Brevet FR2202373A1 — publié le 19740503

La présente invention concerne un procédé pour le traitement d'accumulateurs mis au rebut par séparation mécanique entre les éléments d'accumulateurs contenant du plomb ou constitués de plomb (par exemple, les plaques à grilles, la matière active des grilles, les bornes, les barrettes de raccordement des bornes) et les éléments d'accumulateurs ne contenant pas de me taux ou constitués de matière synthétique (par exemple, les bacs, les sépa- rateurs ou les parois intermédiaires) L'invention concerne également une installation pour la réalisation de ce procédé Lors du traitement métallurgique des accumulateurs mis au rebut, par exemple, dans des fours à cuves, des fours rotatifs à flamme ou des fours à sole ronde, les éléments en matière synthétique des accumulateurs ou des batteries d'accumulateurs dorment lieu à d'iqortantes difficultés métallurgiques et économiques C'est pourquoi, il est nécessaire de séparer la matière de charge ne contenant pas de plomb avant d'introduire les accumulateurs mis au rebut dans l'appareil de fusion. Il est connu de briser les bacs d'accu ulateurs et de démonter, des bacs, les éléments contenant du plomb ou constitués de plomb, ce qui entratne évide en de très importants frais de main-d'oeuvre, de sorte que ce procédé est exclu pour le traitement industriel des accumulateurs mis au rebut. En outre, il est connu de démonter, du bac, les plaques à grilles de l'accumulateur avec le couvercle après avoir fait fondue la masse isolante de ce dernier dans un four à passage continu de telle sorte que le couvercle et les plaques à grilles puissent être retirés aisément du bac à l'aide d'un grappin hydraulique. Toutefois, par ce procédé, on ne peut enlever qu'une partie des éléments en matière synthétique des accumulateurs, le couvercle et les séparateurs restant dans la mitraille. En outre, les frais de main-d'oeuvre sont élevés et ce procédé ne peut plus être adopté pour les accumulateurs modernes entièrement soudes. Dans le brevet allemand n0 1.021.691, on décrit procédé pour le traitement d'accumulateurs mis au rebut, procédé dans lequel on brise tout d'abord manuellement les bacs des accumulateurs, tandis que la mitraille ainsi détachée des bacs, à l'exception des couvercles, est ensuite broyée à l'aide d'un broyeur à marteaux. Ensuite, au moyen d'un tamis vibrant, on sépare les éléments fins (matière active) des gros éléments (plaques à grilles et pièces en matière synthétique) de la matière broyée. Les pièces en matière synthétique se trouvent dans les gros éléments et peuvent être séparé directement et manuellement de ces derniers sur le tamis.Depuis quelque temps cependant, on réalise des séparateurs en une matière friable (chlorure de polyvinyle, cellulose, etc.), ces séparateurs étant ensuite désintégrés en éléments très fins dans un broyeur à marteaux. En conséquence, après le traitement, les séparateurs se trouvent intégralement dans la matière fine, donnant ainsi lieu à d'énormes difficultés lors du traitement métallurgique de cette dernière. Etant donné que la matière fine est rendue fortement impure par les fragments de séparateurs dont la quantité va jusqu'à 50 % en volume, il en résulte une importante réduction du rendement de la fusion, tandis que la quantité des scories et les pertes de plomb augmentent. En outre, la décomposition thermique de la matière à base de chlorure de polyvinyle dans l'appareil de fusien donne lieu à la formation de chlorure de plomb qui s'accumule dans les cendres volantes. Le traitement des cendres volantes contenant du chlorure de plomb ne peut être effectué dans le même appareil de fusion que celui prévu pour le traitement des autres matières fines, ce qui nécessite des dispositifs spéciaux entraînant des frais élevés. En outre, l'acide chlorhydrique libéré du chlorure de polyvinyle provoque de très fortes corrosions dans l'appareil de fusion et les dispositifs ultérieurs prévus pour la purification des gaz. Enfin, il est connu de briser les accumulateurs hors d'usage dans un concasseur à cylindres, de broyer davantage les fragments, puis de séparer le produit broyé, dans une zone de tamisage par voie humide, en une matière d'éléments