Brevet FR2241611A1 — publié le 19750321

La présente invention concerne un procédé d'homogénéisation à haut rendement par moussage de matières et des composés susceptibles d'être moulés en produits façonnés, particulièrement, pour la formation de briquettes de charbon fin avec du bitume. 'opération la plus importante est le soulage avec liant (par exemple la mise en briquette, le pastillage), à côté de la compression, et le mélange et le pétrissage du composé de base chand de liant et de la matière à mouler par injection directe de vapeur d'eau, c'est-à-dire le malaxage du mélange.Essentiellement, cette opération tient compte de trois fonctions Bous forme combi- née : a) elle chauffe progressivement le composé à mouler, depuis une température d'entrée de 0-30 C jusqu'à 85-95 C; b) elle homogénéise la masse plastique ainsi produite; o) elle assure un chauffage dz liant au-dessus de son point de solidification pour suinter entre les particules (malaxa- ge) de sorte que les particules sont partiellement enduites du liant. Le coure naturel des étapes spécifiques coTncide avec la direction de la progression du composé. Il en résulte que la fonc tion la plus importante, l'homogénéisation avec le liant devers onctueux ne se fait que lors de la dernière étap-e du malaxage.Ce- la reste vrai, non seulement pour les procédés de mise en briquettes avec des liants solides, nais s'applique également aux procédés de mis. en briquette qui utilisent des liants liquides tels qi'ils sont pratiqués de nos jours, conne un liant chaud appliqué en proportion qui n'est pas supérieure à 6-10% mélangé à la matière fon damentale froide, ou EU mieux tiède, refroidi en dessous du point de solidification et, en conséquence, le composé constitué par le liant et la matière à mettre en briquette nécessite un autre réchauffement, une homogénéisation et un concassage, essentiellement similaire à ce qui se passe lorsqu'on utilise un liant froid broyé. Le réchauffement courant de la matière à mouler et du liant est une opération qui consomme beaucoup de chaleur. Le chauf- image ne peut pas aller au-delà de 95-100 O, température à laquelle le liant su mieux devient onctueux et non liquéfié. Sur les parti cules du composé ainsi traité, la vapeur d'eau précipite sous la forme d'eau et repousse le liant. Lorsque la matière à mettre en briquette a an fort pourcentage d'eau depuis le début, cet effet se renforce. C'est la raison pour laquelle le malaxage doit être précédé d'un séchage qui est une opération assez coateuse. Un autre inconvénient du procédé est qu'en raison de la coulée du liant en couches relativement épaisses, la consommation en liant est bien supérieure à la quantité indiquée par la théorie. Une forte teneur en liant abaisse également la qualité de la briguette. Bien que des tentatives aient été faites pour surmonter ces problèmes, par exemple par pulvérisation du liant ou par son utilisation sous la forme d'une émulsion, elles n'ont pas perils d'améliorer fondamentalement la qualité, et les technologies proposées se sont avérées être inadaptées à une opération en continu. L'invention a pour objet un procédé d'homogénéisation de grande efficacité, par moussage des composés de matières à mouler et du liant hydrophobe, grâce auquel on peut obtenir des briquettes de qualité supérieure avec des quantités de liants plus faibles qu'à l'ordinaire et dans de meilleures conditions économiques. Conformément à la présente invention, pour améliorer l'enduisage avec un liant fondu de particules de matière à mouler, on chauffe la matière à mouler séparément, à une température sup4- rieure d'au moins 5 à 20 C an point de solidification du bitume ou de l'asphalte, de préférence jusqu'à 90-95 C et on amène l'eau, présente dans-la matière et sur la surface de la matière ou appliquée sur elle, en contact avec le bitume ou l'asphalte comme liant, pour produire une mousse de liant de grande surface.Le liant iondu, transformé en une mousse par la vapeur d'eau augmente de volu- me jusqu'à 20 à 30 fois sa valeur initiale et, dans cette condition se mélange à la matière à mouler, qui a été réchauffée sépa- rément. Dans ce but, on chauffe à part du liant la matière à mouler, bitume ou asphalte, à 95-100 C, par exemple par injection de vapeur