Brevet FR2206138A1 — publié le 19740607

Ta présente -invention concerne le traitement des éléments métalliques contenus dans le laitier et la gangue constituant des produits de déchets ae fours et convertisseurs d'acieries et de cubilots et fours de fonderies. Ce laitier et cette gangue constituant des produits de déchets contiennent habituellement une fraction métallique séparée qui peut entre ou non contaminée par le laitier ou la gangue, le reste constituant une fraction non métallique. Entant donné que la fraction métallique d'une telle matière présente un intér8t du point de vue métallurgique et économique, il existe des techniques pour séparer la fraction métallique de la fraction non métallique de manière à affiner les métaux pour les réutiliser dans un four.En général, la fraction métallique est de nature magnétique et par conséquent, elle peut être récupérée de la totalité du laitier par une certaine forme de séparation magnétique. Dans certains cas, la fraction méts que peut également contenir des métaux non magnétiques. Par exemple, le laitier provenant d'une installation de fabrication de l'acier inoxydable peut contenir un mélange d'acier inoxydable magnétique, d'acier inoxydable non magnétique, d'acier faiblement allié magnétique et d'acier fortement allié non magnétique. Ces divers déchets sont souvent inacceptables pour être réutilisés dans un four à arc électrique à cause de leur teneur en éléments d'alliage. L'invention concerne une technique permettant d'identifier de tels éléments et de séparer les déchets en fonction de leur teneur en éléments d'alliage. Selon l'invention, un procédé de traitement du laitier consiste à soumettre la fraction métallique à une analyse par fluorescence aux rayons X pour détecter les élements d'alliage et séparer le métal ainsi détecté. Be procédé est appliqué de préférence à un laitier qui a déjà été soumis à une séparation des métaux, par exemple au moyen d'un aimant et/ou par sélection à la main, Dans l'analyse par fluorescence aux rayons X d'un élément, on utilise une source externe de rayons X pour éjecter un électron d'une orbite entourant le noyau de l'atome.Après cette éjection, l'atome est considéré comme étant à l'état "excité" et pendant le processus de désexcitation, l'atome émet un rayon XO Be spectre d'émission des rayons X des éléments présents dans un échantillon peut être excité par une source radio-isotopique convenable. 'les rayons X émis par chaque élément présentent une énergie caractéristique et leur intensité indique la concentraction de l'élément particulier dans l'échantillon. Par suite, en mesurant l'intensité du rayonnement X caractéristique émis par l'élément recherché, il est possible de mettre en corrélation l'intensité avec le degré de concentration de l'élément recherché dans l'échantillon. Un appareil pour la mise en oeuvre de l'analyse comporte par exemple une source radio-active associée à un détecteur de rayons X relié à-un compteur gradué pour indiquer le niveau de l'énergie émise. La source radio-active est logée dans une sonde définissant une zone d'échantillonnage et le détecteur de rayons X peut être un cristal d'iodure de sodium en circuit avec un photomètre et le compteur gradué. Ces instruments sont disponibles dans le commerce et sont vendus en Grande Bretagne par Ekco Instruments Limited, Southend-on-Bea Nuclear Enterprises Limited, Beenham et Telsec Instruments Limitez, Oxford. Be laitier convenablement broyé ou'le métal précédem-ment récupéré du laitier peut être- déposé sur une bande transporteuse ou de préférence sur une table rotative à un poste de travail. Un opérateur se tenant au poste de travail saisit à la main des morceaux de métal et les examine en utilisant un instrument d'analyse par fluorescence aux rayons X. Selon ltinformation affichée par l'instrument, il met le métal ainsi identifié dans un récipient collecteur approprié. Te processus est répété jusqu'à ce que la charge du laitier ait été triée à la main pour la débarrasser du métal en ne laissant que la fraction non métallique (qui peut être jetée) ou bien jusqu'à ce que tout le métal ait été identifié. 'l'instrument peut être tenu à la main par l'opérateur au poste de travail et de préférence il est fixé mécaniquement au poste de travail. Dans ce dernier cas, une goulotte peut être montée au poste de travail avec des conduits de branchement débouchant dans les récipients collecteurs individuels. La zone d'échantillonnage de l'instrument se trouve de préférence au fond de la goulotte de manière que l'opérateur puisse placer chaque morceau de métal dans cette zone, lire l'instrument et introduire ensuite le morceau dans le conduit de branchement approprié qui l'achemine à un récipient collecteur.Selon une autre disposition, chaque conduit de branchement comporte un volet qui est maintenu normalement fermé et l'instrument est relié électriquement à un mécanisme d'ouverture du volet,de sorte que le volet approprié n'est ouvert qu'en fonction de Iraf fichage du compteur gradué. La zone d'échantillonnage se trouve de préférence sur un tampon presseur et le poids du