fins et en une matière de gros éléments. Ces dernières sont ensuite soumises séparément à un traitement complémentaire. De la matière de gros éléments, moyennant un procédé de séparation par milieu dense, on sépare la fraction constituée de matière synthétique. Par un nouveau tamisage, on trie davantage les éléments fins. Les éléments fins ainsi obtenus sont épaissis et déshydratés au moyen d'un filtre à tambour. On déshydrate la fraction plus grosse des éléments fins (produit moyen). Ce produit moyen contient une grande partie de la matière synthétique provenant des séparateurs de sorte que, pour cette fraction également, on doit prévoir une séparation par milieu dense si l'on veut éviter les difficultés précitées lors du traitement métallurgique. L'inconvénient de ce procédé réside dans le fait que sa mise en oeuvre nécessite des dispositifs coûteux entraînant des frais d'investissement élevés, si bien que ce procédé ne peut être envisagé que pour le traitement de très grandes quantités de mitraille et n'est pas économiquement applicable, par exemple, pour des débits annuels inférieurs à 20.000 tonnes de mitraille. En appliquant le principe du traitement par voie humide qui nécessite un dispositif pour la séparation par milieu dense avec déshydratation, épaississement et filtration ultérieurs, les frais associés à une opération courante sont également relativement élevés. La présente invention a pour but de prévoir un procédé pour le traitement d'accumulateurs mis au rebut, ce procédé étant mis aisément en oeuvre par voie sèche, tandis que les différentes fractions de la mitraille des accumulateurs peuvent être chargées sans traitement complémentaire dans les appareils de fusion. Le procédé suivant l'invention doit également pouvoir être effectué économiquement, même avec de petites quantités de mitraille. Un autre objet de l'invention est de prévoir une installation simple pour la réalisation de ce procédé. Dans un procédé du type indiqué ci-dessus, l'in vention consiste en ce que, sans briser les bacs, on en sépare tout d'abord les fonds et les couvercles, de préférence, au moyen d'une scie circulaire, puis on enlève le reste du bac, après quoi on traite séparément, d'une part, les fonds et les couvercles et, d'autre part, la mitraille des accumulateurs qui a été détachée des bacs. Les fonds et les couvercles des bacs sont également avantageusement traités séparément.On concasse les couvercles détachés, avantageusement au moyen d'un broyeur, de préférence, un broyeur à marteaux ou à percussion puis, par séparation pneumatique, on sépare la matière broyez des couvercles de la matière contenant du plomb ou constituée de plomb (bornes, barrettes de raccordement); De préférence, on enlève le dépôt de boue de plomb adhérant aux fonds détachés des bacs en frappant ou en arrosant ces fonds. La mitraille d'accumulateurs détachée des bacs et contenant les plaques à grilles, la matière active qui y adhère, et les séparateurs, est concassée ou désintégrée par secousses, tandis que les éléments fins contenant du plomb (petites parties des plaques à grilles et matière active), ainsi que la fraction plus légère des gros éléments (séparateurs) ne contenant pas de métaux ou constituée de matière synthétique sont séparés mécaniquement de la fraction plus lourde en plomb des gros éléments (plaques à grilles complètes, plus grosses parties de ces dernières et matière active qui y adhère).Pour secouer, concasser ou désintégrer la mitraille d'accumulateurs détachée des becs, on emploie avantageusement un tamis vibrant au moyen duquel on tamise les éléments fins contenant du plomb, tandis que l'on sépare, avantageusement par aspiration, des gros éléments la fraction plus légère ne contenant pas de métaux ou constituée de matière synthétique (séparateurs). Par les fortes vibrations, la mitraille d'accumulateurs chargée sur le tamis vibrant perd sa cohérence et ainsi les plaques à grilles avec la matière active qui y adhère, de même que les séparateurs peuvent se détacher l'un de l'autre; après le passage des éléments fins contenant du plomb à travers le tamis, les fractions plus légères en matière synthétique peuvent être séparées aisément des gros éléments par