d'eau. On préfère une vapeur moyennement surchauffée (à 200-2500C) nais ceci n'est pas une nécessité absolue. On agite constamment la matière ainsi chauffée alors qu'on chauffe le liant à 200-250 C pour son écoulement ou sa pulvérisation. Sous l'effet de l'injection de vapeur d'eau, de minces pellicules d'eau précipitent sur les particules du composé tandis que les particules sont réchauffées. L'eau précipitée est à la mê- me température que la surface de la matière, qui doit être au voisinage de 100 C. A mesure de l'alimentation en asphalte ou en bituje à 150-200 C, ils viennent en contact avec les particules, provoquent I l'évaporation violente de l'eau à leur surface et la vapeur ainsi engendrée transforme le liant en 'me mousse. La surface de la mousse de liant est excessivement importante et la mousse entoure les particules avec des pellicules tellement minces qu'il n'est plus possible de provoquer un écoulement.L'adhérence du liant hydrophobe sur les particulès n'est pas empêché par l'eau, puisqu'on l'a utilisée jusqu'à ce que le liant mousse, et ainsi le liant chaud peut "mouiller" les particules à la perfection. Dans le cours du processus, le liant ne se refroidit pas jusqu'à une température proche de son point de solidification, de sorte qu'il n'est pas besoin d'avoir un autre chauffage ou un autre écoulement des parois minces de la mousse. bans une opération convenablement réglée, le produit terminé n'a pas besoin d'être refroidi. Les avantages particuliers de la présente invention sont les suivants : On fond le liant et il est chauffé dans un dispositif d'efficacité appropriée destiné à ce bat, indépendant du malaxeur. Le composé 'est pas mouillé par l'eau précipitée de la vapeur utilisée pour le chauffage de la matière à mouler. En ce qui concerne la briquette produite, cela veut dire qu'on abaisse sa teneur en humidité. Les particules n'ont besoin que d'8tre chauffées à leur surface ou seulement affectant leurs couches minces, du fait que le processus de moussage n'est pas influencé par la température des couches internes des particules. Ce fait a des conséquences très importantes, en plus de la diminution de consommation d'énergie et également de la diminution de la teneur thermique globale du composé, aussi bien que celle des briquettes préparées.La température moyenne des briquettes quittant la machine peut être nettement in férieure de sorte que, après le refroidissement habituel, si on les charge sur des wagons de chemin de fer, elles n'ont pas besoin d'être réchauffées su-dessus du point de solidification du liant par leur propre chaleur interne et ne fondent pas ou ne gauchissent pas. L'adhérence de pellicules extrêmement minces de mousse de liant, et par conséquent, leur effet de liaison, est bien supérieur A celui obtent par écoulement du liant plastique sur les particules. I1 en résulte que la résistance à la rupture des briquettes est améliorée et/ou le pourcentage de liant peut être abaissé, ce qui conduit à une économie de liant importante. La diminution du pourcentage de liant dans les briquettes limite considérablement leur fumée et améliore leur combustion et leurs propriétés de fumée. En même temps, elle rend appropriés les produits à d'autres applications. Une consommation affaiblie en liant donne lien à une dimination des dépenses élevées de manipulation du liant, en proportion de cette diminution, à la fois en ce qui concerne les frais d'investissement et les coûts d'opération. Dans le cours du processus, on peut se dispenser habituellement d'un séchage particulier de la matière à mouler. Ceci conduit à des économies importantes à la fois dans les frais d'investissement et d'opération. La présente invention et ses formes de mise en oeuvre seront illustrées à l'aide des exemples suivants s Exemple 1 L'humidité totale du charbon brun de dimension particnlai- re de 0-6mm est de 16-17% dont 4% d'humidité grossière. Selon les technologies actuellement utilisées, ces charbons sont transformés en briquette soit après un séchage préliminaire, soit qu'on les traite avec des additions anormalement élevées de liant, jusqu'à 12-13%. Dans ce dernier cas, la teneur totale en humidité de la briquette prête et refroidie est de 12-13%, sa résistance à la rupture, concentrée (point