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CA 02150367 1999-04-26
PROCÉDÉ ET INSTALLATION POUR LE BROYAGE DE VIEILLES
BRASOUES ET DE PRODUITS SIMILAIRES
Les vieilles brasques sont des produits carbonés
qui proviennent de la démolition du revêtement des parois
et du fond des cuves d'électrolyse de l'alumine
constituant la cathode. Ce revêtement s'use et se
détériore et il est nécessaire de. le remplacer
périodiquement par un revêtement neuf. L'opération de
démolition du revêtement, appelée débrasquage, est
effectuée au moyen d'outils pneumatiques et produit des
blocs de forte taille pouvant contenir des inclusions de
métaux tels que le fer ou l'aluminium. Ces blocs sont
ensuite ramenés par des moyens classiques à une taille qui
permet le passage à travers une grille à maille carrée de
400 mm environ.
Les vieilles brasques sont fortement imprégnées
de produits nocifs, tels que des fluorures et des
cyanures. Jusqu'à présent, elles étaient mises en
décharge, mais les nouvelles réglementations sur la
pollution et la protection de l'environnement obligent à
les traiter, par exemple à les calciner, pour en éliminer
les produits nocifs et éventuellement permettre la
récupération des constituants carbonés.
L'invention concerne plus particuliêrement les
usines de production d'aluminium dans lesquelles le
traitement des vieilles brasques exige une réduction
préalable de ces brasques en morceaux dont la taille
n'excède pas quelques millimètres, et a pour objet un
procédé et une installation de broyage permettant
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d'atteindre ce résultat avec seulement deux étages de
réduction et un criblage.
Le procédé objet de la présente invention est
caractérisé en ce qu'il comporte une opération de
concassage dans laquelle les vieilles brasques sont
réduites en morceaux dont les dimensions n'excèdent .pas,
de préférence, 50 mm, une opération de criblage permettant
de séparer les grains ayant de préférence une taille de
quelques millimètres et constituant le produit fini, et
une opération de broyage permettant de réduire les refus
du criblage aux dimensions du produit fini. De préférence,
les grains du produit fini auront tous des dimensions
inférieures a 2,5-3 mm. Les produits de l'opération de
broyage pourront être renvoyés au criblage.
L'installation pour la mise en oeuvre de
l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un
concasseur, un crible dont la dimension des mailles
correspond à celle du produit fini, un broyeur vibrant à
cône, des moyens pour transporter jusqu'au crible les
produits sortant du concasseur et éventuellement ceux
sortant du broyeur et des moyens pour renvoyer les refus
du crible à l'entrée du broyeur.
De préférence, le broyeur vibrant à cône est un
broyeur dans lequel le cône ou la cuve est mis en
vibrations, l'autre élément, cuve ou cône, du broyeur
étant fixe ou mobile. Les broyeurs de ce type sont
capables d'un rapport de réduction élevé par rapport aux
broyeurs à cône classiques dont les mouvements du cône
sont commandés par un excentrique.
Le concasseur pourra être un concasseur à
mâchoires dans lequel les mâchoires forment entre elles un
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angle inférieur à 20°. Cet angle réduit favorise la prise
des produits réputés savonneux comme les vieilles
brasques.
A la place du concasseur à mâchoires, on pourra
utiliser un broyeur autogène ou semi-autogène à sortie
périphérique.
D'autres caractéristiques de l'invention appa-
raîtront à la lecture de la description qui suit et se
réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre
d'exemple non limitatif, deux formes de réalisation de
l'invention. Sur ces dessins:
La figure 1 est le schéma d'une installation de
broyage de vieilles brasques conçue selon l'invention;
La figure 2 est une vue en coupe verticale d'un
broyeur vibrant à cône; et
La figure 3 est le schéma d'une autre installa-
tion conforme à l'invention.
L'installation de la figure 1 est constituée
essentiellement par une trémie d'alimentation 10, un
concasseur à mâchoires 12, un broyeur vibrant à cône 14,
un crible 16, deux transporteurs à bande sans fin 18 et
20, un élévateur 22, un filtre de dépoussiérage 24 et un
silo 26.
La trémie 10 est munie d'un extracteur vibrant
28 qui permet de charger les blocs dont elle est remplie
sur le transporteur 18 alimentant le concasseur 12. Des
séparateurs magnétiques 30 et des séparateurs à courants
de Foucault 31, permettant d'éliminer les ferrailles et
autres pièces métalliques, sont placés sur les trans-
porteurs 18 et 20 et/ou à leur jetée.
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Le concasseur 12 est un concasseur à mâchoires â
simple effet. Cet appareil est de construction classique
sauf en ce 'qui concerne l'angle a que forment les
mâchoires entre elles qui est égal à environ 16° et
nettement inférieur à celui habituellement adopté sur ce
type de concasseur. Cet angle réduit favorise la prise des
produits réputés savonneux comme les vieilles brasques.
L'ouverture d'entrée du concasseur 12 est
suffisante pour absorber des blocs passant à travers une
grille â maille carrée de 400 mm et son ouverture de
sortie est dimensionnée pour que les blocs soient réduits
en morceaux ayant pratiquement tous des dimensions
inférieures à 50 mm environ.
