par exemple supérieur à 5%), ceux-ci doivent être séchés avant leur utilisation afin de garantir leur stabilité pour leur manutention ultérieure mais également afin d'éviter leur éclatement lors de leur introduction dans le four de fusion du fait de l'évaporation brutale de l'eau qu'ils contiennent. La teneur en eau des matières premières utilisées pour la fabrication du verre et destinées à être introduite dans le four de fusion sous forme d'agglomérats et en particulier sous forme de briquettes est classiquement de l'ordre de 2 à 6% en poids. These binders unfortunately have a price of the order of 700 € / T and therefore represent a cost for the industry. In addition, the amount of water used in an agglomeration process of pulverulent materials is an important parameter in order to obtain an effective agglomeration. Thus, the water content which is usually used is from 0 to 15% by weight relative to the charge to be agglomerated. However, the higher the amount of water present in the agglomerates, the higher the energy required to dry them before use. Several alternatives have been studied as to the nature, the amount of binder, as to the manner of adding the binder liquid to the pulverulent material, etc. (see in particular patents FR1556285, US 3969100 and US 4031175). For example, in the field of glass, if the agglomerates contain a high quantity of water (for example greater than 5%), they must be dried before use in order to guarantee their stability for subsequent handling but also in order to avoid their bursting when they are introduced into the melting furnace because of the sudden evaporation of the water they contain. The water content of the raw materials used for the manufacture of glass and intended to be introduced into the melting furnace in the form of agglomerates and in particular in the form of briquettes is conventionally of the order of 2 to 6% by weight.
L'étape de séchage des agglomérats et en particulier des briquettes « humides » se produit dans un séchoir du type, par exemple, à tambour rotatif ou à lit fluidisé, et permet d'obtenir des agglomérats « secs » présentant une teneur en eau idéale. The drying step of the agglomerates and in particular "wet" briquettes occurs in a dryer of the type, for example, rotary drum or fluidized bed, and allows to obtain "dry" agglomerates with an ideal water content .
Compte-tenu du prix des liants classiquement utilisés, il existe donc un besoin de trouver une alternative moins coûteuse à leur utilisation. Given the price of conventionally used binders, there is therefore a need to find a less expensive alternative to their use.
3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir un procédé efficace d'agglomération par voie humide qui permet de réduire les coûts liés à la fabrication du verre. 3. OBJECTIVES OF THE INVENTION The object of the invention is notably to overcome these disadvantages of the prior art. More specifically, an object of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide an efficient process of wet agglomeration which reduces the costs associated with the manufacture of glass.
Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir un procédé d'agglomération par voie humide qui permet de réduire voire supprimer le problème d'envolement des « matières fines ». Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide a wet agglomeration process which makes it possible to reduce or even eliminate the problem of "fine material" flight.
Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir un procédé d'agglomération par voie humide qui permet d'obtenir des agglomérats et en particulier des briquettes avec un taux d'humidité garantissant leur stabilité et leur facilité de manutention ainsi qu'un taux résiduel de particules fines non agglomérées relativement bas. Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide a wet agglomeration process which makes it possible to obtain agglomerates and in particular briquettes with a moisture content guaranteeing their stability. and their ease of handling and a residual rate of relatively low unagglomerated fine particles.
Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir un procédé d'agglomération qui permette de réduire la consommation en énergie. Un autre objectif de l'invention dans au moins un de ses mode de réalisation est de fournir un procédé d'agglomération qui permet de recycler les déchets et notamment les déchets verriers. Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to provide an agglomeration process which makes it possible to reduce energy consumption. Another objective of the invention in at least one of its embodiments is to provide an agglomeration process which makes it possible to recycle waste and especially glass waste.
Un autre objectif de l'invention dans au moins un de ses mode de réalisation est de fournir un procédé d'agglomération qui permet de réduire la consommation de matières premières. Another object of the invention in at least one of its embodiments is to provide an agglomeration process which makes it possible to reduce the consumption of raw materials.
L'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a encore pour objectif de fournir une solution aux désavantages de l'art antérieur qui soit simplifiée et économique. The invention, in at least one of its embodiments, is also intended to provide a solution to the disadvantages of the prior art which is simplified and economical.
4. Exposé de l'invention Conformément à un mode de réalisation particulier, l'invention concerne un procédé de fabrication d'agglomérat à partir de matières pulvérulentes comprenant les étapes suivantes : a) mélange d'au moins une matière première pulvérulente, b) ajout au mélange de l'étape a) d'une solution liante, c) introduction du mélange obtenu à l'étape b) dans un équipement de compression, d) compression du mélange. 4. DESCRIPTION OF THE INVENTION In accordance with a particular embodiment, the invention relates to a process for the manufacture of agglomerate from materials powder comprising the following steps: a) mixing at least one pulverulent raw material, b) adding to the mixture of step a) a binder solution, c) introducing the mixture obtained in step b) into equipment compression, d) compression of the mixture.
Selon l'invention, la solution liante ajoutée au mélange de matière premières pulvérulentes est une solution de carbonate de sodium. According to the invention, the binder solution added to the mixture of pulverulent raw materials is a solution of sodium carbonate.
Le principe général de l'invention repose sur l'utilisation d'un composé inorganique très peu coûteux, le carbonate de sodium, capable d'agglomérer de manière efficace des matières pulvérulentes et en particulier des matières pulvérulentes verrières. The general principle of the invention is based on the use of a very inexpensive inorganic compound, sodium carbonate, capable of effectively agglomerating pulverulent materials and in particular glass powdery materials.
Ainsi, l'invention propose une alternative aux liants classiquement utilisés pour agglomérer des matières pulvérulentes qui est moins coûteuse et très efficace. Thus, the invention provides an alternative to binders conventionally used to agglomerate pulverulent materials which is less expensive and very effective.
Selon l'invention, une étape d'élimination de l'air présent dans le mélange comprenant les matières pulvérulentes et la solution liante est mise en œuvre entre l'étape d'introduction du mélange d'au moins une matière première pulvérulente et de la solution liante dans un équipement de compression (étape c)) et l'étape de compression du mélange (étape d)) du procédé. According to the invention, a step of removing the air present in the mixture comprising the pulverulent materials and the binder solution is carried out between the step of introducing the mixture of at least one pulverulent raw material and the binder solution in a compression equipment (step c)) and the step of compressing the mixture (step d)) of the process.
