Brevet FR2027293A1 — publié le 19700925

i 2027293 La présente invention concerne un procédé de séparation de tourbe ( qui peut être aussi bien de la toufcbe d'herbe ou de gazon que de la tourbe forestière ) en un composant fibreux et uns substance humique qui sont ses constituants » ^ La tourbe naturelle comprend un composant fibreux,, un com posant granulaire fin du type colloïdal ( substance humique) qui est riche en produits organiques et une quantité importante •**" d'eau . Etant donné que la majeure partie de cette eau est conte nue dans la substance humique , il s1est révélé très difficile d'éliminer l'eau de la tourbe provenant d'un gisement ,Par exemple, même si on effectue une déshydratation par compression ou par séparation centrifuge, il n'est guère facile de déshydrater la tourbe . De plus, étant donné que la majeure partie de la tourbe a été extraite par l'homme, le prix d'exploitation par 2^ unité de poids du produit sec est élevé et, comme dans les tourbières le niveau d'eau souterraine est élevé, il était pratiquement impossible d'extraire la tourbe en profondeur . De nombreuses tentatives ont déjà été faites concernant l'utilisation de la tourbe pour des usages divers, par exemple 20 pour la production d'engrais, et pour cela on faisait réagir ou on mélangeait la tourbe avec des engrais divers ou bien encore on utilisait la tourbe pour conditionner le sol, comme matière désodorante ou comme matière absorbante .Cependant, l'usage le plus efficace de la tourbe exige la séparation du composant fl-25 breux et du composant humique et non pas l'utilisation de la tourbe telle quelle .Ainsi, on peut tirer parti-des caractéristiques propres de chacun des composants et préparer de cette façon des produits industriellement plus intéressants . En conséquence, les principaux buts de l'invention sont de -^0 fournir un procédé permettant d'améliorer 1'utilisation efficace de la tourbe et un procédé efficace d'extraction de la tourbe et de sa séparation en m composant humique et un composant fibreux . D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de ■y5 la description qui va suivre faite ei-après en se référant aux dessins annexés sur lesquels : la Fig.l est une vue en élévation schématique dtune installation permettant la mise en oeuvre du procédé selon 1Tinvention, et la Fig.2 est une vue schématique en perspective d'un appa-40 reil utilisé pour l'opération de séparation selon l'invention . BAD Oft!G!NAL 69 30001 2 2027293 Selon la présente invention, un procédé perfectionné de séparation de la tourbe en son composant fibreux et son composant humique est caractérisé en ce qu'il consiste à extraire la tourbe dans l'eau présente dans 1* glsaneïit afin de former une 5 suspension de tourbe , à désintégrer cette suspension de tourbe en une suspension des composants fibreux et humique daçis l'eau, et à séparer à l'aide d'un tamis le composant fibreux de la suspension du composant humique. On peut utiliser une drague suceuse pour extraire la tourbe , / . 20 dans 1 eau et pour cela on peut placer cette drague su* le lit de tourbe après avoir enlevé le sol superficiel, par sxfeœple à l'aide d'une conduite de dragage .On découpe la tourbe en petits _ blocs à l'aide d'un outil associé à la drague suceuse .On fait remonter les blocs de tourbe vers la partie supérieure dè la 15 drague entre l'.outil de coupe et son arbre . Ces petits blocs sont aspirés dans une pompe ensemble avec l'eau de la couche de tourbe et sont agités par la turbine de la pompe afin de désintégrer- les blocs en une suspension de composants fibreux et humique . En même temps on achemine par voie hydraulique la tourbfc 20 et l'eau . Habituellement, la tourbe est suffisamment désintégrée dans la pompe .Cependant, si nécessaire ou souhaitable. on peut installer un batteur- qui précède ou qui suit la pompe r t dont le rôle est de marteler la tjsurbe et de la désintégrer -o façon encore plus poussée en un composant humique ot un c.-,ur.osant. 