aspiration. Etant donné que la mitraille d'accumulateurs détachée des bacs arrive sur le tamis vibrant sans être démolie, les pièces en matière synthétique ne sont absolument pas endenimagées et ne sont pas brisées, même par le traitement vibratoire.Par le mouve ment d'avancement sur le tamis vibrant, la matière active adhérant aux séparateurs est enlevée, puis elle tombe à travers le tamis avec d'autres éléments fins de la mitraille d'accumulateurs. L'aspiration des séparateurs en matière synthétique peut entre renforcée en soufflant de l'air comprimé par le bas sur les gros éléments se trouvant sur le tamis et elle peut être effectuée en deux endroits écartés du tamis; dans ce cas, on dirige les gros éléments se trouvant sur le tamis entre les deux points d'aspiration de telle sorte que les éléments non métalliques ou en matière synthétique éventuellement chargés ou recouverts par les plaques à grilles lors de la première aspiration puissent être séparés lors de la seconde. Lors de l'aspiration des séparateurs, on n'aspire guère, voire très peu de poussière contenant du plomb. Après séparation des séparateurs, les plaques à grilles en plomb des accumulateurs sont exemptes de toute impureté organique et peuvent être chargées dans un broyeur à percussion en vue d'en détacher la matière active qui y adhère, ou encore elles peuvent être introduites directement dans un appareil de fusion. Avant le concassage et la désintégration de la mitraille d'accumulateurs détachée des bacs, on peut la sécher afin d'éliminer de trop grandes quantités d'humidité ou de dégeler la mitraille en hiver. Une installation pour la réalisation du procédé suivant l'invention et comportant au moins un broyeur, de préférence, un broyeur à percussion ou à marteaux, en vue de concasser la mitraille d'accumulateurs, ainsi qu'au moins un tamis vibrant, est caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif en vue de séparer les fonds et les couvercles des bacs d'accumulateurs, ce dispositif étant, de préférence, sous forme d'une scie circulaire, ainsi qu'au moins un dispositif d'aspiration situé au-dessus de la partie du tamis vibrant se trouvant vers l'arrière par rapport au sens d'avancement de la matière sur ce tamis. On prévoit avantageusement deux éléments de tamis disposés en cascade et comportant chacun un dispositif d'aspiration; entre ces éléments de tamis, on prévoit éga lement un dispositif d'orientation pour la matière tombant d'un dlément de tamis sur l'autre. En dessous du ou des dispositifs d'aspiration et en dessous du tamis vibrant, on prévoit avantageusement (chaque fois) un dispositif destiné à souffler de l'air comprimé sur la matière se trouvant sur le tamis. Devant le tamis vibrant, on peut prévoir un tunnel de chauffage à une température de 80 à 1200C. L'invention sera décrite ci-après d'une manière plus détaillée en se référant à un exemple de réalisation d'une installation de traitement suivant l'invention illustré schématiquement dans le dessin annexé. Le chiffre 1 désigne un entrepôt d'accumulateurs ou de batteries hors d'usage; le chiffre 2 désigne une grue hydraulique destinée à prendre et déposer ces ancumulateurs ou batteries sur un transporteur à rouleaux 3, tandis que le chiffre 4 désigne une scie circulaire en dessous de laquelle se trouve un récipient 5 recueillant l'acide s'écoulant des batteries 6. Le chiffre 7 désigne le processus de basculement des paquets de plaques à grilles indiqués en 8 hors des bacs il dont les couvercles 9 et les fonds 10 ont été séparés au moyen de la scie circulaire. Les broyeurs à percussion sont désignés par les chiffres 12', 12" et t". Après le broyeur à percussion 12', vient un dispositif pneumatique de séparation 13. La partie de l'installation prévue pour le traitement de la mitraille d'accumulateurs détachée des parties des bacs, notamment pour le traitement des paquets de plaques à grilles, comporte tout d'abord un tunnel de chauffago 15 dans lequel circule une bande transporteuse 14. Après ce tunnel de chauffage, est prévu un tamis vibrant 16 à deux plans et comportant deux éléments 16' et 16". La dimension des mailles du tamis est comprise entre 3 et 8 mm. Au-dessus de l'extrémité du premier élément de