Dans un des modes de réalisation particuliers de l'invention, l'étape d) comprend une étape de pré-compression au moyen d'une vis de pré-compression ou d'un piston. On entend par « vis de pré-compression », une vis d'Archimède servant à acheminer les matières jusque dans la zone de compression. En fonction de la géométrie de la vis et des paramètres utilisés, celle-ci peut servir à appliquer une pression préalable à la compression. In one of the particular embodiments of the invention, step d) comprises a pre-compression step by means of a pre-compression screw or a piston. The term "pre-compression screw" means an Archimedes screw used to convey the materials into the compression zone. Depending on the geometry of the screw and the parameters used, it can be used to apply pressure prior to compression.
Le volume d ' air comprimé dans les pores des matières pulvérulentes peut limiter la vitesse d'agglomération et causer des fissures, affaiblir ou même détruire les agglomérats formés. Ainsi, l'élimination de l'air comprimé dans les pores des matières pulvérulentes permet de réduire voire supprimer ces phénomènes. The volume of compressed air in the pores of the pulverulent materials can limit the rate of agglomeration and cause cracks, weaken or even destroy the formed agglomerates. Thus, the elimination of compressed air in the pores of the pulverulent materials makes it possible to reduce or even eliminate these phenomena.
Dans un des modes de réalisation particuliers de l'invention, l'étape de compression du mélange d'au moins une matière première pulvérulente mélangée à la solution liante est suivie d'une étape de séchage des agglomérats à une température comprise entre 100°C et 150°C. In one of the particular embodiments of the invention, the step of compressing the mixture of at least one pulverulent raw material mixed with the binder solution is followed by a step of drying the agglomerates at a temperature of between 100 ° C. and 150 ° C.
Ainsi, l' eau comprise dans les agglomérats obtenus après compression est éliminée. Le séchage permet d'obtenir des agglomérats plus stables pour leur manutention ultérieure mais également d'éviter leur éclatement par exemple lors de leur introduction dans un four du fait de l'évaporation brutale de l'eau qu'ils contiennent. Thus, the water included in the agglomerates obtained after compression is eliminated. Drying makes it possible to obtain more stable agglomerates for their subsequent handling but also to prevent them from bursting, for example when they are introduced into an oven because of the sudden evaporation of the water they contain.
Dans un des modes de réalisation particuliers de l'invention, l'étape de compression du mélange d'au moins une matière première pulvérulente mélangée à la solution liante est suivie d'une étape de pré-chauffage des agglomérats à une température comprise entre 200 et 800°C. In one of the particular embodiments of the invention, the step of compressing the mixture of at least one pulverulent raw material mixed with the binder solution is followed by a step of pre-heating the agglomerates to a temperature of between 200.degree. and 800 ° C.
Par exemple, dans la fabrication du verre, l'étape de préchauffage des agglomérats avant leur introduction dans un four de fusion permet de diminuer la consommation d'énergie. For example, in the manufacture of glass, the step of preheating agglomerates before introduction into a melting furnace reduces energy consumption.
Selon l'invention, le procédé comprend étape de préparation de la solution liante mise en œuvre pour l'agglomération des matières pulvérulentes comprenant une étape de dissolution du carbonate de sodium dans de l'eau. Afin d'obtenir une bonne cohésion entre les différents particules constituant la matière pulvérulente, le carbonate de sodium sous forme solide est mis en solution puis ajouté à la matière pulvérulente. Le mélange est alors soumis à une évaporation de l'eau. Ainsi, une bonne cohésion entre les différentes particules est obtenue évitant alors les problèmes d'envolement des « fines » particules tout en diminuant les coûts liés à l'agglomération. According to the invention, the process comprises a step of preparing the binding solution used for the agglomeration of pulverulent materials comprising a step of dissolving the sodium carbonate in water. In order to obtain good cohesion between the different particles constituting the pulverulent material, the sodium carbonate in solid form is dissolved and then added to the pulverulent material. The mixture is then subjected to evaporation of the water. Thus, a good cohesion between the different particles is obtained thus avoiding the problems of flight of "fine" particles while reducing the costs associated with agglomeration.
Il est entendu que le carbonate de sodium peut être mis en solution préalablement à son addition dans la matière pulvérulente ou ajouté directement dans la matière pulvérulente et mis en solution en ajoutant de l'eau au mélange. It is understood that the sodium carbonate may be dissolved prior to its addition into the pulverulent material or added directly into the pulverulent material and dissolved by adding water to the mixture.
Dans un des modes de réalisation particuliers de l'invention, les matières pulvérulentes sont constituées de matières premières destinées à la fabrication du verre dans un four de fusion ou matières vitrifïables. Typiquement, ces matières vitrifïables comprennent entre autres, du sable de silice, du calcaire, de la dolomie, de l'alumine, du feldspath, du carbonate de sodium et du sulfate de sodium ou sulfate de calcium. D'autres ingrédients sont également souvent présents dans ces matières vitrifïables tels que des colorants (oxydes de fer, de cobalt, de chrome,...) et des éléments dits formateurs (PbO, MgO, ZnO, BaO,...). Dans le cas de ce mode de réalisation, les agglomérats obtenus par le procédé selon l'invention sont destinés à être introduits ultérieurement dans un four de fusion, soit immédiatement après leur fabrication soit après une période de stockage. Dans le cas particulier où les matières pulvérulentes sont constituées de matières vitrifïables, ce type d'agglomération permet d'améliorer certains paramètres de fusion tels qu'une augmentation supplémentaire du rendement de fusion ou une diminution plus importante du phénomène de ségrégation. In one of the particular embodiments of the invention, the pulverulent materials consist of raw materials for the manufacture of glass in a melting furnace or vitrifiable materials. Typically, these vitrifiable materials include, among others, silica sand, limestone, dolomite, alumina, feldspar, sodium carbonate and sodium sulfate or calcium sulfate. Other ingredients are also often present in these vitrifiable materials such as dyestuffs (oxides of iron, cobalt, chromium, etc.) and so-called forming elements (PbO, MgO, ZnO, BaO, etc.). In the case of this embodiment, the agglomerates obtained by the process according to the invention are intended to be introduced later into a melting furnace, either immediately after their manufacture or after a storage period. In the particular case where the pulverulent materials consist of vitrifiable materials, this type of agglomeration makes it possible to improve certain melting parameters such as a further increase in the melting efficiency or a greater decrease in the phenomenon of segregation.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la quantité de la solution liante ajoutée au mélange de matières premières pulvérulentes est comprise entre 1,3 et 20% en poids par rapport au mélange de matières premières pulvérulentes. De préférence, la quantité de solution liante ajoutée au mélange de matières premières pulvérulentes est comprise entre 1,3 et 10% en poids par rapport au mélange de matières premières pulvérulentes. Plus préférentiellement, la quantité de solution liante ajoutée au mélange de matières premières pulvérulentes est comprise entre 1,3 et 5% en poids par rapport au mélange de matières premières. Encore plus préférentiellement, la quantité de solution liante ajoutée au mélange de matières premières pulvérulentes est comprise entre 1,3 et 3% en poids par rapport au mélange de matières premières pulvérulentes. According to a preferred embodiment of the invention, the amount of the binder solution added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 20% by weight relative to the mixture of pulverulent raw materials. Preferably, the amount of binding solution added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 10% by weight per relative to the mixture of pulverulent raw materials. More preferably, the amount of binder solution added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 5% by weight relative to the mixture of raw materials. Even more preferably, the amount of binding solution added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 3% by weight relative to the mixture of powdery raw materials.
