Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~1~ f ~i~ r~,r~
~L~ `0 ~`9GI~
La presente invention concerne des agglomerés d'alu-
mine à grande résistance mécanique, de granulométrie ré~
glable caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par compac- -
tage d'un produit intermédiaire provenant de la décompo-
sition incomplete d'une substance appartenant au groupe
formé par le chlorure d'aluminium hexahydraté, du nitrate
d'aluminium hydraté, de sulfate d'aluminium hydraté répon-
dant à la formule Al23' xSO3, yH2O où x peut prendre les
valeurs comprises entre 0,5 et 5, et y est compris entre
une valeur superieure à 0 et 18, et en ce que lesdits sul-
fates appartiennent au groupe des sulfates acides, basiques
et neutres d'aluminium hydratés, ainsi que de sulfite
d'aluminium hydrate répondant à la formule A12O3, xSO2,
yH2O, où x peut prendre des valeurs comprises entre 0,2
et 3 et y au plus égales à 5, et en ce que lesdits sulfites
appartiennent au groupe des sulfites basiques et neutres
d'aluminium hydratés,contenant apres décomposition ther-
mique de 0,5~ à 15% en poids de Cl, d'oxyde d'azote ex-
primé en N2O5, ou de S exprimé en SO3 ou SO2, puis granu-
lation du produit compacté et traitement thermique du pro-
duit granulé.
L'invention concerne également des agglomérés d'alu-
mine à bonne résistance mécanique, de forme variable,obte-
nus par moulage sous pression, suivi d'un traitement thermi-
que.
Depuis longtemps, l'industrie spécialisée dans l'ob-
tention de l'alumine e-t de sa transformation en aluminium
par électrolyse ignée s'est heurtée à des difficultés im-
portantes qu'elle a tenté de résoudre.
La première difficulté fut celle des pertes d'alu-
mine par envolement, difficulté qui était ressentie lors
des manutentions de ce matériau et lors de son emploi dans
2~
~';
73~6
.
les cuvcs d'electrolyse ignee. De ce fait, il s'est
revele necessaire de creer des installations coûteuses de
captage et de depoussierage.
Une autre difficulte, qui a egalement surgi, concer-
nait le captage de certains elements inclus dans les ef-
fluents gazeux issus des cuves d'electrolyse ignee.
Pour cela, une technique usuel~le actuellement utilisee
consiste à creer un contact intime entre les effluents ga-
zeux et l'alumine qui sert à l'alimentation des cuves.~
1 0 .: ._ .... , . .. . . _ . . . , ... , __ _ __ _
Or, pour que l'absorption de ces élements soit
satisfaisante, l'homme de l'art a verifie qu'il etait necessaire
que l'alumine ainsi mise en contact possède une surface speci-
fique BET adaptee a cet usage.
Enfin, une derniere dif~iculte qui s'est revelee
importante parmi toutes les au-tres concernait les variations
constatees dans les granulometries de l'alumine, alors que
l'homme de l'art souhaitait disposer d'une granulometrie
sensiblement constante dans le temps, de telle maniere que
le fonctionnement des cuves d'electrolyse ignee ne soit pas
perturbe par ces variations.
C'est en raison de ces multiples difficultes et
inconvénients que l'homme de l'art s'est interrogfi sur
l'intérêt qu'il y avait à donner à l'alumine une forme
d'agglomérés particulièrement appropriée à l'électrolyse ignée,
de telle sorte qu'il soit possible de disposer d'un produit
dont les caractéristiques souhaitées soient reproductibles,
c'est-à-dire permanentes dans le temps.
Ç'est en vue de trouver une solution a ces inconvé-
nients que de nombreux procédés d'agglomeration de l'alumineont ete proposes, largement decrits dans la littera-ture
spécialisée.
Un premier type de procéde a été proposé qui
consistait a agglomérer mécaniquement une pâte obtenue par le
mélange d'une alumine "Bayer" et d'un liant approprié qui
pouvait être une solution d'un acide, de sels d'aluminium tels
que, par exemple, le nitrate d'aluminium, le stearate
d'alumlnium, etc.
Apres agglomération, par ex-trusion, par compactage
ou par tout autre moyen mécanique, les granules obtenus
:.,:., . :-:
subissaient une calcination. De tels procédés étaient coûteux
et donnaient des produits granuleux, pollués non seulement par
::,.' ~ -
de faibles teneurs en Na2O provenant du procédé Bayer lui-même,
mais aussi par le liant ou ce qui en restait après le traite-
ment thermique.
Un autre procédé, qui représentait une amélioration
importante, a été proposé par la suite. Decrit dans le brevet
français no 2 267 982, celui-ci consistait à produire une -
alumine active agglomérée en utilisant comme matière première
l'hydrate d'aluminium obtenu par le procédé Bayer.
Cette matière première, qui devait avoir une faible
teneur en impuretés, plus particulièrement en impuretés
sodiques, était d'abord soumise à un séchage pour éliminer
l'eau d'imprégnation, puis ~tait compactée, sans addition de
liant, par passage en continu entre deux cylindres entre
lesquels était étàblie la pression souhaitée. La bande continue
ainsi produite était fragmentée selon les dimensions désirées
et les fragments soumis à un traitement thermique d'activation
conventionnel.