25 fibreux . SI on utilise un appa-re.il hydraulique pour l* L'opération d'extraction va maintenant être expliquée à -50 propos de la Fig.l . Un bateau pompe 1 est accouplé en rotation à un étançon ou pylône 2 et tourne librement autour de celui-ci, ce pylône constituant par conséquent 1'axe de pivotement .La jonction entre le bateau-pompe 1 et le pylône 2 est réalisée de manière que le bateau puisse être tiré dans la direction de sa 35 proue en exerçant une traction sur un cfible métallique 4 qui est accroché à un point d'ancrage 3. A l'extrémité avant d'un arbre 5, qui est artieulé sur la proue du navire 1, est monté un outil de coupe 6 dont les Lames sont étudiées pour extraire la tourbe en découpant une couche de tourbe 12 et en la broyant 2j_0 pour former des petits blocs, opération qui est réalisée par la 8AD ORIGINAL 69 30001 3 2027293 rotation des lames de l'outil . Ces petits blocs sont aspirés scus forme d'une suspension ensemble avec l'eau dans le lit de tourbe à travers une conduite 8 au moyen d'une pompe 9. L'outil de coupe 6 peut se mouvoir facilement vers le haut et vers le bas 5 ainsi que vers la droite et vers la gauche sous l'action d'une flèche de grue 7. La suspension est transférée au stâdesuivant du procédé à ]'aide de la pompe 9 à travers une.conduite 11 supportée par des flotteurs 10. Si on extrait également de la boue 13, la qualité du produit est fortement détériorée .11 est donc préfé-20 rable d'empêcher l'outil de coupe 6 de descendre trop profondément et on peut l'équiper d'une jauge de niveau d'eau convenable pour se prémunir contre*une telle éventualité . Un crible dont l'ouverture de maille est d'une dimension appropriée assure la séparation de la suspension contenant les com-25 posants fibreux et humique en un composant fibreux solide qui con-- tient de 80 à $0% d'eau et une suspension du composant humique qui contient de 0,5 à 5% du composant humique . Il est préférable d'effectuer cette séparation à l'aidé d'une installation spéciale comprenant tin tamis cylindrique rotatif dont l'axe de rotation 20 est disposé transversalement au sens d'écoulement de la suspension et dont les mailles ont une ouverture comprise entre environ 0,5 et 5 mm. On monte ce tamis dans une auge d'acheminement munie d'un déversoir qui communique avec l1intérieur du tamis cylindrique pour permettre le déversement du trop-plein de la suspension du 25 composant humique séparée de la suspension mixte .Le composant fibreux est continuellement séparé du composant humique pendant qu'on fait tourner le tarais rotatif à une vitesse d'environ 5 à 30 tours/minute . On va maintenant décrire en regard de la Fig.2 l'opération ■jO de séparation du composant fibreux à partir de la suspension du composant humique . La suspension de tourbe 14 est introduite -,d un e dans cet appareil à partir de 1 extremité de gauche / auge 15. Un^cylindre rotatif 16 enveloppé d'un tamis 17 sur sa périphérie est monté transversalement par rapport au sens d'écoulement de la 25 suspension . Les mailles du tamis ont une dimension comprise entre environ 0,5 et 5 mm selon l'usage final auquel on destine le composant fibreux et le composant humique .Si ces mailles présentent des ouvertures inférieures à 0,5 mm environ, le tamis sera trop rapidement colmaté . Si d'autre part ces ouvertures sont supé-2j.q rieures à 5 mm environ, une très grande quantité de fibres cour- ' * ' -l RAP-OP'e'NM" 69 30001 2027293 tes se mélange avec le composant humique finement granulé et on aboutit ainsi à une diminution de l'efficacité de la séparation. Une rotation du cylindre à une vitesse comprise entre environ 5 et 30 tours/minute est avantageuse pour empêcher le colmatage des 5 tamis, de sorte que la capacité de traitement et l'efficacité de la séparation restent pratiquement constantes et l'opération est ainsi continue . Cette rotation sert également à déplacer le composant fibreux qui s'accumule sur la surface du tamis et dans la partie inférieure de l'auge, en regard du tamis. 10 La suspension du composant humique qui a traversé les mail les du tamis est admise dans le cylindre rotatif 16, s'établit à un niveau constant et déborde par-dessus les déversoirs 18 dont la hauteur est fixe et qui sont montés dans l'auge d'acheminement 15. La. suspension du composant humique 19 ainsi séparée est alors 15 introduite dans cm bassin de précipitation et est récupérée sous forme de tourteaux, contenant par exemple 80# d'eau, par des moyens appropriés, par exemple par l'utilisation d'une super-décan-teuse ou d'un filtre Oliver . D'autre part, le composant fibreux séparé 20 se déplace à 20 travers la partie inférieure de l'auge 15, sous le tamis 17,par suite de la rotation du cylindre rotatif et s'accumule sur le côté aval du tamis .Une fourche sert à racler ce composant fibreux 20, que l'on déshydrate ensuite à l'aide d'un rouleau ou dans une presse de manière à obtenir un produit intermédiaire 25 qui contient environ 50 à 70$ d'eau, ce produit étant alors soumis à un chauffage supplémentaire et. étant séché afin d'obtenir le produit final . Si on désire assurer une meilleure séparation du composant humique, on petit ajouter un supplément d'eau à la suspension humique séparée et répéter le traitement qui uient 30 d*être décrit pour extraire