Ainsi, la quantité de solution liante ajoutée au mélange de matières pulvérulentes est importante car elle impacte sur la résistance des agglomérats formés. Selon une mise en œuvre avantageuse de l'invention, les agglomérats non séchés possèdent une teneur en eau comprise entre 2 et 10% en poids. De préférence, les agglomérats possèdent une teneur en eau comprise entre 3 et 6% en poids. Thus, the amount of binder solution added to the mixture of pulverulent materials is important because it impacts on the strength of the agglomerates formed. According to an advantageous embodiment of the invention, the non-dried agglomerates have a water content of between 2 and 10% by weight. The agglomerates preferably have a water content of between 3 and 6% by weight.
Ainsi, le procédé de fabrication d'agglomérats selon l'invention permet d'obtenir des agglomérats en faible teneur en eau. Cette faible teneur en eau est avantageuse car plus elle est faible moins il est nécessaire de sécher les agglomérats avant leur utilisation; réduisant ainsi la consommation d'énergie et la perte de temps. Thus, the agglomerate manufacturing process according to the invention makes it possible to obtain agglomerates with a low water content. This low water content is advantageous because the lower it is, the less it is necessary to dry the agglomerates before use; thereby reducing energy consumption and wasting time.
L'invention concerne donc également les agglomérats obtenus par le procédé de fabrication selon l'invention. Les agglomérats selon l'invention peuvent prendre différentes formes. The invention therefore also relates to the agglomerates obtained by the manufacturing method according to the invention. The agglomerates according to the invention can take different forms.
Les agglomérats selon un mode particulier de l'invention sont des briquettes. Les briquettes peuvent prendre la forme de coussins, amandes... Agglomerates according to a particular embodiment of the invention are briquettes. The briquettes can take the form of cushions, almonds ...
Les agglomérats selon un mode particulier de l 'invention présentent une faible teneur en eau. Agglomerates according to a particular embodiment of the invention have a low water content.
Selon un mode préférentiel de l'invention, les agglomérats sont obtenus à partir de matières premières destinées à la fabrication du verre dans un four de fusion. Ces agglomérats peuvent représenter la totalité des matières premières nécessaire à la fabrication du verre. Ainsi, le four pourra être alimenté uniquement avec des agglomérats selon l'invention. Ces agglomérats peuvent être aussi combinés avec les matières premières telles qu'entre autres, du sable de silice, du calcaire, de la dolomie, de l'alumine, du feldspath, du carbonate de sodium qui sont ajoutés individuellement puis mélangés et introduits dans le four. According to one preferred embodiment of the invention, the agglomerates are obtained from raw materials intended for the manufacture of glass in a melting furnace. These agglomerates can represent all the raw materials necessary for the manufacture of glass. Thus, the oven can be fed only with agglomerates according to the invention. These agglomerates can also be combined with raw materials such as, among others, silica sand, limestone, dolomite, alumina, feldspar, sodium carbonate which are added individually then mixed and introduced into the oven.
Les avantages des agglomérats sont les mêmes que ceux du procédé de fabrication permettant de les obtenir, ils ne sont pas détaillés plus amplement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs. The advantages of agglomerates are the same as those of the manufacturing process for obtaining them, they are not detailed further. Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of preferred embodiments, given as simple illustrative and non-limiting examples.
5. Description d'au moins un mode de réalisation de l'invention 5. Description of at Least One Embodiment of the Invention
Le procédé de l ' invention est un procédé de fabrication d'agglomérats à partir de matières pulvérulentes. Par « matières pulvérulentes », on entend un composé qui est sous forme de poudre et qui comprend une proportion significative de particules dites « fines ». Le diamètre moyen de ces particules fines est typiquement inférieur à environ 100 microns. The process of the invention is a process for producing agglomerates from pulverulent materials. By "pulverulent materials" is meant a compound which is in powder form and which comprises a significant proportion of so-called "fine" particles. The average diameter of these fine particles is typically less than about 100 microns.