Mais les divers procédés proposés jusqu'à ce jour
concernaient l'agglomération d'une a:Lumine hydratée provenant
essentiellement de l'attaque de la bauxite selon le procédé
Bayer. En dehors de ce procédé ~asique, existent divers
procédés acides d'attaque de minerais silico-alumineux ne -;~
pouvant être traités par le procédé alcalin de Bayer, procédés
qui constituent une étape importante dans l'obtention d'une
alumine pure.
f
C'est dans ce but que la demanderesse a décrit dans
le b~revet francais no 1 419 879 un procédé de transformation
ou de purification du chlorure d'aluminium hexahydraté, procédé
qul constitue un stade intermédiaire important dans l'obtention
de l'alumine pure à partir de minerais silico-alumineux ne
pouvant être traités par le procédé alcalin Bayer, et pour
lesquels on a recours à des moyens d'attaque acide, transformant
,'.'
- 3 -
'
: ~ . .:. ~ . , :
:~ . . :
l'alumine du minerai en un chlorure hydraté.
Mais il est connu que le chlorure d'aluminium hexa-
hydraté, obtenu par précipitation se presente 50U5 forme de
bâtonnets dont la longueur varie, usuellement entre 50~ et
1500~, selon les conditions de cristallisation choisies.
Lors de la décomposition thermique du chlorure
d'aluminium hydraté d'apras l'équation: 2AlC13, 6H2O~
A12O3 + 6HCl + 9H2O, à une température se situant par exemple
entre 600C et 900C en lit statique ou dynamique, l'alumine
recueillie se présente également sous l'aspect de bâtonnets
dont le volume est égal à 35% environ de celui des bâtonnets
initiaux de chlorure d'aluminium hexahytraté. Ces bâtonnets ~
d'alumine sont fragiles et supportent mal les phénomènes ~ -
d'attrition qui se produisent tant au cours des traitements
thermiques que pendant les opérations de transferts mécaniques,
pneumatiques ou autres.
C'est pour ces raisons que l'alumine ainsi obtenue
se présente, en général, sous la forme de particules très fines,
sensibles aux envolements, présentant d'une manière simultanée
plusieurs des inconvénients antérieurement décrits.
Un autre procédé d'attaque acide de minerais silico-
alumlneux existe qui consiste à attaquer le minerai de départ `;~
par HNO3, procédé qui constltue également un stade intermédiaire
important dans l'obtention d'une alumine pure, en transformant
l'alumine du minerai en un nitrate d'aluminium hydraté répondant
à la formule (N03)3Al, nH2O, n étant généralement égal à 9 mais
pouvant prendre les valeurs 8 ou 6. --
Par traitement thermique, lesdits nitrates se
décomposent selon les équations suivantes~
2(NO3)3Al, 9H2O --~ A12O3 + 3N2O5 2
2(NO3)3Al~ 8H2 --~ A123 + 3N205 2
2(NO3)3Al, 6H20 --~ A1203 + 3N205 2
.. ~: ,.
- 4 - ;
..
En fonc-tion des températures, N2O5 peut etre decompose en
divers autres oxydes d'azote.
Il est apparu possible à la demanderesse de regler
cette decomposition en faisant varier les temps-et tempera-
tures de telle sorte qu'on obtienne un "produit intermediaire"
nitre et hydraté incompletement decompose.
Lorsque la decomposition des nitrates d'aluminium
hydrates est totale, l'alumine obtenue se presente en general,
sous la forme de particules tres fines, sensibles aux envole-
ments, et disposant simultanement de plusieurs des inconve-
nients anterieurement cites.
Mais est egalement connu un autre procede acide qui
consiste a attaquer le minerai de départ par E2SO4, procédé
qui constitue aussi un stade intermédiaire important dans
l'obtention d'une alumine pure en transformant l'alumine du
minerai en un sulfate d'aluminium hydraté répondant à la
formule générale A12O3, XSO3, yH2O dans laquelle x et y peuvent
varier en de larges limites, mais correspondent aux sulfates
connus de l'homme de l'art appartenant au groupe constitué par
les sulfates acides, les sulfates basiques e-t les sulfates -
neutres hydratés d'aluminiumO
~ En général, x peut prendre la valeur de 0,5 a 5
tandis que y est compris entre une valeur supérieure a 0 et 18.
Lors de, la décomposition thermique dudit sulfate
hydraté, selon l'équation A12O3, XSO3, yH2O ? A12O3 + xSO3 ~
yH2O, il siest avéré possible de régler cette décomposition en
faisant varier les temps et températures de telles sortes
qu'on obtienne un "produit intermediaire" sulfate et hydraté ~ -
incomplètement decomposé.
Lorsque la décomposition des sulfates d'aluminium
hydratés est totale, l'alurl~ine obtenue se présente en général
sous la forme de particules très fines, sensibles aux
5 ~
envolements et disposant simultanément de plusieurs des
inconvénients an-térieurement cités.
Enfin, un autre procédé acide d'attaque de minerais
silico-alumineux est connu qui concerne l'attaque dudit minerai,
préalablement calciné, par de l'acide sulfureux, sous une
pression relativement élevee de 5 à 10 bars, et une temperature
inferieure à 100C. Ce procedé constitue un stade intermédiaire -
important dans l'obtention d'une alumine en transformant
l'alumine du minerai en un sulfite d'aluminium hydrate répondant
à la formule génerale A12O3, xSO2, yH2O dans laquelle x et y
peuvent varier en de larges limites, mais correspondent aux
sulfites connus de l'homme de l'art appartenant au groupe
constitué par les sulfites basiques hydratés et un sulfite
neutre d'aluminium.
