WO2014053627A1 - Procédé de recyclage de déchets de verre - Google Patents

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WO2014053627A1
WO2014053627A1 PCT/EP2013/070684 EP2013070684W WO2014053627A1 WO 2014053627 A1 WO2014053627 A1 WO 2014053627A1 EP 2013070684 W EP2013070684 W EP 2013070684W WO 2014053627 A1 WO2014053627 A1 WO 2014053627A1
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WO
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glass
waste
glass waste
composition
particle size
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PCT/EP2013/070684
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Jean-Pierre DELANDE
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Fost Plus Asbl
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    • 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
    • C03C1/002—Use of waste materials, e.g. slags
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method of recycling glass waste.
  • the present invention also relates to a composition obtained by such a method of recycling glass waste and to a device for implementing said glass waste recycling process.
  • this manually sorted glass is crushed coarsely and is then sorted (screened).
  • the glass fragments resulting from grinding having dimensions of less than approximately 10 mm (fines) are then discarded, while the other fragments obtained are sorted by an optical detection device. Glass not separated by this optical sorting (screening) can then be used as purified cullet in glass manufacturing processes.
  • This optical sorting does not make it possible to economically and economically treat glass fragments smaller than 10 mm.
  • Some recyclers work with significantly smaller fragment sizes (of the order of 7 mm). In this case, the efficiency of the optical sorting machines is improved, however to the detriment of the sorting quality.
  • the choice of the type of recycling will depend on the final quality of the treated glass desired by the customer.
  • the fraction of the glass less than 10 mm is removed by screening at the outlet of the mill.
  • this fraction of fines contains a higher level of KSP (acronym meaning Keramiek, steen, porcelein, ie infusible materials, and in particular terracotta, ceramics and porcelains).
  • Heat-resistant glass waste such as pyrex (registered trademark)
  • various glass-ceramics are also present in this scraped fraction.
  • the optical sorting is primarily to eliminate the infusible.
  • the technology of ejection of the undesirable particles by compressed air jet does not allow a sufficiently fine discrimination and the rejection generated by this operation contains about 80% of recyclable glass which is found in the fines.
  • the fines are conveyed against the current of an oven to dry the material. These fines once dried, sieving allows the elimination of a large part of the organic materials present on these fines.
  • washing is carried out, grinding and drying cullet fines, before introducing them into a glass manufacturing process.
  • glass waste comprising significant amounts of organic material that can not be removed by washing, or by simple mechanical methods. This is for example the case of sized glass fibers, or even composites with fiberglass reinforcements.
  • a calcium intake is necessary (addition of +/- 10% by weight of CaO). It is present in the atomic structure of glass in the form of oxide CaO.
  • CaCO 3 or Ca / Mg (003) 2
  • limestone and / or dolomite or other residual material from other production, such as marble sludge, for example.
  • Calcium can also be incorporated into the glass as lime (CaO), a form closer to its chemical structure in the glass. A calcium intake in this form is however not practiced industrially given the price of lime.
  • the present invention aims to provide a method for the recycling of waste comprising glass in the glass recycling channels which does not have the disadvantages of the prior art or which reduces the disadvantages of the state of the art. technical, in particular a method that reduces the amount of glass waste landfilled. The present invention also aims to provide a method that simplifies the steps of sorting and recovering recycled glass. Summary of the invention
  • the present invention discloses a method of recycling glass waste comprising the following steps:
  • the method comprises at least one or any suitable combination of the following characteristics:
  • the carbon dioxide resulting from decarbonation is discharged into the gaseous effluents of the reaction, the resulting glass having to have the minimum of occluded porosity;
  • the crushed glass waste has a particle size of less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm;
  • the waste ratio of glass / calcium carbonate is between 10 and 1, preferably between 5 and 2;
  • the glass waste is dried before being crushed; the drying is obtained by circulation of the gases resulting from the heat treatment;
  • the heat treatment reaches a minimum temperature of 550 ° C, preferably 825, ideally 900 ° C;
  • the heat treatment is carried out at a temperature below the softening temperature of the glass, preferably below 1000 ° C., advantageously below 900 ° C .; -
  • the glass waste is from all sources, economically advantageous among others: glass fines from a sorting process of glass waste.