Il est entendu que les matières pulvérulentes peuvent comprendre un mélange de particules de tailles différentes. Par exemple, ces particules peuvent avoir une taille comprise entre Ι μιη à ΙΟΟΟμιη. Selon un mode particulier de l'invention, les particules pulvérulentes comprennent des particules de taille inférieure à 800μιη. Selon un autre mode de réalisation, les matières comprennent des particules de taille inférieure à 200μιη. Par exemple, dans la fabrication du verre, du verre recyclé est de plus en plus utilisé comme matière première. Un des avantages à son utilisation est le fait de diminuer le prélèvement dans le milieu naturel du sable mais aussi de diminuer la consommation d'énergie. En effet, fondre du verre récupéré, communément appelé le calcin, pour fabriquer du verre neuf nécessite moins d'énergie que pour fondre les matières premières entrant dans la composition du verre. La qualité du verre produit en partie ou en totalité à partir du verre recyclé dépend de la qualité du verre usagé de départ. La qualité du verre est principalement déterminée par le taux de contaminants présents dans le verre usagé à recycler. Les contaminants ou impuretés les plus couramment trouvés comprennent : - les CSP : céramiques, pierres, porcelaine/porcelaine de It is understood that the pulverulent materials may comprise a mixture of particles of different sizes. For example, these particles may have a size between Ι μιη to ΙΟΟΟμιη. According to one particular embodiment of the invention, the powdery particles comprise particles of size less than 800 μm. According to another embodiment, the materials comprise particles smaller than 200μιη. For example, in the manufacture of glass, recycled glass is increasingly used as a raw material. One of the advantages to its use is the fact of reducing the sampling in the natural environment of the sand but also of reduce energy consumption. Indeed, melting recovered glass, commonly called cullet, to make new glass requires less energy than to melt the raw materials used in the composition of the glass. The quality of glass produced in part or in full from recycled glass depends on the quality of the original glass used. The quality of the glass is mainly determined by the level of contaminants present in the used glass to be recycled. The most commonly found contaminants or impurities include: - CSPs: ceramics, stones, porcelain / porcelain
Chine; du fer et les métaux non-ferreux, des types de verre spéciaux (quartz, la céramique, verre contenant du plomb, de l'opale), - des déchets organiques : papier, plastique...  China; iron and non-ferrous metals, special types of glass (quartz, ceramics, glass containing lead, opal), - organic waste: paper, plastic ...
Dans la plupart des industries de traitement du verre usagé , les contaminants sont séparés du verre afin de fournir une matière première utilisable pour la production du verre. Le verre usagé recyclé est ensuite broyé formant ainsi un calcin comprenant des particules de tailles différentes. Ces particules peuvent avoir une taille comprise entre Ιμιη à ΙΟΟΟμιη. De préférence, le calcin comprend des particules de taille inférieure à 800μιη. La distribution de ces particules et en particulier celle des « fines » particules est importante car elle affecte le processus de fusion. Ainsi les « fines » particules, qui sont suj ettes au problème d'envolement conduisent à une attaque plus rapide des voûtes du four (aussi appelé réfractaire) et surtout des régénérateurs. In most used glass processing industries, contaminants are separated from glass to provide a raw material for the production of glass. The recycled used glass is then milled, thus forming a cullet comprising particles of different sizes. These particles may have a size between Ιμιη and ΙΟΟΟμιη. Preferably, the cullet comprises particles having a size of less than 800 μm. The distribution of these particles and in particular that of the "fine" particles is important because it affects the melting process. Thus the "fine" particles, which are subject to the problem of flight, lead to a faster attack of the vaults of the furnace (also called refractory) and especially regenerators.
L'invention propose donc un procédé d'agglomération qui permet d'agglomérer/compacter le calcin comprenant un taux élevé de « fines particules » afin d'éviter le problème d'envolement et de détérioration du réfractaire et des régénérateurs. The invention therefore proposes an agglomeration process which makes it possible to agglomerate / compact the cullet comprising a high level of "fine particles" to avoid the problem of flight and deterioration of the refractory and regenerators.
De manière générale, on entend par « agglomération », un procédé consistant à augmenter la taille d'un solide généralement finement divisé ou pulvérulent par utilisation de la pression, de l'agitation de particules en milieu humide, de la chaleur... Elle est basée sur l'adhésion des particules entre elles pour l'obtention d'agglomérats de taille supérieure. In general, the term "agglomeration" is understood to mean a process consisting in increasing the size of a generally finely divided or powdery solid by use of pressure, agitation of particles in a humid medium, heat, etc. is based on the adhesion of the particles together to obtain agglomerates of larger size.
Le procédé d'agglomération selon l'invention permet de: donner une forme finie à partir de matière pulvérulentes, par exemple le calcin, former un mélange homogène de plusieurs matières premières, améliorer les caractéristiques de manipulation des matières pulvérulentes, éviter les problèmes de prise en masse, améliorer les caractéristiques d'écoulement des « fines » particules, - contrôler la solubilité, améliorer l'efficacité chimique, énergétique, des matières premières, améliorer les caractéristiques de manutention pour le transport, le stockage et la reprise des matières premières. The agglomeration process according to the invention makes it possible to: give a finished form from pulverulent materials, for example cullet, form a homogeneous mixture of several raw materials, improve the handling characteristics of the pulverulent materials, avoid the problems of setting in bulk, improve the flow characteristics of "fine" particles, - control solubility, improve chemical efficiency, energy, raw materials, improve handling characteristics for transport, storage and recovery of raw materials.
Selon le procédé de l'invention, au moins une matière première pulvérulente est tout d'abord mélangée, par exemple dans un mélangeur à axe horizontal, ensuite une solution liante de carbonate de sodium est ajoutée au mélange d'au moins une matière pulvérulente. La solution de carbonate de sodium est par exemple ajoutée sous forme de spray. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la solution de carbonate de sodium est ajoutée à une quantité comprise entre 1,3 et 20% en poids par rapport à la matière première pulvérulente. Le tout est alors mélangé pendant 1 à 10 minutes et de préférence entre 3 et 5 minutes. According to the process of the invention, at least one pulverulent raw material is first mixed, for example in a mixer with a horizontal axis, then a binder solution of sodium carbonate is added to the mixture of at least one pulverulent material. The sodium carbonate solution is for example added in the form of a spray. According to one particular embodiment of the invention, the sodium carbonate solution is added in an amount of between 1.3 and 20% by weight relative to the raw material. powder. The whole is then mixed for 1 to 10 minutes and preferably between 3 and 5 minutes.
Selon un mode particulier de l'invention, lorsque le carbonate de sodium est ajouté à une quantité comprise entre 15 et 20%, une première quantité de carbonate est préalablement dissoute dans de l'eau et la seconde quantité de carbonate de sodium est directement ajoutée sous forme de poudre au mélange de matière pulvérulente. En effet, la solubilité du carbonate de sodium - fonction de la température - est telle qu'à la concentration de saturation, tout carbonate de sodium ajouté ne sera plus dissout. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la quantité de carbonate de sodium ajoutée au mélange de matières premières pulvérulentes est comprise entre 1,3 et 10% en poids par rapport au mélange de matières premières pulvérulentes. According to a particular embodiment of the invention, when the sodium carbonate is added in an amount of between 15 and 20%, a first quantity of carbonate is dissolved beforehand in water and the second quantity of sodium carbonate is directly added as a powder to the mixture of pulverulent material. Indeed, the solubility of sodium carbonate - a function of temperature - is such that at the saturation concentration, any sodium carbonate added will no longer be dissolved. According to a preferred embodiment of the invention, the amount of sodium carbonate added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 10% by weight relative to the mixture of pulverulent raw materials.