En général, x peut prendre la valeur de 0,2 à 3
tandis que y prend au plus la valeur de 5. Lors de la décompo~
sition thermique dudit sulfite hydraté, selon l'équation
2 3' 2~ YH2O ~ A12O3 + xSO2 + yH2O, il est apparu
possible à la demanderesse de régler cette décomposition en
faisant varier les temps et temperatures de telle sorte qu'on
obtienne un "produit intermédiaire" hydraté incompletement
décomposé, contenant encore une faible quantité d'oxydes de -
soufre. ;
- Lorsque la décomposition des sulfites d'aluminium
hydrates est totale l'alumine obtenue se présente en général ;
sous la forme de fines particules, sensibles aux envolements
et disposant simultanément de plusieurs inconvénients précités.
Puisque l'alumine obtenue, selon les procédés d'attaque
acide précités, se présentait en général sous la forme de fines -
particles, sensibles à l'envolement, il était donc souhaitable
d'envisager son agglomération.
:
. ., . , . : .. ..
Poursuivant ses recherches en ce domaine, la
Demanderesse a constaté avec interêt qu'il etait possible
de realiser des granules d'alumine de grande resistance
mecanique, de granulometrie reglable à partir de l'une
des substances appartenant au groupe constitue par le chlo-
ruré d'aluminium hexahydrate, les nitrates d'aluminium
hydrates, les sulfates d'aluminium hydrates, ainsi que
les sulfites d'aluminium hydrates.
Selon l'invention, le nouvel agglomere d'alumine
se caracterise en ce qu'il est obtenu par compactage d'un
produit intermediaire préférentiellement a l'etat sec .:
provenant de la decomposition incomplete d'une substance
appartenant au groupe forme par le chlorure d'aluminium
hexahydraté, de nitrate d'aluminium hydraté, d'un sulfate
d'aluminium hydraté répondant à la formule A12O3, XSO3,
yH2O, où x peut prendre les valeurs comprises entre 0,5
et 5, et y est compris entre une valeur supérieure à 0 :
et 18, et en ce que lesdits sulfat:es appartiennent au groupe
des sulfates acides, basiques et neutres d'aluminium
hydratés, d'un sulfite d'aluminium hydraté repondant à
~ la formule A12O3, xSO2, yH2O, ou x peut prendre des valeurs
comprises entre 0,2 et 5, e-t y au plus egales à 5, et en . : -
ce que lesdits sulfites appartiennent au groupe des sul-
fites basiques ou neutres d'aluminium hydrates, contenant
après decomposition thermique de 0,5% a 15~ en poids de
C1, d'oxyde d'azote exprime en N2O5, ou de S exprime en
~O3 ou SO2, puis granulation du produit compacté et trai- .
tement thermique du produit granulé. .
Le <~ produit intermédiaire )> à compacter est obtenu
lors de la décomposition thermique incomplète de la subs-
tance hydratée precitée provenant de l'attaque acide de
minerais silico-alumineux d'une manière telle que la teneur ~ .
.
~ j . 7
. . . ~ , - .
73
,
en Cl se situe de préférence entre 2~ et 10% en poids,
que la teneur en oxyde d'azote exprimée en N2O5 se situe
de préference entre 2~ et 8% en poids, que la teneur en
S exprimée en SO3 se situe de préférence entre 3~ et 10~
en poids, et enfin que la teneur en S exprimée en SO2 se
situe de préférence entre 5~ et 10~ en poids.
Cette décomposition incomple~e de la substance est.
réalisée selon les procédés connus de l'homme de l'a ~ --
~ '
,.
' ~ .
Comme il a été exprimé le "produit intermédiaire"est normalement compacté à l'état sec. Toutefois, il a été
cons-taté que l'introduction d'une certaine quantité d'eau dans
le produit à compacter n'affecte pas sensiblement les carac-
téristiques finales des aggloméres d'alumine à condition que
cette quantité d'eau ne dépasse pas en pourcent en poids dudit
produit:
- 20% pour une alumine provenant de la décomposition
incomplète du chlorure hydraté
- 15% pour une alumine provenant de la décomposition
incomplète du nitrate hydraté
- 15% pour une alumine provenant de la décomposition
incomplète d'un sulfate hydraté
- lOP6 pour une alumine provenant de la décomposition
incomplète d'un sulfite hydraté
Le "produit intermédiaire" ainsi défini est alors
soumis au procéd~ d'agglomération dont la figure 1 en est une
illustration industrielle non limitative.
Selon ce procfid~, le "produit intermédiaire P.l.",
stocké en (A) est introduit par (1) dans un m~langeur (B) qui
rec~oit également par (6) une fraction constituée par les
produits granulés de dimensions inérieures à celles recherchées.
Puis, il est conduit par (2) dans un ensemble (C) où s'effectue
en continu le compactage. Cet ensemble (C) comporte un moyen
de pressage qui peut être par exemple un compacteur à cylindre
de type conventionnel auquel est associé un moyen de précompac-
tage. La pression de compactage exprimée en tonnes par centi-
mètre linéaire dans la largeur des cylindres est d'au moins
3 tonnes~centimètre linéaire quand l'alumine provient de la
décomposition incomplète d'un chlorure ou d'un nitrate hydratés,
d'au moins 0,5 tonne/centimètre linéaire quand l'alumine
provient de la décomposition incomplèto d'un sulfate de ormule
8 --
.
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3~
A12O3, XSO3, yH2O, où x peut prendre les valeurs comprises
entre 0,5 et 5, et y est compris entre une valeur superieure
à 0 et 18, et en ce que lesdits sulfates appartiennent au
groupe des sulfates acides, basiques et neutres d'aluminium
hydrate~s, et d'au moins 1 tonne/centimètre lineaire quand
l'alumine provient de la decomposition d'un sulfite de for-
mule A12O3, xSO2, yH2O, où x peut prendre des valeurs com-
prises entre 0,2 et 5, et y au plus egales a 5, et en ce que
lesdits sulfites appartiennent au groupe des sulfites ba-
siques ou neutres d'aluminium hydrates.