  • the present invention also discloses a composition adapted to the manufacture of glass obtained by the process according to the invention comprising:
  • said composition is in the form of an aggregate of dense glass fragments.
  • ense glass in the present invention, a glass free of occluded porosity.
  • the composition according to the invention has a particle size of between 1 and 10 mm, preferably between 1 and 50 mm.
  • composition of the invention comprises infusible residues having a particle size less than 1 mm.
  • the present invention also discloses the use of the composition of the invention in a glass manufacturing process.
  • the invention discloses a device for implementing the method of the invention comprising:
  • a grinding system downstream of the drying zone for grinding glass waste with a particle size of less than 1, preferably less than 0.5 mm means making it possible, in use, to mix the crushed glass waste with limestone;
  • the oven of the device of the invention is a lime kiln rotary type or fixed or fluidized bed.
  • Figure 1 schematically shows the method according to the invention.
  • the present invention relates to a method of recycling and recovery of glass waste to reduce the amount of waste ultimate disposable landfill.
  • the glass waste to be recycled in the present invention generally comprises large amounts of organic residues, which pose the problems mentioned above.
  • the recyclable glass waste by the present invention will be, for example, insulation or reinforcing fibers, glass fibers sized by organic coatings, fiberglass reinforcing composites, glass fines, or any other waste comprising large amounts of glass, either in the form of glass contaminated with organic residues, or synthetic materials comprising glass fillers.
  • the present invention is suitable for all types of silica-based glass, in particular so-called soda-lime glasses, of composition comprising mainly silica, mixed with other oxides, in particular magnesium and calcium oxides. .
  • the waste to be treated may vary in composition significantly, the composition of the melting bed in the subsequent process being adapted according to the composition of the product of the invention.
  • the fines separated during traditional sorting processes are first finely ground, so as to allow a rapid dissolution ("digestion") of infusible impurities in the molten glass.
  • Table 1 gives the duration of the "digestion" by a bath of molten glass of a given particle in an oven at 1350 ° C.
  • (*) ZAC 1711 is a refractory material resulting from degradation of the furnace It appears that for particle sizes less than about 500 ⁇ , the digestion time of the particles is compatible with a process of industrial glass processing.
  • said glass fines are dried before grinding, which improves the efficiency thereof.
  • the powder of glass fines produced by grinding then poses two main problems: on the one hand, the presence of organic residues induces a gas evolution during the melting process, which produces a "foaming" of the molten glass, and on the other hand the combustion of these residues induces a variability of the oxidation-reduction conditions in the melting bed.
  • a second step the powder obtained is freed from these organic residues by pyrolysis at high temperature.
  • this firing step is carried out in the presence of calcium carbonate at a temperature permitting decarbonation thereof, ie at a temperature above about 550 ° C. Indeed, from 550 ° C, the thermodynamic equilibrium between the atmospheric CO 2 partial pressure and the calcium carbonate shifts the CaCO 3 reaction "CaO + CO 2 to the right.
  • the decarbonation is carried out at a temperature greater than 825 ° C., preferably greater than 912 ° C. It is interesting to note that the presence of silica makes it possible, by a catalytic effect, to accelerate the kinetics of decarbonation.
  • the source of calcium carbonate will be any source suitable for the glass industry. This may be in particular raw natural sources such as dolomite or other limestone rocks.
  • the resulting mixture comprising quicklime will then be used directly in a conventional glassmaking process, or later, for example after transport to a remote glass production line.
  • the mixture may include, when introduced into the glassmaking process, large quantities of slaked lime (Ca (OH) 2 ), this slaked lime resulting from the absorption of moisture by quicklime.
  • the quicklime will preferably be extinguished in a controlled manner when the storage and transport will not allow sufficient control of the stability of the quicklime.
  • the mixture of slaked lime and soda-lime glass of the invention may be mixed with crushed glass fines to a particle size less than 0.5 mm but not heat treated, quicklime allowing a predigestion of organic residues.
  • the proportion of soda-lime glass in the mixture obtained will be between 10 and 90% by weight, preferably between 50 and 90% by weight.
  • the final composition of the mixture will comprise at least 10% by weight of quicklime or extinguished, advantageously between 10 and 50% by weight of quicklime or extinguished.