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Ce résultat, qui correspond â un taux de réduction de l'ordre de 8, est
atteint non
seulement grâce â un dimensionnement convenable des ouvertures d'entrée et de
sortie, mais
aussi grâce au fait que l'on adapte une course de la mâchoire mobile réduite
de telle sorte que
le débit du concasseur soit nettement inférieur â celui d'un concasseur â cône
classique de
même dimension, par exemple 10T/H au lieu de 50-60 T/H.
Le produit concassé est chargé sur le transporteur 20 et transporté par celui-
ci et
l'élévateur 22 jusqu'au crible 16. Celui-ci est équipé d'une grille â mailles
de quelques
millimétres de côté, par exemple 3 mm. Les produits ayant traversé cette
grille sont stockés
dans le silo 26.
Le crible 16 est aussi équipé d'une grille supérieure â mailles de 50 mm qui
permet de
récupérer et d'éliminer d'éventuels imbroyables, principalement des morceaux
d'aluminium,
qui auraient été écrasés et rejetés par le broyeur 14.
Les refus du crible 16, dont les dimensions sont supérieures â 3 mm, sont
envoyés dans une
trémie tampon 32 qui alimente le broyeur 14 et permet de le maintenir en
charge en
permanence, ce qui est une condition essentielle de son efficacité.
Le broyeur 14, représenté sur la figure 2, est constitué, comme les broyeurs â
cône
classiques, par un bâti 40 portant â sa partie supérieure une cuve 42 dans
laquelle est fixée une
piéce d'usure 44 en forme de tronc de cône creux, appelée concave, et par un
cône 46 placé
â l'intérieur du concave et reposant sur une surface sphérique dont le centre
est situé sur l'axe
du concave et qui permet au cône de tourner autour de son axe et d'effectuer
un mouvement
giratoire â l'intérieur du concave. Alors que dans les broyeurs â cône
classiques, les
mouvements du cône sont commandés par un excentrique, dans le broyeur 14 ces
mouvements
sont provoqués par une masse excentrée 48 montée rotative sur la queue du cône
et entrainée
en rotation par un moteur 50. Ce broyeur a un rapport de réduction de l'ordre
de 20,
nettement plus élevé que celui d'un broyeur â cône classique.
Les produits sortant du broyeur 14 sont chargés sur le transporteur 20 et
transportés,
avec les produits sortant du concasseur 12, jusqu'au crible 16.
Bien que dans l'exemple décrit, ce soit le cône du broyeur qui est mis en
vibration au
moyen d'une masse excentrée rotative, la dénomination broyeur vibrant â cône
utilisée dans
cette description englobe tous les broyeurs â cône oû l'un des éléments, cône
ou cuve, ou les
deux sont mis en vibrations par tout moyen approprié, n'imposant pas une
trajectoire
prédéterminée audit élément.
Le concasseur â mâchoires pourrait être remplacé par d'autres appareils
capables de
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réduire des blocs de 400 mm en morceaux de 50 mm ou plus petits. On pourrait,
en
particulier, utiliser un broyeur autogéne ou semi-autogéne â sortie
périphérique. Cet appareil,
qui est constitué par un tambour â axe horizontal dont le diamétre est
supérieur â la longueur
et qui est entraîné en rotation autour de son axe, par des moyens appropriés,
est alimenté â
travers une ouverture centrale prévue sur l'un 'des fonds ét comporte sux sa
paroi, prés de
l'autre fond, des ouvertures dont les dimensions sont choisies pour ne laisser
passer que les
morceaux dont la taille est inférieure â la taille maximale désirée.
La figure 3 montre le schéma d'une installation comportant un broyeur autogéne
désigné par le numéro de référence 12'. Tous les autres appareils de cette
installation sont
désignés par le même numéro de référence que sur la figure 1. Dans
l'installation représentée,
le broyeur 12' comporte sur l'un de ses fonds une ouverture centrale dans
laquelle débouche
une goulotte d'alimentation 28, et des ouvertures sont ménagées sur sa paroi
cylindrique, prés
de l'autre fond, pour l'évacuation des produits broyés. Ces ouvertures sont
entourées d'un
carter annulaire muni â sa base d'un sas pour l'évacuation des produits broyés
et relié â
l'aspiration d'un ventilateur â travers le filtre 24. La fraction fine du
produit broyé est
entraînée par le courant d'air circulant dans le broyeur et récupérée dans le
filtre. En variante,
les produits broyés fins pourraient être évacués pneumatiquement â travers une
ouverture
centrale du fond du broyeur adjacent aux ouvertures périphériques.
Le broyeur autogéne 12' réduit les blocs de 400 mm en morceaux dont la taille
est de
l'ordre de 30 mm et le broyeur vibrant â cône 14 fonctionne en circuit ouvert
(sans criblage
âes produits broyés et recyclage des refus), les produits broyés ayant
pratiquement tous une
taille inférieure â 3 mm.
Il est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées
aux formes
de réalisation décrites ci-dessus par l'emploi de moyens techniques
équivalents entrent dans le
cadre de l'invention.
Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée au broyage de vieilles brasques
mais s'applique
aussi aux matériaux similaires, pollués par des métaux et/ou des produits
nocifs, tels que
cyanures, fluorures, etc..., par exemple aux briquetages ou revêtements
réfractaires des hauts-
fourneaux sidérurgiques ou des fours métallurgiques.
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