Dès lors, le produit compacte se presente sous la forme
d'une bande continue qui se fragmente grossièrement à la sor-
tie du compactage et qui est amenee par (3) dans un granu-
lateur (D) où s'effectue une fra~men-tation selon les dimen- -
sions souhaitees. Cette fragmentat:ion est realisee au moyen
d'un appareillage de type connu, tel que cylindres a pointes,
concasseurs à machoires, broyeurs ~i marteaux, etc.
Les granules provenant de la fragmentation (D) sont
diriges par (4) vers une zone de selection (E) où se realise
leur separation en au moins trois fractions ~, ~, et r
de dimensions differentes.
... ~ . ~ .. .
La fraction ~ regroupe les granules dont les dimen-
sions sont incluses dans l'intervalle de mesures souhaite
par l'utisateur ultérieur. Cette fraction est conduite par (7)
dans un four (F) de type connu où se produit le traitement
thermique à la température necessaire à l'obtention de l'alumine
ayant les qualites desirees, telle que par exemple comprise - -
entre 600C et 1500C.
La fraction ~ constituee par des granules de trop
pètites dimensions est transportee par (6) dans le melan-
geur (B) en vue d'être r~eintroduite dans le procede.
Quant a la fraction y qui rassemble les granùles
~ ~ .
~ - _ 9 _
......
3~i
de trop grande dimension, elle est transportee par (5)
vers le granulateur (D) dans lequel 5 1 op~re une nouvelle
fragmentation, puis est réintroduite par ~4) dans la zone
de selection (E).
Apres le traitement thermique en (F), la fraction
~ est recueillie en (G) en vue de son utilisation.l
Selon une variante du procédé, l'ensemble (C) de
compactage en continu peut être constitué par une presse à
pastiller dont la pression de compactage est choisie selon
l'origine du "produit intermédiaire". Quand le "produit
intermédiaire" provient de la décomposition incomplète du
chlorure d'aluminium hexahydraté, la pression de compactage
est choisie entre 2000 KG F/cm2 et 10 000 KG F/cm2. Mais
quand le "produit intermédiaire" est issu de la décomposition
incomplète du nitrate d'aluminium hydraté, la pression de
compactage est au moins égale à 1500 KG F/cm2 et préférentielle- -
ment comprise entre 3000 KG F/cm2 et 5000 KG F/cm2. Lorsque
le "produit intermédiaire" provient de la décomposition
incomplète de sulfate d'aluminium hydraté, la pression de
compactage est au moins égale à 200 KG F/cm2. Enfin, dès lors
que le "produit intermédiaire" provient de la décomposition -;
incomplète de sulftte d'aluminium hydraté, la pression de
compactage doit être au moins égale à 600 KG F/cm2.
Le produit pastillé est ensuite introduit dans le
granulateur puis suit le cycle de traitement précédemment décrit.
Dès lors que le traitement thermique est réalisé,
les agglomérés d'alumine obtenus sans l'intervention d'un
quelconque liant, présentent des caractéristiques physiques
particulièrement intéressantes, outre celle de détenir une
granulométrie régulière et réglable selon le souhait de
l'utilisateur.
D'une manière générale, la teneur résiduelle en
métalloide (Cl, NS) dans les agglomérés d'alumine est très
Eaible mais dépend des conditions de traitement thermique.
~insi la teneur en chlore évolue entre 0,005% et 0,5%
tandis que la teneur en oxyde d'azote exprimée en N2O5 est
comprise entre 0% et 0,5% que la teneur en soufre exprimée en
SO3 est inférieure à 1% pour les ex-sulfates, et que cette
- 10- ~" ~
.:
teneur exprimée en SO2 pour les ex-sulfites es-t inférieure à
0,6~.
En outre, leur surface spécifique mésurée par absorp-
tion d'a~ote selon la norme AFNOR XII - 621 (Association
fran~aise de normalisation) dépendent également des conditions
de traitement thermique. Ainsi, la surface spécifique BET des
agglomérés d'alumine provenant de la décomposition incomplète
du chlorure d'aluminium hydraté se situe de préférence entre
2 m2/g et 120 m2/g, et leur teneur en alumine "a" est comprise
entre 95% et 0~. La surface spécifique BET des agglomérés
d'alumine provenant de la décomposition incomplète de nitrate
d'aluminium hydraté et de sulfate d'aluminium hydrate se situe
entre 2 m2/g et 150 m2/g, tandis que la surface spécifique sET
des agglomérés d'alumine provenant de la décomposition incom-
plète de sulfite d'aluminium hydraté se situe en-tre 2 m2/g et
130 m2/g.
Enfin, les agglomeres d'alumine selon l'invention
offrent une très bonne resistance à l'attrition qui se manifeste
par une bonne resistance à l'effritement des grains lors de
chocs thermiques et mecaniques repetes.
Selon l'invention, il-est egalement possible de
realiser des agglomeres de formes bien definies, par les
techniques connues de l'homme de l'art, telles que par exemple,
moulage sous pression, extrusion, etc... permettant de produire,
par exemple, des boulets de dimensions variables, des cylindres
pleins ou creux, des plaquettes, des poulies à gorge, des
j diabolos de renvoi, etc.... pour lesquels le traitement thermique
ulterieur à la mise en forme est effectue selon un cycle
thermique choisi et determine par les emplois auxquels sont
destinees ces pièces conformees.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention
seront mieux compris à liaide de la description des exemples de
mise en oeuvre du procede.