tamis située vers ltarrière par rapport au sens d'avancement de la matière sur le tamis, est prévu un dispositif d'aspiration 17' en dessous duquel est situé un di#spositif 18' destiné à souffler de l'air comprimé sur la matière se trouvant sur le tamis. Après le premier élément de tamis 16', est prévu un dispositif d'orientation 19 pour la matière tombant de ce premier élément sur le second 16" disposé en cascade en dessous du premier. Tout comme pour le premier élément de tamis, au-dessus et en dessous du second élément 16", sont également prévus respectivement un dispositif d'aspiration 17" et un dispositif 18" destiné à souffler de l'air comprimé.Les dispositifs d'aspiration 171 s 17" sont raccordés à une conduite tubulaire commune 20 dans laquelle sont incorporés un cyclone21, une soufflerie 22 et un filtre de dépoussiérage 23. A la suite du tamis vibrant 16, est prévue une bande transporteuse 24 allant au broyeur à percussion 12"' et en dessous de laquelle est disposé un autre tamis vibrant 25; en dessous de ce dernier tamis, se trouve une autre bande transporteuse 26. Le fonctionnement de l'installation décrite sera exposé ci-après en se référant à un exemple de réalisation concret : dans le dessin, le sens d'écoulement de la matière est indiqué par des flèches. Dans une opération à deux postes, on traite, par jour, 16,8 tonnes d'accumulateurs hors d'usage. La grue hydraulique 2 prélève les accumulateurs et les batteries hors d'usage de l'entrepôt 1 et les dépose sur le transporteur à rouleaux ou à plaques 3 qui les amene à la table de la scie circulaire 4 où ils sont fixés à l'aide d'un dispositif pneumatique non représenté. Au moyen de la scie circulaire 4, on pratique deux découpes verticales dans chaque batterie 6 se trouvant en position retournée : la première découpe est pratiquée de telle sorte que les ta Ions de suspension des plaques à grilles soient séparés en dessous de la barrette de raccordement et que l'on puisse enlever le couvercle de la batterie avec les bornes et les barrettes ~le de raccordement des bornes-.La deuxième découpe est pratiquée entre les plaques à grilles et le fond du bac. Ensuite, comme indiqué en 7, on fait basculeI le paquet de plaques à grilles 6 hors du bac dont on a détaché le fond et le couvercle. Lors du sciage, les paquets de pÏaqï#(?s à grilles ne sont pas détériorés. Dès lors, apr('s la scic circulaire 4, les paquets de plaques à gliales HI les couvercles 9, les fonds 10, ainsi que les bacs 11 libérés des couvercles et des fonds sont obtenus séparément. Dans le cas prés, on obtient, par jour, 2,4 tonnes de couvercles avec les barrettes de raccordement des bornes et les bornes en plomb que l'on charge en discontinu dans le broyeur à percussion 12' en vue d'obtenir les pièces en plomb. Au moyen du dispositif pneumatique de séparation 13, la matière concassée des couvercles est très aisément éliminée directement å la sortie du broyeur à percussion 12', pour être accumulée en 9'. A l'endroit indiqué en 9", on obtient, par jour, 1,8 tonne de bornes et dé barrettes de raccordement qui sont purement métalliques et que l'on fait fondre dans une chaudière pour obtenir du plomb dur pouvant être vendu. On enlève le dépôt de boue de plomb adhérant aux fonds 10 des bacs de batteries (750 kg/jour) en frappant ces fonds (processus non représenté), puis on broie ces derniers avec les bacs 11 (1,8 tonne/jour) dans le broyeur à percussion 12't ou dans un concasseur à mâchoires et ensuite on les recueille et les rejette ou les brûle en 10', 11'. L'acide des batteries s'écoulant lors du sciage (1,8 tonne par jour) est recueilli dans le récipient 5 en dessous de la scie 4, puis il est fourni à une usine de fabrication d'acide sulfurique. La mitraille d'accumulateurs détachée des bacs (10,05 tonnes par jour) est chargée sur la bande transporteuse 14 et amenée au tamis vibrant 16. La matière circule alors dans le tunnel de chauffage 15 réalisé sous forme d'un four à passage, la température régnant dans le tunnel étant de 80 à 1200C. De la sorte, la mitraille est au moins partiellement séchée ou dégelée en hiver. La mitraille d'accumulateurs tombant de la bande transporteuse sur le premier élément 16' du tamis vibrant 