  • the heat treatment also induces coalescence of the glass particles and aggregation with the quicklime, producing fragments of dimensions adapted to the process. manufacturing of glass, especially at the level of charging. These dimensions may be modulated according to the needs of the glass manufacturing process by parameters such as processing time, temperature, composition, and / or rotation speed in the case of a process based on the use a rotary kiln.
  • the particle size of the product obtained will have sufficient dimensions to reduce the dispersion of fine particles in the glass furnace.
  • these dimensions will be greater than 1 mm, more preferably still greater than 10 mm.
  • the energy consumption required for the process of the present invention is saved at the glass furnace, as well as the CO 2 emission.
  • the overall energy balance is therefore neutral except for the rise in temperature during charging.
  • FIG. 1 synthetically shows a
  • Theoretical flow sheet of the installation 1 taking up the different steps described above.
  • the glass fines (or other waste), resulting from the rejection of a traditional glass sorting process are conveyed via a hopper (10) to a drying zone (2).
  • This drying zone (2) is advantageously fed in hot and dry air from a heat recovery unit (4) recovering heat (and dry gases) from an oven (7).
  • the dried fines are then conveyed by any suitable means to a grinding device (3) for reducing fines to a powder particle size less than 1 mm.
  • This glass powder is then mixed with limestone from a second hopper (11) in a mixing and feeding device (5).
  • This feed device (5) feeds a hopper (6) which drives the glass / limestone mixture to an oven (7) heated by a burner (8).
  • this furnace (7) is a rotary or fixed bed or fluidized type furnace.
  • particles (9) of composition according to the invention are recovered to be subsequently valorized in a conventional glass manufacturing process.
  • the product resulting from the process of the invention is advantageously a raw material composed of lime and cullet, intended for the glass industry.
  • the method of the invention also makes it possible advantageously to incorporate in the melting bed the glass fines obtained by the rejection of the cullet purification process, and in particular makes it possible to recycle the rejects of the optical sorting described above.
  • This new raw material responds advantageously and unexpectedly to all the constraints specific to the charging of raw materials virgin and recycled cullet in a glass oven, ie:

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de recyclage de déchets de verre comprenant les étapes suivantes: -broyage des déchets de verre à recycler; -mélange des déchets de verre broyés avec du carbonate de calcium; -cuisson du mélange obtenu à l'étape précédente à une température permettant la décarbonatation du carbonate de calcium et sa transformation en oxyde de Calcium (CaO).

Description

Procédé de recyclage de déchets de verre
Objet de l'invention
[0001] La présente invention se rapporte à un procédé de recyclage de déchets de verre.
[0002] La présente invention se rapporte aussi à une composition obtenue par un tel procédé de recyclage de déchets de verre et à un dispositif pour la mise en œuvre dudit procédé de recyclage de déchets de verre. Etat de la technique
[0003] Les procédés actuels de recyclage de verre débutent généralement par une première étape de tri manuel, dans lequel environ 7% en poids des déchets de verre sont écartés et mis au rebut. Ce rebut est constitué de déchets de toutes natures, principalement étrangers au verre d'emballage. Ces déchets sont évacués vers un centre d'enfouissement technique ou sont incinérés.
[0004] Ensuite, ce verre trié manuellement est broyé de manière grossière et est ensuite trié (criblé) . Les fragments de verre issus du broyage présentant des dimensions inférieures à environ 10 mm (fines) sont alors écartés, tandis que les autres fragments obtenus sont triés par un dispositif de détection optique. Le verre non écarté par ce tri (criblage) optique peut alors être utilisé comme calcin épuré dans des procédés de fabrication du verre.
[0005] Ce tri optique ne permet pas de traiter de façon rentable et économique les fragments de verre inférieurs à 10 mm. Certains recycleurs travaillent avec des tailles de fragments sensiblement plus petites (de l'ordre de 7 mm) . Dans ce cas, le rendement des machines de tri optique est amélioré, toutefois au détriment de la qualité du tri. Le choix du type de recyclage dépendra de la qualité finale du verre traité souhaitée par le client.