- 11 - ::
.. . . . . : .
:
' : ' . . : .
. ~ , ~ . . .
~6
Exemple 1
_
On a mélangé en (s) lS kg de la fraction "~" constituee
par des fines criblees à 1 millimetre, issues d'operations
anterieures effectuées selon les mêmes conditions techniques,
avec 15 kg de "produit intermédiaire" provenant de la décompo-
sition incomplète de chlorure d'aluminium hexahydraté, le
mélange contenant encore 4,55% en poids de Cl. Ledit mélange
a éte precompacte dans une capacite conique dans laquelle
tournait une vis d'Archimede epousant la conicité de la trémie.
La base du précompacteur était directement en charge .. ...
sur le compacteur constitué par deux cylindres de 0 600 mm
équipés de frettes alvéolées, dont lesdites frettes étaient
distantes de 1,5 millimetre avant l'introduction du produit.
. La pression de serrage, maintenue constante tout au
long de l'operation, était de 6 tonnes par centim~tre de largeur
de frette. La vitesse de rotation était de 4 tours par minute.
Des la sortie de (C), les plaquettes recueillies étaient
introduites en (D) dans un broyeur a marteaux, muni d'une
grille de 6,5 millimètres de vide de maille. Les granules
ainsi obtenus étaient criblés en (E) dans un appareil permettant
de les separer en quatre fractions: .
- la fraction superieure a S millimètres qui était dirigée .
vers le granulateur (D) et qui representait 2% en poids
de la masse de granules ~ ~ -
- la fraction 2-5 millimètres souhaitee par l'utilisateur
qui representait 43% en poids de la masse de granules .
- la fraction 1-2 millimètres, egalement souhaitee, .
représentant 18% de la masse des granules
- la fraction inferieure à 1 millimètre représentant 37% : :
en poids de la masse de granules, qui etait recyclee en (B).
'~'
.
: .,
- 12 -
- , . . . .
,, ", ~ ; , . .. . .
.
3~6
Les fractions 2-5 millimètres ont éte calcinees separe-
ment en (G) à differentes temperatures et ont révélé en
fonction de ces températures les caracteristiques spéci-
fiques résumées dans le tableau ci-apres:
¦ temperature perte densi- test attrition
fractions de au feu %Cl isET té ap- fines 0 moyen ~ moyen
l parente crees avant apres
calcination en % l kg/dm3 %~160~ en ~ en
. --
brut départ l
2-5 non calciné _ 4,5 I _ 0,78 0,02 3050 2900
mètres 850C 10,9 0,3 72 0,74 0,16 2800 2650
950C 12,35 0,2 139 0,74 0,16 2850 2600
1050C 13,4 0,07 20 0,73 0,04 3050 2850
_ _ _ . I
milli- 850C 11,0 0,3 69 0,68 2,5 1080 1020
mètres 950C 12,0 0,2~ 47 0,65 1,0 1150 1020
Le test d'attrition a eté realise grâce à un appareil
mélangeur constitué par un recipient cylindrique en verre ayant
une capacité de 250 cc pour un diamètre interne de 55 mm et une .:
longueur interne de 105 mm. Ledit recipient etait anime d'un : :
mouvement complexe dans les trois dimensions produisant des : :~
effets de secousses, de rotations et de balancements rythmes. : :
On a introduit dans le recipient cylindrique 50 g
d'agglomeres d'alumine constituant le refus d'un tamisage prealable -
a 160 ~. Puis l'on a soumis cet echantillon à une agitation
continue pendant deux heures, et après ce temps, l'echantillon
a ete à nouveau tamise à 160 ~. On a sinsi determine le pour- . :
centage de "fines" crées lors du tes-t d'attrition.
:
Enfin~ le diamètre moyen a ~te mesure avant et après
l'attrition, selon les methodes connues de l'homme de l'art.
Ainsi, à travers ce premier exemple, les qualités .
essentielles des aggloméres d'alumine apparaissent pour des
caracteristiques de compactage precises et pour une teneur de :
- 13 - ~
. - : , - . . :
.
.
3~-P~
4,55% en Cl du "produit intermédiaire".
Exemple 2
Dans cet exemple, on a voulu montrer que la teneur
en Cl du "produit intermediaire" était un facteur determinant
des caracteristiques fondamentales des agglom~res selon l'inven-
tion.
On a mélangé en (B) 15 kg de la fraction "~"
constituee par des "fines" criblees a ]. millimetre, comme dans
l'exemple 1, avec 15 kg de "produit intermediaire", le mélange
contenant encore 2,5% en poids de Cl.
Le mélange a été compacté selon les conditions
décrites dans l'exemple 1, hormis la vitesse de rotation des :
cylindres qui a été ramenée de 4 tours par minute a 2 tours par
minute.
Apres le criblagè effectué en (E) on a recueilli les .
fractions suivantes: .
- la fraction supérieure à 5 millimètres qui représentait .:
1% de la masse des granules . .. :.
- la fraction 2-5 millimetres recherchée qui représentait
28% de la masse des granules .
: - la fraction 1-2 millimètres, également recherchée, ~.
représentait 17% de la masse des granules :~
- la fraction inférieure a 1 millimetre qui représentait :
54% de la masse des granules, qui était recyclée en (B). ;
A titre de comparaison, on a également compacté,
selon des conditions opératoires identiques, un melange de :~
"fines" et de "produit intermédiaire" pour lequel la teneur ~:
en Cl avant compactage était de 0,~ en poids. . :~
Après criblage, on a recueilli les fractions : `
suivantes:
'-'
! ' 14 -
:: , . ................. .