des nouvelles quantités du composant fibreux . Etant donné que la densité apparente du composant fibreux séché est d'environ 0,1 (c'est-à-dire que sa masse volumique est d'environ 0,1 g/cnP) il est préférable pendant son transport de 35 comprimer ce produit de manière que sa densité apparente soit d'environ 0,3 à 0,4, c'est-à-dire que sa masse volumique soit d'environ 0,3 à 0,4 g/crtp . Le composant fibreux de tourbe possède une caractéristique qui lui est propre, à savoir que s^com-pressibiiité est maximale lorsque la teneur en eau est d'environ 40 20$. Quand on désire utiliser ce produit comme un adsorbant pour une charge liquide, et quand on veut le préserver contre la moi- BAD ORIGINAL 69 30001 5 2027293 sissure pendant le stockage,il est particulièrement recommandé de régler la teneur en eau du composant fibreux à une valeur comprise entre environ 10 et 20%. On peut utiliser le composant fibreux ainsi obtenu comme 5 adsorbant pour une charge liquide, par exemple la mélasse,un produit soluble à base de poisson, du suif de boeuf, des feuilles fibreuses ou tout autre produit fibreux . On peut utiliser le composant humique pour conditionner le sol, ainsi que pour le traitement des eaux d'égoût , comme désodorisant ou comme en-10 grais , substance organique qui accélère la croissance des ré--coltes, etc Grâce à la présente invention qui permet la séparation de la tourbe en un composant fibreux et un composant humique, on peut exécuter avec le maximum d'efficacité toutes les opérations 15 depuis le stade d'extraction de la tourbe jusqu'à la récupération des composants respectifs .De plus, étant donné que-le composant fibreux a été séparé du composant humique colloïdal, on peut le déshydrater de façon très poussée par des moyens purement mécaniques .Aussi bien, le composant fibreux que le composant humique 20 conviennent pour de nombreux usages qui sont déterminés par les propriétés respectives de ces composants, de sorte que l'utilisation du produit est plus efficace que si l'on avait employé la tourbe non-séparée à l'état naturel . les exemples suivants servent à illustrer l'invention sans 25 aucunement en limiter la portée . EXEMPLE 1 En utilisant l'installation représentée sur la Eig.1, on ' extrait sous l'eau de la tourbe brute (contenant 90# d'eau) sous un débit de 300 tonnes à l'heure à l'aide d'une drague suceuse ^0 et on amène à la surface par voie hydraulique 860 tonnes à l'heure de suspension qui contient environ 3,5# de tourbe solide. On fait passer 100 tonnes à l'heure de cette suspension à travers un appareil de désintégration ou un batteur comportant douze lames rotatives ayant 50 cm de longueur, ces lames étant mon-25 tées perpendiculairement à l'axe du batteur de sorte que l'on désintègre plus efficacement la tourbe dans la suspension .On dirige ensuite cette suspension contre un tamis cylindrique ro-s tatif dont les mailles ont une ouverture de 1 mm et qui tourne à une vitesse de 25 tours/minute ( voir Fig.2) afin d'éliminer i)_0 le composant humique sous forme d'une suspension aqueuse et ob 69 30001 6 2027293 tenir environ 15 tonnes à l'heure de composant fibreux qui contient environ 85# d'eau .On déshydrate le composant fibreux à l'aide d'un déshydrateur à vis et on le fait passer dans un séchoir à courant d'air ayant 30 cm de diamètre et 30 m de Ion -5 gueur, ce qui permet de réduire la teneur en eau à environ 20# . Un broyeur permet de pulvériser le composant fibreux séché et p aussi de le comprimer sous une pression de 40 kg/cm de sorte qu'on obtient 120 blocs à l'heure d'un produit fibreux dont la densité apparenté est de 0,35 » chaque bloc pesant 20 kg. 10 On achemine la suspension du composant humique dans un bassin de précipitation ayant 5 m de largeur, 20 m de longueur et 2 m de profondeur et on laisse cette suspension dans le bassin au repos pendant 24 heures .On aspire à l'aide d'une pompe une suspension contenant environ 5# de matières solides du composant 15 humique ayant précipité dans le fond du bassin et on sépare le composant humique par filtration de manière à obtenir, à raison de 1 tonne/heure, des tourteaux contenant environ 80# d'eau .On déshydrate ces tourteaux avec un déshydrateur à vis, jusqu'à une teneur en eau d'environ 55# et ensuite on les pulvérise de ma-20 nière à obtenir 0,4 tonne à l'heure de composant humique . EXEMPLE 2 Eh procédant de la même façon que dans l'Exemple 1, on extrait de l'eau à ïraide d'une drague suceuse de la tourbe conte-nanfc- 93#" d'eau,-pul-s-on-achemine-cette tourbe-par voie hydraulique 25 sous forme d'une suspension contenant 10 tonnes d'eau par tonne de tourbe, dans une auge