[0006] La fraction du verre inférieure à 10 mm est éliminée par criblage à la sortie du broyeur. En principe, cette fraction de fines contient un taux plus élevé de KSP (acronyme signifiant Keramiek, steen, porcelein, c'est-à- dire des matières infusibles, et en particulier terres cuites, céramiques et porcelaines) . Des déchets de verre résistant à la chaleur (comme le pyrex (marque déposée) ) et divers vitrocéramiques sont également présents dans cette fraction rebutée.
[0007] De plus, ces fines obtenues du recyclage sont proportionnellement plus riches en matières organiques, notamment les résidus des denrées alimentaires contenues dans les emballages. Cette pollution organique concerne davantage le verre incolore où les pots et les jarres sont plus fréquents.
[0008] A cette fraction éliminée au criblage, vient s'ajouter le rejet issu du tri optique proprement dit.
[0009] Le tri optique vise principalement à éliminer les infusibles. Cependant, la technologie d'éjection des particules indésirables par jet d'air comprimé ne permet pas une discrimination suffisamment fine et le rejet généré par cette opération contient de l'ordre de 80% de verre recyclable qui se retrouve dans les fines.
[0010] L'utilisation de ces fines de verre provenant du recyclage par les verriers pose un grand nombre de problèmes techniques :
• Très grande réactivité à l'enfournement consécutive à la granulométrie, la présence d'humidité et la présence de matières organiques; Présence de matière réductrice (organique) perturbant la maîtrise du degré d' oxydo-réduction du bain de fusion;
Formation de mousse à la surface du bain qui nuit aux échanges thermiques et
Situation potentiellement dangereuse à l'enfournement.
[0011] Malgré ces difficultés, les verriers qui sont directement propriétaires du verre collecté par les municipalités auront tendance à enfourner les fines obtenues du recyclage, en plus ou moins grande quantité en fonction du contexte économique dans lequel le recyclage du verre s'opère. Certains développent des initiatives afin de réduire les nuisances dues à la présence de ces fines.
[0012] Selon un procédé connu, les fines sont acheminées à contre-courant d'un four afin de sécher la matière. Ces fines une fois séchées, un tamisage permet l'élimination d'une part importante des matières organiques présentes sur ces fines.
[0013] Selon un autre procédé connu, on procède au lavage, au broyage et au séchage des fines de calcin, avant de les introduire dans un procédé de fabrication du verre.
[0014] Enfin, il est aussi connu de broyer les fines sortant d'une ligne d'épuration, ces fines étant préalablement lavées avec ou sans séchage.
[0015] Lorsque des verriers se portent acquéreurs du calcin épuré par un recycleur tiers, ils n'ont aucune raison d'accepter les fines issues du traitement puisque celles-ci sont polluées et susceptibles de poser les problèmes que évoqués plus haut.
[0016] C'est par exemple le cas pour les recycleurs belges, ceux-ci n'étant liés structurellement à aucun groupe verrier. Les recycleurs belges ne sont cependant pas seuls dans ce cas de figure. L'acceptation ou le refus des fines est donc essentiellement une question de négociation commerciale, rendue encore plus difficile dans les périodes où la demande de calcin n'est pas importante.
[0017] Pour certains recycleurs actifs en Belgique, la totalité des rebuts (environs 18% de la production) part en décharge, pour servir éventuellement de couche de couverture. Cette Valorisation' nécessite cependant un léger traitement. Il s'agit d'un broyage élémentaire pour uniformiser la granulométrie, d'une aspiration des fractions légères (papier et étiquettes) et d'une déferrisation . Les débouchés alternatifs comme les abrasifs, charges pour peinture, etc. restent très marginaux étant donnés les faibles volumes concernés.
[0018] Dans le contexte économique actuel d'excédent de calcin à traiter, les verriers refusent donc les fines de verre provenant des recycleurs indépendants. D'autre part, les verriers relèvent régulièrement leurs exigences de qualité. Ces nouveaux critères de qualité drastiques pourraient contraindre les recycleurs à revoir les paramètres opératoires de leurs installations et produire conséquemment plus de fines et moins de calcin.
[0019] Notons enfin l'existence de déchets de verre comprenant d' importantes quantités de matière organique qu'il n'est pas possible de soustraire par lavage, ou par des procédés mécaniques simples. C'est par exemple le cas des fibres de verre ensimées, voire des composites à renforts de fibres de verre.