Selon un mode de réalisation plus préféré de l'invention, la quantité de carbonate de sodium ajoutée au mélange de matières premières pulvérulentes est comprise entre 1,3 et 5%> en poids par rapport au mélange de matières premières pulvérulentes. According to a more preferred embodiment of the invention, the amount of sodium carbonate added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 5% by weight relative to the mixture of pulverulent raw materials.
Selon un mode de réalisation encore plus préféré de l'invention, la quantité de carbonate de sodium ajoutée au mélange de matières premières pulvérulentes est comprise entre 1,3 et 3%> en poids par rapport au mélange de matières premières pulvérulentes. According to an even more preferred embodiment of the invention, the amount of sodium carbonate added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 3% by weight relative to the mixture of pulverulent raw materials.
Lorsque la quantité de carbonate de sodium ajoutée au mélange de matières premières pulvérulentes est comprise entre 1,3 et 10%>, et de préférence entre 1,3 et 5%> et encore plus préférentiellement entre 1,3 et 3%>, le carbonate de sodium est préalablement dissout dans de l'eau, la solution de carbonate de sodium ainsi obtenue est ajoutée au mélange de matières premières pulvérulentes. Par exemple, 1,5g de carbonate de sodium dissouts dans 5ml d'eau (la température de la solution peut être ajustée aux environs de 40°C pour augmenter la solubilité et faciliter la dissolution des grains) sont ajoutés à 100g de matières premières pulvérulentes. When the amount of sodium carbonate added to the mixture of pulverulent raw materials is between 1.3 and 10%, and preferably between 1.3 and 5% and even more preferably between 1.3 and 3%, the sodium carbonate is first dissolved in water, the sodium carbonate solution thus obtained is added to the mixture of pulverulent raw materials. For example, 1.5 g of sodium carbonate dissolved in 5 ml of water (the temperature of the solution can be adjusted to around 40 ° C to increase the solubility and facilitate the dissolution of the grains) are added to 100 g of pulverulent raw materials .
Le mélange comprenant les matières pulvérulentes et la solution de carbonate de sodium est alors introduit dans l'équipement permettant l'agglomération. Le procédé d'agglomération selon l'invention a notamment recours à la pression en présence de carbonate de sodium en tant que liant. The mixture comprising the pulverulent materials and the sodium carbonate solution is then introduced into the equipment allowing the agglomeration. The agglomeration process according to the invention especially uses pressure in the presence of sodium carbonate as a binder.
Les procédés ayant recours à la pression sont par exemple basés sur une compression à faible-moyenne pression ou à haute pression. Par exemple, les presses à roues tangentes sont utilisées préférentiellement pour agglomérer des matières premières pulvérulentes et plus particulièrement les matières pulvérulentes destinées à la fabrication du verre dans un four de fusion. Les agglomérats ou briquettes ainsi produits sont plus facilement manipulables et présentent une résistance mécanique dès la sortie de la presse. La briquette peut représenter une agglomération des déchets recyclés préalablement triés, broyés et densifïés ou encore une agglomération des matières premières nécessaires à la production du verre telles que du sable de silice, du calcaire, de la dolomie, de l'alumine, du feldspath, du carbonate de sodium, pour obtenir une pièce/un agglomérat de taille supérieure. La briquette est élaborée suivant une forme adaptée à l'alimentation du four. La briquette obtenue peut prendre différentes forme, par exemple de type coussin, amande... The methods using pressure are for example based on compression at low-medium pressure or high pressure. For example, tangent wheel presses are used preferentially for agglomerating pulverulent raw materials and more particularly powdery materials intended for the manufacture of glass in a melting furnace. The agglomerates or briquettes thus produced are more easily handled and have a mechanical strength right out of the press. The briquette may represent an agglomeration of recycled waste previously sorted, crushed and densified or an agglomeration of the raw materials necessary for the production of glass such as silica sand, limestone, dolomite, alumina, feldspar, sodium carbonate, to obtain a larger piece / agglomerate. The briquette is prepared in a form adapted to the feeding of the oven. The briquette obtained can take different forms, for example cushion type, almond ...
Durant le procédé d'agglomération et particulièrement durant l'étape de compression, le volume d'air comprimé dans les pores des particules entraîne une diminution de la vitesse d'agglomération. Ce phénomène peut causer des fissures, affaiblir ou même détruire les agglomérats formés. Ainsi selon un mode particulier de l'invention, l'étape d'introduction du mélange comprenant les matières premières pulvérulentes et la solution de carbonate de sodium dans par exemple une presse est suivie d'une étape d'élimination de l'air. Cette étape d'élimination de l'air peut être réalisée simultanément avec une étape de précompression. L'étape de pré-compression est notamment nécessaire lorsque le mélange de matières premières pulvérulentes est riche en matières premières peu plastique telles que les « fines » particules (de taille inférieur à ΙΟΟμιη). Ainsi, le mélange est pré-comprimé, notamment grâce à un piston qui est introduit, en même temps que le mélange comprenant les matières premières pulvérulentes et la solution de carbonate de sodium, dans la presse. L'air comprimé dans les pores des particules peut ainsi être éliminé durant cette étape de pré-compression. During the agglomeration process and particularly during the compression step, the volume of compressed air in the pores of the particles causes a decrease in the agglomeration rate. This phenomenon can cause cracks, weaken or even destroy the agglomerates formed. Thus, according to one particular embodiment of the invention, the step of introducing the mixture comprising the pulverulent raw materials and the sodium carbonate solution into, for example, a press is followed by a step of removing the air. This step removal of the air can be carried out simultaneously with a precompression step. The pre-compression step is particularly necessary when the mixture of pulverulent raw materials is rich in low plastic raw materials such as "fine" particles (size less than ΙΟΟμιη). Thus, the mixture is pre-compressed, in particular by virtue of a piston which is introduced, together with the mixture comprising the pulverulent raw materials and the sodium carbonate solution, into the press. The compressed air in the pores of the particles can thus be eliminated during this pre-compression step.