ayant 60 cm de largeur et 40 cm de profondeur, cette tourbe étant ensuite séparée en un composant fibreux et un composant humique à l'aide de l'appareil représenté sur la Fig.2 comprenant un cylindre rotatif monté dans l'auge 30 de façon que son axe de rotation soit perpendiculaire à l'auge , ce cylindre étant enveloppé d'un tamis qui couvre toute sa surface périphérique et dont l'ouverture de maille est de 0,84 mm. On fait tourner ce tamis à une vitesse d'environ 27 tours/minute. L'auge comporte des déversoirs ménagés dans ses parois latérales 35 en des points situés à 12 cm au-dessus de la partie inférieure de la périphérie du tamis et en communication avec l'intérieur du cylindre rotatif .On maintient la partie inférieure de la périphérie du tamis à une distance de 10 cm du fond de l'auge .Le diamètre du cylindre est"le 60 cm et sa longueur est également 40 de 60 cm. 69 30001 ? 2027293 On obtient la suspension du composant humique en une concentration d'environ 0,5# dans le courant de trop-plein provenant des déversoirs, à raison de J>8 tonnes â l'heure et on introduit cette suspension dans le même bassin de précipitation que dans 1'EXEMPLE 5 1 en vue de sa récupération . On obtient le composant fibreux à raison d'environ 2 tonnes à l'heure à l'aide d'une fourche à partir de l'auge et ce composant contient environ 90# d'eau . On utilise une presse à vis pour déshydrater ce produit jusqu'à une teneur en eau d'environ 65#. Le:com-10 posant humique présent en mélangé dans le composant fibreux ne représente qu'un cinquantième de la quantité qui était présente dans la tourbe brute initiale ( en poids) . On sèche le composant fibreux pour faire baisser sa teneur en eau à environ 20# et on le comprime sous une pression de 40 kg/cm pour former des blocs pe-15sant chacun 20 kg environ et ayant une densité apparente de 0,34. De plus, quand on «lisintègre le composant fibreux déshydraté à l'aide d'une presse à vis, en ajoutant de l'eau et qu'on applique de nouveau la suspension ainsi formée au même tamis que précédemment, la teneur en composant humique dans le produit fibreux tom-20 be à un"deux-cent-cinquantième de la teneur initiale dans la tourbe brute .( en poids) et on obtient de cette façon un produit d'une qualité très supérieure . ORIGINAL 69 30001 8 2027293 REVENDICATIONS 1-Un procédé d'extraction de la tourbe d'un lit de tourbe et de séparation de celle-ci en un composant fibreux et un composant humique, caractérisé en ce qu'on forme une suspension de ladite 5 tourbe dans l'eau existant dans le gisement, on désintègre cette tourbe dans la suspension de manière à obtenir une suspension aqueuse des composants fibreux et humique et on sépare le composant fibreux du composant humique . 2-Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 qu'on forme ladite suspension de tourbe en découpant la tourbe du gisement sous forme de petits blocs dans l'eau existant dans le gisement . 3-Un procédé selon la revendication 2. caractérisé en ce qu'on achemine par voie hydraulique les. blocs et l'eau vers les stades 15 ultérieurs de traitement et pour cela on les fait passer à travers une pompe à rotor dans laquelle les blocs sont désintégrés en une suspension de composants fibreux et humique . 4-Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on sépare les composants fibreux et humique sous forme d'un composant 20 fibreux solide et d'une suspension du composant humique . 5-Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite suspension contient de 1 à 5% en poids de tourbe . 6-Un procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on déshydrate mécaniquement le composant fibreux séparé . 25 7-Un procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on comprime le composant fibreux mécaniquement déshydraté jusqu'à uhe densité apparente comprise entre 0,3 et 0,4. 8-Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on concentre et qu'on déshydrate mécaniquement la suspension du ^com- 30 posant humique solide . 9-Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on provoque l'écoulement de la suspension aqueuse des composants fibreux et humique contre un tamis cylindrique rotatif qui permet le passage de la suspension aqueuse du composant humique à travers 35 les mailles du tamis alors que le composant fibreux s'écoule en regard du tamis saçts le traverser, la suspension du composant humique étant retirée de. l'intérieur du tamis cylindrique . 10-Un procédé selon la revendication 9* caractérisé en ce que le tamis présente une ouverture de maille comprise entre environ 40 0,5 et 5 mm et il tourne à une vitesse d'environ 5 à 30 tours/minute.