[0020] En outre, dans la composition du verre, un apport de calcium est nécessaire (adjonction de +/- 10 % pondéral de CaO) . Il est présent dans la structure atomique du verre sous forme d'oxyde CaO.
[0021] Pour des raisons économiques, le calcium comme matière première est incorporé dans le lit de fusion sous forme de carbonates CaC03 (ou Ca/Mg (003)2, calcaire et / ou dolomie, ou autre matière résiduelle issue d'une autre production, telle que les boues de marbrerie, par exemple) .
[0022] Le calcium peut aussi être incorporé dans le verre sous forme de chaux (CaO) , forme plus proche de sa structure chimique dans le verre. Un apport de calcium sous cette forme n'est cependant pas pratiqué industriellement étant donné le prix de la chaux.
[0023] Dans un four à verre, le calcaire subit la décarbonatation . Entre 500 et 800°C, les carbonates réagissent avec dégagement de CO2
CaC03 ~ CaO + C02
CaMg (C03)2 «■ CaO + MgO + 2C02
Dans un four de verrerie, ces réactions se produisent dans une zone proche de l'enfournement.
[0024] Le procédé classique de vitrification avec enfournement de calcaire doit supporter le coût énergétique de la réaction et l'émission de gaz à effet de serre (C02) concomitante provenant de la combustion et de la réaction de décarbonatation .
Buts de 1 ' invention
[0025] La présente invention vise à fournir un procédé permettant le recyclage des déchets comprenant du verre dans les filières de recyclage du verre qui ne présente pas les inconvénients de l'état de la technique ou qui réduit les inconvénients de l'état de la technique, en particulier un procédé qui permet de réduire la quantité de déchets verriers mis en décharge. La présente invention vise aussi à fournir un procédé simplifiant les étapes de tri et de valorisation des du verre recyclé. Résumé de 1 ' invention
[0026] La présente invention divulgue un procédé de recyclage de déchets de verres comprenant les étapes suivantes :
- broyage des déchets de verre à recycler ;
mélange des déchets de verre broyée avec du carbonate de calcium ;
un traitement thermique du mélange obtenu à l'étape précédente à une température permettant la décarbonatation (totale ou partielle) du carbonate de calcium et sa transformation en oxyde de Calcium (CaO) .
[0027] Selon des modes préférés de l'invention, le procédé comporte au moins une, ou une combinaison quelconque appropriée des caractéristiques suivantes :
- le dioxyde de carbone issu de la décarbonatation est évacué dans les effluents gazeux de la réaction, le verre obtenu devant présenter le minimum de porosité occluse ;
- les déchets de verres broyés présentent une granulométrie inférieure à 1mm, de préférence inférieur à 0 , 5mm ;
- le ratio déchet de verre/carbonate de calcium est compris entre 10 et 1, de préférence entre 5 et 2;
- les déchets de verre sont séchés avant d'être broyés ; - le séchage est obtenu par circulation des gaz issus du traitement thermique;
- le traitement thermique atteint une température minimum de 550°C, de préférence 825, idéalement 900°C ;
- le traitement thermique est effectué à une température inférieure à la température de ramollissement du verre, de préférence inférieure à 1000 °C, avantageusement inférieure à 900°C; - les déchets de verre sont de toutes origines, économiquement avantageuses entre autres : des fines de verres issues d'un procédé de triage des déchets de verre .
[0028] La présente invention divulgue aussi une composition adaptée à la fabrication du verre obtenu par le procédé selon de l'invention comprenant :
10 à 50% en poids de CaO ou de Ca (OH) 2 ;
50 à 90% en poids de verre sodocalcique ; - une concentration en poids de matière organique inférieure à 0,1%.
[0029] Avantageusement, ladite composition se présente sous la forme d'un agrégat de fragments de verre dense .
[0030] On entend par verre « dense » dans la présente invention, un verre exempt de porosité occluse.
[0031] De préférence, la composition selon l'invention présente une granulométrie comprise entre 1 et 10mm, de préférence entre 1 et 50mm.
[0032] Avantageusement, la composition de l'invention comprend des résidus infusibles présentant une granulométrie inférieure à 1mm.
[0033] La présente invention divulgue aussi l'utilisation la composition de l'invention dans un procédé de fabrication de verre.