.. . : : :
,
,, , , .. : , .: .. . ..
- une fraction supérieure à 5 millimètres: 1% de la masse
des granules
- une fraction souhaitée 2-5 millimètres: 24% de la masse
des granules
- une fraction egalement souhaitee 1-2 millimètres: 11%
de la masse des granules
- une fraction inférieure à 1 millimetre: 64% de la masse
des granules.
Par comparaison avec les granules ayant une teneur
en Cl de 2,5%, les granules à 0,9~ se révèlent relatlvement
friables.
Les fractions 2-5 millimètres ont éte calcinees à ;
diverses temperatures et ont revele, en fonction de celles-ci, -
les differences de resistance mecani~ue lors du test d'attrition,
resumees dans le tableau ci-après:
: ..'
%Cl sur température densité test attrotopm
produit de calcina- apparente fines 0 moyen,0 moyen
lnterme- tloOn kg/dm3 crees avant après ;-
dlalre en C en % cl60~ en ~ en
non calcine 0,96 19,7 3100 2600
850 0,87 10,5 3000 2750 -
0,9% 950 0,86 9,7 2900 2750
1050 0,88 7,4 3000 2800
non calcine 0,83 10,8 2650 2500
850 0,78 9,5 2650 2500
2,5% 950 0,78 6,7 2800 2600
_ 1050 0,79 2,5 2750 2600 : ;
: . '" "".
Les granules obtenus à partir de produit interme-
diaire de teneur en Cl plus faible sont moins resistants.
'~
- 15 -
- , . . . : - .
.. . -: , , ~ . . . .
.. . . : : : : :
1~7~
Exemples 3 à 5
On a réalisé le pastillage de 3 échantillons de
"produit intermédiaire", titrant respectivement 1,2%, 4,4% et
12,7~ de Cl exprimé en poids. Pour prouver que la présence
d'eau ne perturbe pas les qualités mécaniques des pastilles
confectionnées, on a humecté les "produits intermédiaires"
avec une quantité d'eau représentant 10% ou 20% en poids de
la masse des produits intermédiaires.
Après avoir homogénéisé les échantillons, on a
effectué le compactage au moyen d'une presse hydraulique dont
on a fait varier la pression de 3100 kg F/cm2 à 7700 kg F/cm2.
Les pastilles avaient un diamètre voisin de 20,3 : .
millimètres et une épaisseur variable de 7 à ll millimètres
selon la quantité de "produit intermédiaire" introduite.
Après un séchage à 110C, les pastilles ont été
calcinées dans un four à moufle, chauffé progressivement de
200C à 900C selon une vitesse de montée en tempéràture de :~
3,4C par minute~ ~
Les caractéristiques physiques des pastilles après :. .
traitement thermique ressortent du tableau récapitulatif .
ci-après~
"~'.
. '`'~
- 16 -
%Cl sur produit %H2O humidi- pression densité moyen- hauteur chute
intermédiaire fication pastillage apparente de la bille
kg~/cm2 apres traite- entramant
ment thermiq~e la rupture
en cm
3100 1,03 20
1,2 10 4600 1,23 25
6200 1,31 25
3100 1,12 75
10 4600 1,24 100
6200 1,34 100 -
7700 1,38 100
4,4
3100 1,13 75
20 4600 1,32 150
6200 1,36 100 -
7700 1,42 75
....
3100 1,12 20
10 4600 1,16 10
6200 1,22 10
7700 1,20 10
12,7 _
3100 1,30 10
~ 4600 1,33 10
G U6200 1,36 10
7700 1,35 10 ~ -
.
Le test de rupture des pastilles a ete effectue par
chute d'une bille d'acier ayant un diametre de 18,25 mm pesant
24,80 g et guidee dans un tube de verre de diametre 20 mm. La
- bille tombait au centre de la pastille. Des tubes de verre de
hauteur croissante etaient utilises jusqu'a ce qu'une seule
chute de la bille entraine la rupture de la pastille.
Exemple 6
~ On a voulu mesurer l'influence sur la teneur en Cl
et la surface BET qu'engendrait comparativement la dimension
des agglomeres selon l'invention et d'une alumine, de même
origine, de dimensions diverses et n'ayant pas subi le cycle -
d'agglomeration selon le procede de l'invention, pour des
temperatures et des durees de calcination precises.
Pour ce faire, on a utilise trois echantillons se
repartissant de la maniere suivante:
.
:::
- 17 -
-: . .
, . .. .. . .
7~
- un échantillon "A" constitue par des granules d'alumine
dont les dimensions se situaient entre 0,5 et 1 millimètre
- un echantillon "s" constitue par des granules d'alumine
dont les dimensions se situaient entre 0,25 et 0,5 millimetre
- un echantillon "C" provenant de la décomposition incomplete
de chlorure d'aluminium hexahydrate de fine granulometrie. ~ -
Le diamètre moyen du produit intermediaire etat voisin de
50 ~. :
La calcination de ces divers echantillons a ete
effectuee dans un four a lit fluide, le gaz flu.idisant etant de
l'air sec.
Les caracteristiques des produits ainsi traites
apparaissent dans le tableau ci-apres:
-
Caractéristiques
Caractéristiques du traitement des produits après
temperature duree de la vitesse gaz
de calcina- calcination de fluidisa- surface BET % C1 -i
__ tion en C en minute tion cm/sec.
520,13
20 A 1000 1600 32 5310'036
050 90 34~0,01
490,16
B 1000 120 15 510,07
320,OS
1050 90 31cO,01
. .