Le mélange est ensuite comprimé par exemple grâce à presse et notamment grâce à une presse à roues tangentes ou une presse de type cylindrique. En fonction de la presse utilisée et de la pression appliquée, en général entre 50 à 500 bars, des agglomérats de formes différentes peuvent être obtenus. Ainsi des briquettes de forme cylindrique, amande ou encore coussin peuvent être obtenus. A la sortie de la presse, les briquettes ainsi produites sont facilement manipulables et présentent une résistance mécanique suffisante. The mixture is then compressed for example by means of a press and in particular by means of a tangential wheel press or a cylindrical type press. Depending on the press used and the pressure applied, generally between 50 and 500 bar, agglomerates of different shapes can be obtained. Thus briquettes cylindrical, almond or cushion can be obtained. At the exit of the press, the briquettes thus produced are easily handled and have sufficient mechanical strength.
En fonction de la teneur en eau, les briquettes pourront être séchées durant 1 minute à 90 minutes, de préférence durant 1 à 60 minutes, encore plus préférentiellement durant 1 à 10 minutes à une température comprise entre 100 et 150°C afin d'obtenir des agglomérats plus stables pour leur manutention ultérieure mais également d'éviter leur éclatement par exemple lors de leur introduction dans un four du fait de l'évaporation brutale de l'eau qu'elles contiennent. Les briquettes peuvent alors être stockées plus facilement et plus longtemps avant leur utilisation. Ainsi, le procédé selon l'invention est basé sur l'adhésion des particules entre elles pour l'obtention d'agglomérats de taille supérieure facilement stockables, manipulables et surtout qui permettent de réduire considérablement le problème d'envolement des « matières fines ». Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation mentionnés ci-dessus. Depending on the water content, the briquettes may be dried for 1 minute to 90 minutes, preferably for 1 to 60 minutes, even more preferably for 1 to 10 minutes at a temperature between 100 and 150 ° C to obtain agglomerates more stable for their subsequent handling but also to avoid bursting for example when they are introduced into an oven because of the sudden evaporation of the water they contain. The briquettes can then be stored more easily and longer before use. Thus, the process according to the invention is based on the adhesion of the particles together to obtain larger agglomerates easily storable, manipulable and especially that can significantly reduce the problem of flight of "fine materials". Of course, the invention is not limited to the embodiments mentioned above.
En particulier, l'Homme du Métier pourra apporter toute variante dans la presse utilisée et la forme des agglomérats. De même, l'invention n'est pas limitée au domaine du verre. In particular, the skilled person can make any variant in the press used and the shape of the agglomerates. Similarly, the invention is not limited to the field of glass.
L'invention s'applique également à toutes les industries confrontées au problème d'envolement des « matières fines ». The invention also applies to all industries facing the problem of soaring "fine materials".
Exemples (conformes à l'invention) Examples (in accordance with the invention)
Exemple 1 - Des agglomérats ont été fabriqués selon le procédé de l'invention au départ du batch de matières pulvérulentes suivant : EXAMPLE 1 Agglomerates were manufactured according to the process of the invention starting from the batch of pulverulent materials according to:
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
Le batch selon la composition du tableau présente la granulométrie cumulée suivante :  The batch according to the composition of the table has the following cumulative particle size:
80% en poids de particules de taille inférieure à 200μιη, - 60% en poids de particules de taille inférieure à ΙΟΟμιη, 80% by weight of particles smaller than 200μιη, - 60% by weight of particles smaller than ΙΟΟμιη,
20%) en poids de particules de taille inférieure à ΙΟμιη Le batch a été mélangé dans un mélangeur à axe horizontal durant 3 minutes. Une solution de carbonate de sodium a été ajoutée progressivement sous forme de spray. La solution de carbonate de sodium a été préparée en dissolvant 37,5g de carbonate de sodium dans 100ml d'eau soit une concentration de 375 g/1. Le carbonate de sodium est de préférence solubilisé à une température optimale de 42°C. 20%) by weight of particles smaller than ΙΟμιη The batch was mixed in a horizontal axis mixer for 3 minutes. A solution of sodium carbonate was gradually added in the form of a spray. The sodium carbonate solution was prepared by dissolving 37.5 g of sodium carbonate in 100 ml of water, ie a concentration of 375 g / l. The sodium carbonate is preferably solubilized at an optimum temperature of 42 ° C.
Le mélange de matières pulvérulentes/liant a ensuite été introduit dans une presse cylindrique de type HERZOG HTP40 dans laquelle a été appliquée une pression de 2T/cm2 afin de former des briquettes sous forme cylindrique. The mixture of pulverulent materials / binder was then introduced into a cylindrical press of the HERZOG HTP40 type in which a pressure of 2T / cm 2 was applied in order to form briquettes in cylindrical form.
Ainsi des briquettes cylindriques de 150g avec un diamètre de 50mm et une longueur de 37mm, contenant environ 6% en poids d'eau ont été obtenues. Les briquettes ont été préalablement séchées ou non pendant 60 minutes à 120°C avant d'être introduites dans un four à fusion afin de former du verre. Thus cylindrical briquettes of 150 g with a diameter of 50 mm and a length of 37 mm, containing about 6% by weight of water were obtained. The briquettes were previously dried or not for 60 minutes at 120 ° C before being introduced into a melting furnace to form glass.
Les briquettes obtenues selon l'invention présentaient une très bonne résistance mécanique et résistaient à une chute de 2m de hauteur. Ainsi, les briquettes préalablement séchées présentaient une résistance à une surcharge d'un poids supérieur à 120kg au test d'écrasement (crush test) et les briquettes non séchées résistaient à une surcharge d'un poids inférieur à 10-20kg. The briquettes obtained according to the invention had a very good mechanical strength and withstood a fall of 2m in height. Thus, the previously dried briquettes had an overload resistance weighing more than 120 kg in the crush test and the undried briquettes resisted overloading with a weight of less than 10-20 kg.