[0034] Enfin, l'invention divulgue un dispositif pour la mise en œuvre du procédé de l'invention comprenant:
un four dont la conduite d'évacuation des gaz est dirigée vers une zone de séchage adaptée au séchage de déchets de verre ;
un système de broyage en aval de la zone de séchage permettant de broyer des déchets de verre selon une granulométrie inférieure à 1, de préférence inférieur à 0.5mm des moyens permettant, en utilisation, de mélanger les déchets de verres broyés avec du calcaire ;
des moyens de transport du mélange déchet de verre/calcaire vers ledit four.
[0035] Avantageusement, le four du dispositif de l'invention est un four à chaux de type rotatif ou à lit fixe ou fluidisé.
Brève description des figures
[0036] La figure 1 représente schématiquement le procédé selon l'invention.
Description détaillée de 1 ' invention
[0037] La présente invention concerne un procédé de recyclage et de valorisation des déchets de verre permettant de réduire la quantité de déchets ultimes à disposer en décharge. Les déchets de verre à recycler dans la présente invention comportent généralement d' importantes quantités de résidus organiques, lesquels posent les problèmes cités plus haut .
[0038] Les déchets de verre recyclables par la présente invention seront par exemple des fibres d' isolation ou de renforcement, des fibres de verre ensimées par des enrobages organiques, des composites à renforts de fibres de verre, des fines de verres, ou tout autre déchet comprenant des quantité de verre importante, soit sous forme de verre souillé par des résidus organiques, soit des matériaux synthétiques comprenant des charges de verre.
[0039] Par les termes « fines » ou « fines de verre
», on entend la fraction de déchet écartée lors d'un processus de tri du verre recyclable, soit en raison des dimensions trop faibles de la dite fraction pour pouvoir être triée par les dispositifs optiques automatiques, soit les déchets écartés lors du tri optique lui-même. Ces fines sont généralement composées à 80% de verres sodocalcique, le reste étant composé de divers matériaux infusibles (porcelaine, céramique, terre cuite,...) et/ou de résidus organiques .
[0040] La présente invention est adaptée à tous types de verre à base de silice, en particulier les verres dit sodocalciques , de composition comprenant majoritairement de la silice, en mélange avec d'autres oxydes, en particulier les oxydes de magnésium et de calcium.
[0041] Le déchet à traiter pourra varier en composition de façon importante, la composition du lit de fusion dans le procédé ultérieur étant adaptée en fonction de la composition du produit de l'invention.
[0042] Dans le procédé de l'invention, les fines écartées lors des processus de tri traditionnel sont d' abord broyées finement, de façon à permettre une dissolution (« digestion ») rapide des impuretés infusibles dans le verre fondu .
[0043] A titre d'exemple la table 1 donne la durée de la « digestion » par un bain de verre fondu d'une particule donnée dans un four à 1350 °C.
Table 1
Figure imgf000011_0001
(*) ZAC 1711 est une matière réfractaire provenant dégradation du four [0044] Il apparaît que pour des granulométries inférieures à environ 500 μιτι, le temps de digestion des particules est compatible avec un processus de transformation industriel du verre.
[0045] De préférence, les dites fines de verre sont séchées avant le broyage, ce qui améliore l'efficacité de celui-ci .
[0046] La poudre de fines de verre produite par le broyage pose alors encore deux problèmes principaux : d'une part, la présence de résidus organiques induit un dégagement gazeux lors du processus de fusion, lequel produit un « moussage » du verre fondu, et d'autre part la combustion de ces résidus induit une variabilité des conditions d' oxydo- réduction dans le lit de fusion.
[0047] Dans une deuxième étape, la poudre obtenue est débarrassée de ces résidus organiques par pyrolyse à haute température. De façon avantageuse, cette étape de cuisson est faite en présence de carbonate de calcium à une température permettant la décarbonatation de celui-ci, soit à une température supérieure à environ 550°C. En effet, à partir de 550°C, l'équilibre thermodynamique entre la pression partielle de CO2 atmosphérique et le carbonate de calcium déplace la réaction CaC03 « CaO + CO2 vers la droite. De préférence, pour des raisons de cinétique de réaction, la décarbonatation est effectuée à une température supérieure à 825°C, de préférence supérieure à 912°C. Il est intéressant de constater que la présence de silice permet, par un effet catalytique, d'accélérer la cinétique de décarbonatation.