300,21
C 1000 120 17 300,15
220,09
_ 1050 90 190~05
' . : .
Les resultats permettent de mesurer l'evolution simul-
tanee des % Cl et des surfaces specifiques BET selon que les
produits intermediaires traites sont ou non agglomeres selon
l'invention.
- 18 -
: ' '
.
. ~ ~
`71~
Exemple 7 :
On a réalisé le pastillage, sous diverses pressions,
d'un "Produit intermédiaire" titrant 2,3~ en poids d'oxyde~ -
d'azote, exprime en N2O5.
Le compactage a été effectué au moyen d'une presse
hydraulique dont on a fait varier la pression de 200Q kg F/cm
a 5000 kg F/cm . -
Les pastilles avaient un diamètre voisin de 24 mm et
une épaisseur variable de 5 mm à 7 mm, selon la quantit~ de
"produi-t intermédiaire" introduite.
Puis les pastilles ainsl obtenues ont ~té introduites ~ -~
dans un four à moufle préalablement porté à la température de
calcination choisie, et maintenues à cette température pendant -~
2 heures.
Les caractéristiques ph~siques des pastilles après
traitement thermique ressortent du tableau récapitulati ci-après: ~ .
Pression Température Surface ~ensité moyenne Test attrition _
pastillac~e de calcination specifique apparente après Hauteur chute
en kgF/cm2 en C BET en m2/g traitement ther- de la bille
mique en kg/dm3 en cm
2000 650 . 1,20 8-10
3000 650 127 1,24 10-20 ::
~; 4000 650 1,26 20
.` 5000 650 1,33 10-20 :-
. .
2000 750 . 1,32 8-10
; 3000 750 127 1,36 10 : .
4000 750 . 1,43 20 : :
5000 750 1,44 10-20 :-:
_
2000 850 1,28 8-10 : .~ ::
3000 850 124 1,39 10-20 :
4000 850 1,36 10-20 :
5000 850 1,41 10-20 :~:
_ . . ':: ' ::-
2000 g50 1,47 8-10 :: :
: 3000 950 106 1,54 8-10
- 4000 950 1,59 20 `:~- :
5000 950 _ 1,55 8-10
- 19 -
,
: . . ~ . ....... . ~. , . ~. .... ...
La surface BET a été mesurée par absorption d'azote
selon la norme AFNOR XII - 621.
Le test de rupture des pastilles a été effectué par
chute d'une bille d'acier ayant un diametre de 18, 25 mm, pesant
24,80 g et guidée dans un tube de verre de diamètre 20 mm. La
bille tombait au centre de la pastille. Des tubes de verre de
hauteur croissante étaient utilisés jusqu'a ce qu'une seule
chute de la bille entraîne la rupture de la pastille.
Exemple 8
Pour montrer que la présence d'eau ne perturbe pas
les qualités mécaniques des pastilles confectionnées, on a
humecté la "produit intermédiaire", titrant 2, 6% d'oxyde d'azote
exprimé en N2O5, avec 5~ d'eau en poids de sa masse.
Apras avoir homogénéisé l'échantillon, on a effectué
le compactaye au moyen de la même presse hydraulique que dans
l'exemple 1, dont la pression avait été fixée a 4000 kg Fjcm2.
Les pastilles avaient un diametre voisin de 24 milli-
ma~tres et une épaisseur de 5 à 7 millimètres, selon La quantité
de "produit intermédiaire" introduite. Après un séchage à 110C,
les pastilles ont été introduites dans un four a moufle préalable-
ment porté a la température de calcination choisie, e-t maintenues --
a cette température pendant deux heures.
Les caractéristiques physiques des pastilles apres
traitement thermique ont été résumées dans le tableau ci-après:
. .
.,
Pression Température de Densité moyenne Test attrition
exercée calcination apparente apres Hauteur chute
en kgF/cm2 en C traitement ther- de la bille
mique en kg/dm3 en cm
,::
4000 650 1,27 20-30
4000 750 1,36 10-20
4000 850 1,42 20-30
4000 950 l,S~ 10-20
_
- ' .,: ~ .
:
- 20 -
,~ ..
' . . ' ': . ~ -; ' .' '~ ' . . :, .
Exemple 9
On a réalisé le pastillage sous diverses pressions d'un
intermédiaire" titrant 5,9% en poids d'oxyde d'azote exprimé en
N205
Le compactage a été effectué dans les mêmes conditions
que dans l'exemple 7.
Les pastilles obtenues ont ete introduites dans un four
à moufle prealablement porte à la température de calcination . .
choisie, et maintenues à cette temperature pendant deux heures.
10 .Les caracteristiques physiques des pastilles apres .. .
traitement thermique ont ete resumees ci-après: - -
Pression Température. Surface Densite Test attrition
exercee de calcination specifique apparente aprè~ Hauteur chute
en kgF/~ en C BET en m2/g traitement ther- de la bille ...
mique en kg/dm3 en cm
2000 750 1,33 10-20 .
3000 750 107 . 1 r 39 30 . .
4000 750 1,35 20 .
5000 750 1,43 8-10
_
2000 850 1,40 8-10 :
3000 850 100 1,46 8-10 ... ~ :
4000 850 . l,Sl 8-10 ~ .
5000 850 1,50 10-20 - ::
. '."'~., .