16 est amenée à la sortie du tamis avec mise en éventail simultanée des paquets de plaques à grilles. Les éléments fins contenant du plomb (petites parties des plaques à grilles et matière active) tombent à travers le tamis. Avec l'appui du dispositif de soufflage 18', le premier dispositif d'aspiration 17' élimine la majeure partie des pièces en matière synthétique (séparateurs). Le dispositif d'orientation 19 dégage les autres séparateurs chargés de pièces de plomb, de sorte que ces séparateurs peuvent être aspirés par le deuxième dispositif 17n. Au moyen du cyclone 21, les séparateurs en matière synthétique aspirés (600 kg par jour) sont séparés de l'air évacué et recueillis dans un récipient 27. De temps à autre, on vide ce récipient et l'on rejette ou brûle les séparateurs. Après le triage par vibration, les gros éléments déchargés du tamis 16 sur la bande transporteuse 24 (plaques à grilles complètes, plus grosses parties de ces plaques et matière active qui y adhère) sont exempts de constituants organiques. On les recueille dans le récipient collecteur du broyeur à percussion 12"' (type "Hazemag 26 PSt', 960 tours/minute, débit :3 tonnes/heure). Dans le broyeur 12"', la matière active est séparée des plaques à grilles par percussion. La matière sortant du broyeur à percussion est tamisée au moyen du tamis vibrant 25, de sorte que la matière des grilles et la matière active sont obtenues séparément en 28 et 29 respectivement. Les éléments fins amenés du tamis inférieur sur une bande transporteuse, de méme que le dépôt de boue de plomb que l'on a détaché des fonds de bacs en frappant ces derniers, sont réunis à la matière active en 29. On obtient, par jour, 3,45 tonnes de matière de grilles contenant 88 - 94 ffi de plomb, le reste étant de l'antimoine et d'autres constituants ne contenant pas de plomb, ainsi qu# 6 tonnes de matière active (avec dépit de boue de plomb et de petites parties des plaques à grilles) contenant 74 - 78 k de plomb et environ 1 % d'antimoine. La matière des grilles et la matière active sont introduites par charges séparées dans le four de traitement métallurgique indiqué par le chiffre 30. La matière des grilles à laquelle adhèrent encore de faibles quantités de matière active, est fondue en plomb dur brut contenant 5 à 6 % d'antimoine, tandis que la matière active est fon due en plomb diir brut contenant 1 a "', % d'anîmcinc. @ @@@ ne contenant contenant pas @@omo a @@@ séparée complètement, les rendements de fusion du four de traitement métallurgique sont très élevés et il se forme peu de scories et autres résidus de fusion. Comme on l'a déjà mentionné, les bornes et les barrettes de raccordement (1,8 tonne par jour) sont fondues directement dans une chaudière pour obtenir du plomb dur contenant 4 à 7 sa d'antimoine. La fonction des broyeurs à percussion 12', 12 et 12"' peut être remplie par un seul broyeur de ce type dans lequel ont lieu alternativement et par charges discontinuès régulières, le traitement des couvercles des bacs (c'està-dire l'obtention des bornes et des barrettes de raccordement), le concassage des parties des bacs et la séparation de la matière active et des plaques à grilles. Lorsque la répartition en alliages bruts à haute et à faible teneur en antimoine n'est pas nécessaire, on peut renoncer à la séparation des plaques à grilles et de la matière active dans le broyeur à percussion et l'on peut amener directuient les plaques à grilles du tamis vibrant à l'appareil de fusion. L'installation suivant l'invention peut avoir pratiquement n'importe quelle capacité. Pour un très faible débit annuel (par exemple, 1.000 tonnes/an), on se limitera à une installation simple et les diffdrentes phases opératoires ne seront que partiellement mécanisées. Pour de grosses installations (plus de 10.000 tonnes/an), en vue de réduire les frais de main-d'oeuvre, on peut automatiser pratiquement toutes les phases opératoires depuis le sciage des accumulateurs jusqu'à la séparation pneumatique des couvercles des bacs soumis à un broyage par percussion. Dans le cas de très grandes installations, il serait également intéressant de prévoir un dispositif permettant d'obtenir le dépôt de boue de plomb contenant encore