[0048] La source de carbonate de calcium sera une source quelconque adaptée à l'industrie verrière. Il pourra s'agir en particulier de sources naturelles brutes telles que de la dolomie ou d'autres roches calcaires.
[0049] Au terme de ce traitement thermique, on obtient donc un mélange de chaux vive (CaO) et de verre sodocalcique comprenant éventuellement des inclusions de matières infusibles. Ces inclusions présentent cependant une granulométrie leur permettant d'être rapidement dissous, lorsque le mélange obtenu est utilisé dans un processus de fabrication du verre traditionnel.
[0050] Le mélange obtenu comprenant la chaux vive sera alors soit utilisé directement dans un procédé verrier classique, soit ultérieurement, par exemple après transport vers une ligne de production de verre distante. Dans ce dernier cas, le mélange pourra comprendre, lors de son introduction dans le procédé verrier, d' importantes quantités de chaux éteinte (Ca(OH)2), cette chaux éteinte provenant de l'absorption d'humidité par la chaux vive.
[0051] La stabilité du procédé verrier étant primordiale, la chaux vive sera de préférence éteinte de façon contrôlée lorsque le stockage et le transport ne permettront pas un contrôle suffisant de la stabilité de la chaux vive .
[0052] Avantageusement, le mélange de chaux éteinte et de verre sodocalcique de l'invention pourra être mélangé avec des fines de verre broyées à une granulométrie inférieure à 0,5mm mais non traitées thermiquement, la chaux vive permettant une prédigestion des résidus organiques.
[0053] De façon avantageuse, la proportion de verre sodocalcique dans le mélange obtenu sera comprise entre 10 et 90% en poids, de préférence entre 50 et 90% en poids.
[0054] De préférence, la composition finale du mélange comprendra au moins 10% en poids de chaux vive ou éteinte, avantageusement, entre 10 et 50% en poids de chaux vive ou éteinte.
[0055] Outre l'aspect composition du mélange, le traitement thermique induit aussi une coalescence des particules de verres et une agrégation avec la chaux vive, produisant des fragments de dimensions adaptées au processus de fabrication du verre, en particulier au niveau de l'enfournement. Ces dimensions pourront être modulées en fonction des besoins du processus de fabrication du verre par des paramètres tels que le temps de traitement, la température, la composition, et/ou la vitesse de rotation dans le cas d'un procédé basé sur l'utilisation d'un four rotatif .
[0056] De préférence la granulométrie du produit obtenu présentera des dimensions suffisantes pour réduire la dispersion de particules fines dans le four verrier. Avantageusement, ces dimensions seront supérieures à 1mm, plus avantageusement encore supérieure à 10mm.
[0057] La consommation énergétique nécessaire au procédé de la présente invention est économisée au niveau du four verrier, de même que l'émission de CO2. Le bilan énergétique global est donc neutre à cela près de la montée en température lors de l'enfournement.
[0058] La matière première ainsi obtenue est avantageusement adaptée pour la production de verre pour les motifs suivants :
• absence de matières organiques ;
• infusibles broyés ;
• granulométrie adaptée ;
• la composition est sèche
· incorporation du calcium sous forme de CaO.
[0059] La fig. 1 montre de manière synthétique un
« flow sheet » théorique de l'installation 1 reprenant les différentes étapes décrites ci-avant. Dans cette installation 1, les fines de verres (ou autres déchets), issues du rejet d'un processus de tri de verre traditionnel sont acheminées via une trémie (10) vers une zone de séchage (2) . Cette zone de séchage (2) est avantageusement alimentée en air chaud et sec à partir d'un récupérateur de chaleur (4) récupérant la chaleur (et les gaz secs) issus d'un four (7) .
[0060] Les fines séchées sont ensuite acheminées par tous moyens adéquats vers un dispositif de broyage (3) permettant de réduire les fines à une poudre de granulométrie inférieure à 1mm.
[0061] Cette poudre de verre est ensuite mélangée à du calcaire provenant d'une seconde trémie (11) dans un dispositif de mélange et d'alimentation (5) . Ce dispositif d'alimentation (5) alimente une trémie (6) qui conduit le mélange verre/calcaire vers un four (7) chauffé par un brûleur (8) . De préférence, ce four (7) est un four de type rotatif ou à lit fixe ou fluidisé.