Le batch fin de matières premières, c'est-à-dire suivant la composition du tableau ci-dessus, aggloméré sous forme de briquettes cylindriques et introduit dans un four de fusion permet de diminuer fortement la température de fusion mais surtout permet de diminuer considérablement le problème d'envolement des particules dites « fines » de la matière première vitrifiable (poussières) avec toutes les conséquences sur le rendement du four de fusion mais également sur la longévité des voûtes du four, notamment par la détérioration du réfractaire et surtout des régénérateurs. A titre comparatif, ce même batch a été introduit sans étape préalable d'agglomération dans un four de fusion. Les inventeurs ont observé la présence de petits agrégats de sable après 25 minutes dans le four de fusion. Ces agrégats ne sont pas présents lorsque le batch fin de matières premières a été aggloméré avant son introduction dans le four afin de former du verre. The batch batch of raw materials, that is to say according to the composition of the table above, agglomerated in the form of cylindrical briquettes and introduced into a melting furnace can greatly reduce the melting temperature but above all allows to reduce considerably the problem of soaring the so-called "fine" particles from the vitrifiable raw material (dust) with all the consequences on the efficiency of the melting furnace but also on the longevity of the oven vaults, in particular by the deterioration of the refractory and especially the regenerators . By way of comparison, this same batch was introduced without any prior agglomeration step in a melting furnace. The inventors observed the presence of small aggregates of sand after 25 minutes in the melting furnace. These aggregates are not present when the batch of raw materials has been agglomerated before being introduced into the furnace to form glass.
D'autres tests ont été également effectués dans une presse à roues tangentes afin d'obtenir des briquettes sous forme de coussin ou amande et des résultats similaires ont été obtenus. Other tests were also carried out in a tangent wheel press to obtain briquettes in cushion or almond form and similar results were obtained.
Exemple 2 - Des agglomérats ont été fabriqués selon le procédé de l'invention au départ de calcin comprenant 30 à 40% de particules « fines » de tailles inférieure à ΙΟΟμιη. Example 2 - Agglomerates were manufactured according to the process of the invention starting from cullet comprising 30 to 40% of "fine" particles of sizes less than ΙΟΟμιη.
Du calcin, c'est-à-dire du verre recyclé, comprenant 30 à 40% de particules « fines » de tailles inférieure à ΙΟΟμιη a été mélangé comme pour l'exemple 1 dans un mélangeur à axe horizontal en présence d'une quantité de carbonate de sodium comprises entre 0.5%> et 2% en poids ajoutée sous forme de spray (ratio environ 1/3 liant-eau). Cullet, that is to say recycled glass, comprising 30 to 40% of "fine" particles of sizes less than ΙΟΟμιη was mixed as for Example 1 in a mixer with horizontal axis in the presence of a quantity of sodium carbonate between 0.5%> and 2% by weight added in the form of spray (ratio about 1/3 binder-water).
Le mélange a ensuite été introduit dans une presse à roue tangente de type B220B®. Une traction nominale d'environ 500kg/h a alors été appliquée. Des briquettes en forme d'amande, comprenant environ 5% d'eau, ont été ainsi obtenues et séchées à 120°C. Les briquettes obtenues présentaient une résistance à une surcharge d'un poids supérieur à 50kg et proche de 100kg The mixture was then introduced into a B220B ® tangent wheel press. A nominal traction of about 500kg / ha was applied. Almond-shaped briquettes, comprising about 5% water, were thus obtained and dried at 120 ° C. The briquettes obtained had a resistance to overload of a weight greater than 50kg and close to 100kg
Les briquettes séchées ont été alors introduites dans le four à fusion. The dried briquettes were then introduced into the melting furnace.
Comme pour l'exemple 1, le calcin comprenant 30 à 40% de particules « fines » de tailles inférieure à ΙΟΟμιη, aggloméré sous forme de briquettes sous forme de coussin ou amande et introduit dans un four de fusion permettait de diminuer fortement la température de fusion mais surtout permettait de diminuer considérablement le problème d'envolement des particules dites « fines » de la matière première vitrifîable (poussières) avec toutes les conséquences sur le rendement du four de fusion mais également sur la longévité des voûtes du four, notamment par la détérioration du réfractaire et surtout des régénérateurs. Ainsi grâce à l'invention, les coûts de production du verre sont diminués grâce à l'utilisation du verre recyclé, et la durée de vie du four de fusion est allongée puisque le problème d'envolement des « matières fines » est supprimé tout en gardant un verre de qualité. L'invention présente également un intérêt environnemental puisque le prélèvement de matières premières du verre telles que le sable, la dolomie est moins important. As for example 1, the cullet comprising 30 to 40% of "fine" particles of sizes less than ΙΟΟμιη, agglomerated in the form of briquettes in the form of a cushion or almond and introduced into a melting furnace, made it possible to greatly reduce the temperature of the fusion but especially allowed to considerably reduce the problem of soaring so-called "fine" particles of the vitrifiable raw material (dust) with all the consequences on the efficiency of the melting furnace but also on the longevity of the vaults of the furnace, in particular by the deterioration of the refractory and especially regenerators. Thus, thanks to the invention, the production costs of the glass are reduced thanks to the use of recycled glass, and the life of the melting furnace is lengthened since the problem of the flight of "fine materials" is eliminated while keeping a quality glass. The invention is also of environmental interest since the removal of glass raw materials such as sand and dolomite is less important.
Exemple 3 - Des agglomérats ont été fabriqués selon le procédé de l'invention au départ de calcin comprenant comme matières pulvérulentes 100% de particules de taille inférieure à 600μιη. Example 3 - Agglomerates were manufactured according to the process of the invention starting from cullet comprising as pulverulent materials 100% particles smaller than 600μιη.
Comme pour l'exemple 2, des briquettes en forme de coussin ou amande ont été préparées à l'aide d'une presse à roues tangentes à partir d'un mélange au départ de calcin comprenant comme matières pulvérulentes 100% de particules de tailles inférieure à 600μιη et d'une solution de carbonate de sodium à une quantité comprise entre 3 et 10%> en poids par rapport au calcin. Les briquettes ont été également séchées à 120°C. Les briquettes ainsi séchées présentaient une résistance mécanique de l'ordre de 100- 125kg. As in Example 2, cushion-shaped or almond-shaped briquettes were prepared using a tangent wheel press from a mixture from cullet comprising as pulverulent materials 100% of particles of smaller sizes. at 600μιη and a solution of sodium carbonate at a quantity of between 3 and 10% by weight relative to the cullet. The briquettes were also dried at 120 ° C. The briquettes thus dried had a mechanical strength of the order of 100-125 kg.
Comme pour les exemples 1 et 2, les mêmes avantages sur le four et la production du verre ont été observés. As for Examples 1 and 2, the same advantages on the furnace and glass production were observed.