unique) est de 90kgf, Indice de fumée (Indice BKI) 17-19. Avec le procédé de mise en briquettes selon la présente invention on amène le charbon et le mélange de charbon à mettre en briquette vers l'équipement de mélange utilisé dans une usine de briquettage (malaxeur), par un convoyeur à vis sans fin. Un dispositif d'alimentation tient compte et règle la quantité de charbon amené à la vis. En un point unique ou en plusieurs points de la vig on injecte de la vapeur d'eau à 150-200 C, la quantité de vapeur étant également réglable. On chauffe le mélange de charbon dans la vis à 95-98 C, la vapeur précipite sur les particules de charbon et les enduit de minces pellicules d'eau. On ajoute du bitume liquide, chauffé au moins à 180-200 C au charbon chaud, humide dans le malaxeur. Le bitume très fluide vent t au contact du charbon chaud, humide, éva- pore soudainement l'eau qui adhère sur les particules et la vapeur ainsi engendrée transforme le bitume liquide en une mousse. Le malaxeur mélange le charbon chaud qui arrive en flux continu avec la mousse de bitume produite continuellement. L'effi- cacité de l'homogénéisation est exceptionnellement bonne, et en raison de ceci, produit une briquette dont la résistance est de 90kgf pour la rupture avec une teneur suffisante en liant de 6-8%. L'humidité de la briquette refroidie est de 10-10%, l'indice de fumée 10-12. Exemple 2 On transforme en briquette le sous-produit obtenu dans la fabrication de furfurol à partir d'épis de maîs. Dimension particulaire inférieure à 0,5in, humidité totale de 40-45% dont 20-25% d'humidité brute. Sous sa forme initiale la matière ne peut Store mise en briquettes par les procédés classiques, meie si on y mèle des adjuvants. Séché à 16-18% de teneur en humidité, avec environ 17% d'adjuvants, on peut la traiter de façon à avoir une briquette de résistance à la rupture en un seul point de 60-70kgf. ce sous-produit, mis en briquettes par le procédé décrit à l'Exemple 1, sans séchage peut atteindre la résistance mécanique citée précédemment avec l'addition de 10% environ de liant, par exemple de l'asphalte, sans séchage. L'application de la technologie selon la présente invention rend superflu le séchage de la matière. exemple 3 Dans la métallurgie du fer, le traitement de minerais enrichis par flottation s'est largement répandu. Les matières d'une bonne qualité de pureté, mais à grain fin et à forts pourcentages en humidité, sont difficiles à traiter sur les courroies classiques d'agglomération avant d'être utilisées dans les fours à insufflation, et sans avoir été moulés en produits façonnés, on ne peut les utiliser dans les procédés dits de réduction directe, évitant le four à insufflation. Une solution déjà proposée est de mettre en briquettes les matières avec une certaine quantité de liant hydrophobe avant de les soumettre aux procédés esquissés ci-dessus. La mise en oeuvre de cette technique est pertubée par les propriétés contraires du briquettage résultant de la forte teneur en humidité et de la granulation fine des matières. Par la technique présentée à l'Exemple 1, on peut transformer en briquettes le concentré de minerai de fer par flottation tout aussi bien qu'un minerai quelconque à grain fin, humide, sans séchage, avec une quantité relativement faible de liant, 8 à 10%. An cours du briquettage, le pourcentage initial d'humidité tombe à 4-6%. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour homogénéiser une composition de matière à mouler en produits façonnés et de bitume ou d'asphalte, caractérisé en ce que la matière à mouler est traitée à une température supérieure d'au moins 5-20 C par rapport au point de ramollissement du bitume ou de l'asphalte, de préférence jusqu'à 90-95 C, puis, on amène en contact l'eau contenne et présente à la surface de la matière à mouler avec le bitume ou l'asphalte chauffé à température supérieure de 80-130 C relativement à son point de ramollissement, le liant mousse pour former une grande surface et on mélange avec la matière à mouler. 2.- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que l'on chauffe la matière à mouler par injection directe de vapeur d'eau. 3.- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe la matière à mouler dans un espace saturé de vapeur d'eaa.