des pigments et adhérant aux séparateurs enlevés (environ 1 % du plomb chargé). REVENDICATIONS 1. Procédé pour le traitement d'accumulateurs mis au rebut par séparation mécanique entre les éléments d'accumulateurs contenant du plomb ou constitués de plomb (plaques à grilles, matiere active des grilles, bornes, barrettes de raccordement des bornes) et les éléments d'accumulateurs ne contenant pas de métaux ou constitués de matière synthétique (bacs, séparateurs) caractérisé en ce que, sans détruire les bacs, on sépare tout d'abord leur fond et leur couvercle, de préférence, au moyen d'une scie circulaire, puis on enlève le reste des bacs, après quoi on traite séparément, d'une part, les fonds et les couvercles des bacs et, d'autre part, la mitraille d'accumulateurs détachée des bacs. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet les fonds et les couvercles des bacs à un traitement spécial. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les couvercles détachés sont concassés au moyen d'un broyeur, de préférence, au moyen d'un broyeur à marteaux ou à percussion, la matière concassée des couvercles étant séparée de la matière en plomb ou contenat du plomb (bornes, barrettes de raccordement) par séparation pneumatique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu on enlève le dépôt de boue de plomb adhérant aux fonds détachés des bacs en frappant ou en arrosant ces fonds. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendica Lions 1 à 4, caractérisé en ce qu'on concasse ou désintègre, par secousses, La mitraille d'accumulateurs détachée des bacs et contenant les plaques à grilles, la matière active et les séparatet0i's, puis on sépare mecaniquement les élé ment s fins contenant du plomb et la fraction plus légère des gros élément s (séparateurs) ne contenant pas de métaux ou constituée de matière synthé tique de la fraction plus lott i'de eli plomb des '#ro s e lément s. Procéd Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour secouer, coilcasser ou désintégrer la mi tralîle d'accumulateurs détachée des bacs, on emploie un tamis vibrant au moyen duquel on sépare les éléments fins contenant du plomb, tandis que l'on sépare, par aspiration, des gros éléments, la fraction plus légère ne contenant pas de métaux ou constituée de matière synthétique (séparateurs). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'aspiration est renforcée en soufflant de l'air comprimé par le bas sur les gros éléments se trouvant sur le tamis, cette aspiration étant effectuée en deux endroits distants du tamis, tandis que les gros éléments se trouvant sur ce dernier sont orientés entre les deux points d'aspiration. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la mitraille d'accumulateurs détachée des bacs est séchée avant le concassage ou la désintégration. 9. Installation pour la réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, cette installation comportant au moins un broyeur, de préférence, un broyeur à percussion ou à marteaux, en vue de concasser la mitraille d'accumulateurs, ainsi qu'au moins un tamis vibrant, caractérisé en ce qu'elle comprend un dispositif en vue de séparer les fonds et les couvercles des bacs d'accumulateurs, ce dispositif étant réalisé, de préférence, sous forme d'une scie circulaire, ainsi qu'au moins un dispositif d'aspiration placé au-dessus de la partie du tamis vibrant situé vers l'arrière par rapport au sens d'avancement de la matière se trouvant sur le tamis. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend deux éléments de tamis disposés en cascade comportant chacun un dispositif d'aspiration, ainsi qu'un dispositif d'orientation prévu entre les dispositifs d'aspiration pour la matière tombant d'un élément de tamis sur l'autre. 11. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce qu'elle comprend (chaque fois) un dispositif situé en dessous du ou des dispositifs d'aspiration et en dessous du tamis vibrant en vue de souffler de l'air comprimé sur la matière se trouvant sur le tamis. 12. Installation selon l'une quelconque des rwven- dications 9 à 11, caractérisée en ce que, devant le tamis vibrant, on prévoit un tunnel de chauffage dans lequel règne une température de 80 à 1200C.