Exemple comparatif - Mesure de la résistance des agglomérats formés en fonction de la quantité de liant et de sa nature. Les mesures ont été réalisées au moyen d'un dispositif constitué d'un étau et d'un capteur de force. Des agglomérats cylindriques de 150g ont été formés en variant la quantité de solution, sa concentration et le type de liant utilisé. Ainsi, du silicate de sodium, du carbonate de sodium et un mélange de silicate de sodium et de carbonate de sodium ont été testés à différentes quantités. Comparative Example - Measurement of the resistance of agglomerates formed as a function of the amount of binder and its nature. The measurements were made using a device consisting of a vise and a force sensor. Cylindrical agglomerates of 150 g were formed by varying the amount of solution, its concentration and the type of binder used. Thus, sodium silicate, sodium carbonate and a mixture of sodium silicate and sodium carbonate were tested in different amounts.
La quantité de liant ajouté au mélange est un paramètre important. Ainsi les liants ont été dissouts dans de l'eau (30g pour 100ml et ajoutés dans le mélange constitué de calcin (ie constitué de particules de taille inférieure à 600μιη) à raison de 0.5 à 5% en poids par rapport au mélange. The amount of binder added to the mixture is an important parameter. Thus, the binders were dissolved in water (30 g per 100 ml) and added to the mixture consisting of cullet (ie consisting of particles smaller than 600 μm) in a proportion of 0.5 to 5% by weight relative to the mixture.
Les inventeurs ont montré qu'une augmentation de la quantité de liant mène à une augmentation de la résistances des agglomérats formés. Ainsi, pour des quantités équivalentes comprises entre 1 et 3% de silicate de sodium ou de carbonate de sodium, les agglomérats obtenus présentaient une résistance pouvant atteindre 3000N. The inventors have shown that an increase in the amount of binder leads to an increase in the strength of the agglomerates formed. Thus, for equivalent amounts of between 1 and 3% of sodium silicate or sodium carbonate, the agglomerates obtained had a resistance of up to 3000N.
L'utilisation du carbonate de sodium au lieu du silicate de sodium permet d'atteindre de très bonnes résistances des agglomérats. The use of sodium carbonate instead of sodium silicate makes it possible to achieve very good resistance of the agglomerates.
Ainsi, les inventeurs ont montré qu'au moyen d'un liant très peu coûteux, à savoir le carbonate de sodium, des agglomérats présentant une forte résistance étaient obtenus permettant leur manipulation, leur stockage et leur transport très aisément tout en évitant le problème d'envolement. Thus, the inventors have shown that by means of a very inexpensive binder, namely sodium carbonate, agglomerates with high strength were obtained allowing their handling, storage and transport very easily while avoiding the problem of 'fly-off.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'agglomérat à partir de matières pulvérulentes comprenant les étapes suivantes : a) mélange d'au moins une matière première pulvérulente, b) ajout au mélange de l'étape a) d'une solution liante, c) introduction du mélange obtenu à l'étape b) dans un équipement de compression, d) compression du mélange, caractérisé en ce que ladite solution liante est une solution de carbonate de sodium. 1. A method of manufacturing agglomerate from pulverulent materials comprising the following steps: a) mixing at least one pulverulent raw material, b) adding to the mixture of step a) a binder solution, c) introduction of the mixture obtained in step b) in a compression equipment, d) compression of the mixture, characterized in that said binder solution is a solution of sodium carbonate.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre les étapes c) et d) est mise en œuvre une étape d'élimination de l'air présent dans le mélange comprenant au moins une matière première pulvérulente et la solution liante. 2. Method according to claim 1, characterized in that between steps c) and d) is implemented a step of removing the air present in the mixture comprising at least one pulverulent raw material and the binder solution.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape d) comprend une étape de pré-compression au moyen d'un piston ou d'une vis de pré-compression. 3. Method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that step d) comprises a pre-compression step by means of a piston or a pre-compression screw.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d) est suivie d'une étape de séchage des agglomérats à une température comprise entre 100°C et 150°C. 4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that step d) is followed by a step of drying agglomerates at a temperature between 100 ° C and 150 ° C.
5. Procédé selon l ' une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d) est suivie d'une étape de préchauffage des agglomérats à une température comprise entre 200°C et 800°C 5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that step d) is followed by a preheating step agglomerates at a temperature between 200 ° C and 800 ° C
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de préparation de la solution liante comprenant une étape de dissolution du carbonate de sodium dans de l'eau. 6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of preparing the binder solution comprising a step of dissolving the sodium carbonate in water.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les matières pulvérulentes sont constituées de matières premières destinées à la fabrication du verre dans un four de fusion. 7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pulverulent materials consist of raw materials for the manufacture of glass in a melting furnace.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution liante est comprise entre 1 ,3 et 20% en poids par rapport au mélange de matières premières. 8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the binder solution is between 1, 3 and 20% by weight relative to the mixture of raw materials.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la solution liante est comprise entre 1 ,3 et 10%> en poids par rapport au mélange de matières premières. 9. The method of claim 8, characterized in that the binder solution is between 1, 3 and 10%> by weight relative to the mixture of raw materials.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la solution liante est comprise entre 1 ,3 et 5% en poids par rapport au mélange de matières premières. 10. The method of claim 8, characterized in that the binder solution is between 1, 3 and 5% by weight relative to the mixture of raw materials.
11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la solution liante est comprise entre 1 ,3 et 3%> en poids par rapport au mélange de matières premières. 11. The method of claim 8, characterized in that the binder solution is between 1, 3 and 3%> by weight relative to the mixture of raw materials.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédente, caractérisé en ce que les agglomérats obtenus à l'étape d) et non encore séchés possèdent une teneur en eau comprise entre 2 et 10%> en poids. 12. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the agglomerates obtained in step d) and not yet dried have a water content of between 2 and 10%> by weight.
13. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les agglomérats obtenus à l'étape d) possèdent une teneur en eau comprise entre 3 et 6%> en poids. 13. Method according to the preceding claim, characterized in that the agglomerates obtained in step d) have a water content of between 3 and 6% by weight.
14. Agglomérat caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon les revendications 1 à 13. 14. Agglomerate characterized in that it is obtained by the process according to claims 1 to 13.
15. Agglomérat selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il est obtenu à partir de matières premières destinées à la fabrication du verre dans un four de fusion. 15. Agglomerate according to the preceding claim characterized in that it is obtained from raw materials for the manufacture of glass in a melting furnace.
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