[0062] A la sortie du four (7), des particules (9) de composition conforme à l'invention sont récupérées pour être ensuite valorisées dans un procédé de fabrication du verre classique .
[0063] Le produit issu du procédé de l'invention est avantageusement une matière première composée de chaux et de calcin, destinée à l'industrie verrière. Le procédé de l'invention permet en outre d'incorporer avantageusement dans le lit de fusion les fines de verre obtenues par le rejet du procédé d'épuration du calcin, et permet en particulier le recyclage des rejets du tri optique décrit ci-dessus .
[0064] Cette incorporation dans le lit de fusion se fait sans les difficultés et les désordres engendrés par l'enfournement de fines non traitées, comme il est quelquefois pratiqué lorsque les verriers y sont contraints pour des raisons économiques.
[0065] Cette nouvelle matière première répond de manière avantageuse et inattendue à l'ensemble des contraintes propres à l'enfournement des matières premières vierges et du calcin recyclé dans un four à verre, c'est- à- dire :
- élimination des organiques ;
- Elimination de l'humidité ;
- granulométrie adaptée ;
- infusibles réduits par broyage en particules suffisamment fines pour être digérées lors de la vitrification ;
- élimination du coût de mise en décharge (la valeur des fines est nulle ou négative) ;
- coût énergétique compensé (chaleur de décarbonatation) .
[0066] Etant donné que c'est l'énergie nécessaire à la décarbonatation qui est utilisée subsidiairement pour éliminer les matières organiques et l'humidité contenue dans les fines de verre, une économie du procédé soit particulièrement favorable.

Claims

REVENDICATIONS
1. Un procédé de recyclage de déchets de verres comprenant les étapes suivantes :
- broyage des déchets de verre à recycler ;
- mélange des déchets de verre broyés avec du carbonate de calcium et/ou dolomie;
un traitement thermique du mélange obtenu à l'étape précédente à une température permettant la décarbonatation du carbonate de calcium et sa transformation en oxyde de Calcium (CaO) , le dioxyde de carbone issu de la décarbonatation étant évacué de la composition pour former un verre dense.
2. Le procédé selon la revendication 1 dans lequel les déchets de verres broyés présentent une granulométrie inférieure à 1mm.
3. Le procédé selon les revendications 1 ou 2 dans lequel le ratio déchet de verres/carbonate de calcium est compris entre 10 et 1.
4. Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les déchets de verres sont séchés avant d'être broyés.
5. Le procédé selon la revendication 4 dans lequel le séchage est obtenu par circulation des gaz issus du traitement thermique.
6. Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédente dans lequel le traitement thermique atteint une température minimum de 550 °C, de préférence 900°C.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédente dans lequel les déchets de verre sont des fines de verres issues d'un procédé de triage des déchets de verre.
8. Une composition adaptée à la fabrication du verre dense obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant :
10 à 50% en poids de CaO ou de Ca(OH)2 ;
- 50 à 90% en poids de verre sodocalcique ;
- une concentration en poids de matière organique inférieure à 0,1%.
9. La composition selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle présente une granulométrie comprise entre 1 et 10mm, de préférence comprise entre 2 et 5mm.
10. La composition selon l'une des revendications 8 ou 9 caractérisée en ce qu'elle comprend des résidus infusibles présentant une granulométrie inférieure à 1mm.
11. L'utilisation de la composition de l'une quelconques des revendications 8 à 10 dans un procédé de fabrication de verre.
12. Un dispositif (1) pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant :
- un four (7) dont la conduite d'évacuation des gaz (4) comprend une zone de séchage (2) adaptée au séchage de déchets de verre ;
- un système de broyage (3) en aval de la zone de séchage (2) permettant de broyer des déchets de verres selon une granulométrie inférieure à 0,5mm ;
- des moyens (5) permettant, en utilisation de mélanger les déchets de verres broyés avec du calcaire ;
- des moyens de transport (6) du mélange déchet de verre/calcaire vers ledit four.
13. Un dispositif selon la revendication 12 dans lequel le four (7) est un four de type rotatif ou à lit fixe ou fluidisé.
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