Exemple 10
On a realise le pastillage sous diverses pression de
"produits intermédiaires" titrant 3,8 - 5,4 et 11,9% en poids -
de S exprimé en SO3 et provenant de la decomposition incomplete
de (SO4)3A12, 18H2O~
Le compactage a ete effectue au moyen d'une presse
hydraulique dont on a fait varier la pression de 400 kg F/cm2
-
a 3000 kg Fjcm2.
Les pastilles ava1ent un diamètre voisin de 24 mm et
une epaisseur variable de 2 mm a 6 mm selon la quantite de ~;
"produit intermédiaire" introduite. :.
.: .
- 21 -
. . .
, _ . . ~ .. , . - : , . .
. .. . . . .
.
7~
Puis les pastilles ainsi obtenues ont été calcinées
à 1050C dans un four à moufle progressivement chauffé selon une
vitesse de montée en température de 5C par minute.
Les caractéristiques physiques des pastilles après
traitement thermique ressortent du tableau récapitulatif ci-après:
Produit intermé- Pression de Surface BET Densité moyenne Test attrition
diaire pastillage en m2/g après apparente apres Hauteur chute
Teneur en S en kgF/cm2 traitement traitement de la bille en
exprimée en thermique thermiquecm entralnant
3polds la rupture
1011,9 3000 107 0,83 8 à 10
3,8 3000 104 1,17 8 à 10
5,4 800 95 0,88 8 à 10
5,4 400 100 0,7 5
_
La surface BET a été mesurée par absorption d'azote
selon la norme AFNOR XII - 621.
Le test de rupture des pastilles a ete effectue par
chute d'une bille d'acier ayant un diamètre de 18,25 mm pesant
24,80 g et guidee dans un tube de verre de diamètre 20 mm. La
bille tombait au centre de la pastille. Des tubes de verre de
hauteur croissante etaient utilises ~usqu'à ce qu'une seule chute
de la bille entraîne la rupture de la pastille.
Exemple 11
Pour montrer que la presence d'eau ne perturbe pas les
qualités mecaniques des pastilles confectionnees, on a humecte
le "produit intermediaire" le même que dans l'exemple 10, avec
5~ d'eau, 7% et 15~ d'eau en poids de sa masse.
Après avoir homogénéisé l'échantillon, on a effectué
le compactage au moyen de la meme presse hydraulique dans l'exem-
ple 1.
Les pastilles avaient un diamètre voisin de 24 milli-
mètres et une épaisseur de 3 a 5 millimètres selon la quantite ;-
du "produit intermediaire" introduite. ~
.. . .
,
Après un séchage a 110C, les pastilles ont été
calcinées a diverses températures dans un four a moufle
progressivement chauffé selon une vitesse de montée de
température de 5C par minute.
Les caractéristiques physiques des pastilles apres
traitement thermique ont été résumées dans le tableau ci-apres: .
Produit Teneur en Pression de Surface BET Densité Test attrition
intermédiaire H20 pastillage en m2/g moyenne appa- Hauteur chute
Teneur en S expri~.ée en kgE/cm2 apres rente après de la bille en
exprimee en en % poids . traitement traitement cm entramant
SO3 en % poids thermique thermique la rupture
11,9 5 5000105 1,45 8 a 10
3,8 7 1000100 1,00 5
3,8 7 20~098 1,32 8 a 10
3,8 7 3,000102 1,39 8 a 10
3,8 15 200095 1,33 5
_ ,: .
, :,
Exemple 12 : .
Des pastilles précédemment obtenues par pastillage.d'un
"produit intermédiaire" titrant 5,4% cle S exprimé en SO3 sous une
pression de 3000 kgF/cm2 ont été calcinées a 1300C dans un four :~
a moufle progressivement chauffe selon une vitesse de montee en
temperature de 5C par minute et maintenues pendant une heure à ~
cette temperature. La surface BET e-tait aLors de 3 m2/g. La .:
hauteur de chute de la bille entrainant la rupture des pastilles
voisine 5 cm.
Exemple 13 . .
On a réalise le pastillage sous diverses pressions d'un .
"produit intermediaire" titrant 6,4% en poids de S exprime en . .
S2 et provenant de la decomposition incomplète de A12O3, 2SO2, .~
: . . . .
5H2O. . . :
Le compactage a éte effectué au moyen d'une presse .. ::
hydraulique sous une pression de 3000 kgF/cm2. -
:~ -. '
- 23 - . :
,'' ,' ' . ',...
- , . . .. ~ .. . : . ..
:
D`7~
Les pastilles avaient un diametre voisin de 24 mm et
une épaisseur variable de 4 mm à 7 mm selon la quantite de
"produit intermediaire" introduite.
Puis les pastilles ainsi obtenues ont eté calcinées
à 1050C dans un four à moufle progressivement chauffé selon
une vitesse de montee en température de 5C par minute. Les
caractéristiques physiques des pastilles après traitement ther-
mique ressortent du tableau récapitulatif ci-après:
Produit intermédiaire Pression de Densité moyenne Test
Teneur en S pastillage apparente après attrition
exprimée en SO2 en kgF/cm2 traitement Hauteur chute
thermique de la bille
.
6,4 3000 0,96 8 à 10
' . .
Le test de rupture des pastilles a été effectué par
chute d'une bille d'acier ayant un diamètre de 18, 25 mm pesant
24,80 g et guidée dans un tube de verre de diamètre 20 mm. La
bille tombait au centre de la pastille. Des tubes de verre de
hauteur croissante etaient utilisés jusqu'à ce qu'une seule
chute de la bille entraine la rupture de la past-lle.
;"''',
- 24 -
: ~. , ' : : ~ ''' :, ~ '