métal à échantillonner déclenche le circuit de commande de l'instrument et l'évacuation de l'échantillon pour le remettre au repos en vue de sa réutilisation. Certalma laitiers peuvent contenir des morceaux de métal liage différents en des combinaisons différentes. Par exemple, le laitier provenant dtune usine de fabrication drapier inoxydable peut contenir des morceaux de métal avec des elëments d'alliage tels que le nickel, le chrome, le molybdène, le tungstène, le cobalt, qui sont présents à des concentrations et en des combinaisons différentes. Dans ce cas, l'instrument peut être calibré pour n'indiquer que la présence d'une teneur minimale en molybdène ou en variante pour indiquer une teneur en molybdène et des teneurs en éléments d'alliage supplé dentaires. Pour de tels morceaux de métal à deux éléments ou plus, en utilisant une disposition appropriée d'appareils à rayons X, il est possible d'effectuer une série d'analyses pour détecter la présence et la concentration des éléments dans les morceaux et effectuer ainsi une séparation convenable. L'invention sera décrite plus en détail en regard du deesin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est une vue en plan d'un appareil convenant pour la mise en oeuvre du procédé. L'appareil représenté se compose de deux ensembles, une installation d'alimentation A et une installation de récupé -ration et de classification B. L'installatioz d'alimentation A comporte une trémie 1 et un tamis vibrant 2. Chacun de ces dispositifs est monté sur un bâti comportant des roues 3 de manière à pouvoir le déplacer d'un endroit à un autre. La trémie comporte un plateau d'alimentation 4 en forme d'auge que des vibrateurs 5 font vibrer. Audessus du plateau se trouve une grille 6 dont les ouvertures sont choisies de manière qu'eiles empêchent la matière de trop grosse dimension introduite dans la trémie d'atteindre le plateau 4. La grille est inclinée sur le bâti de manière que la matière de grosse dimension tombe sur le sol. 'le plateau 4 se prolonge au-deld d'une extrémité du båti de la trémie au-dessus du tamis vibrant 2.Ce dernier comporte ses propres vibrateurs 5 et il présente des ouvertures dimensionnées pour éliminer les morceaux de laitier et de métal de dimension trop petite. Ces morceaux rejetés tombent sous le tamis 2 sur une bande transporteuse 7 qui les achemine vers une poulie 8 à tête magnétique destinée à séparer le métal magnétique de l'autre matière. lorsque le laitier atteint l'extrémité du tamis 2 qui est éloignée de la trémie 1, il se compose de morceaux de dimension convenable supérieure à 10 cm ou de toute dimension appropriée pour une matière particulière. 'l'installation de récupération B comporte une table tournante 9 présentant au centre un soc pivotant rétractable 10 qui est normalement maintenu en position verticale. La table comporte une source d'énergie (non représentée) par laquelle elle est mise en rotation à une vitesse déterminée en fonction du débit d'alimentation à partir de l'installation A (par exemple environ 100 m/mn). Un poste de travail il se trouve près de la table 9 diamétralement à l'opposé du tamis vibrant 2. Be poste comporte une table de travail 12 à une hauteur correspondant sensiblement à la ceinture d'un homme, au-dessous de laquelle se trouve un instrument dtanalyse par fluorescence aux rayons X (non représenté) dont la zone d'échantillonnage se trouve dans l'épaisseur de la table 12.Une table tournante satellite 13, 14 se trouve à chaque extrémité de la table. 'l'instrument de la table 12 est calibré de manière à détecter et à afficher la concentration de molybdène. Un opérateur se tenait au poste de travail Il fait passer le métal échantillonné sur une table satellite selon la concentration du molybdène. Chaque table satellite 13, 14 présente une table de travail respective 15, 16 et un instrument calibré pour indiquer la concentration du nickel. La table communique à chaque extrémité avec une goulotte bifurquée 17, 18 débouchant dans des récipients collecteurs 19, 20 et 21, 22 respectivement En service, le laitier qui peut contenir une fraction métallique magnétique et une fraction métallique non magnétique selon less diverses combinaisons et concentrations des éléments d'alliage, pasae de l'installation d'alimentation A à l'instal- lation & récupération-et de classification B.Au fur et à mesure gue la table 9 tourne, l'opérateur se tenant au poste de travail Il enlève à la main des morceaux de métal du laitier, les place sur la zone d'échantillonnage de la table 12 et, selon que sa teneur en molybdène est élevée ou faible, le place sur la table tournante 12 ou 13.Un opérateur se tenant près de chacune de ces tables échantillonne ensuite le morceau de métal en utilisant l'instrument de sa table pour déterminer la concentration du nickel. 'les morceaux dont la concentration du nickel est plus faible sont acheminés vers un récipient collecteur et ceux dont la concentration est plus élevée, vers un autre, De cette manière et avec cette installation, on obtient quatre charges individuelles de métaux séparés, qui sont des éléments d'alliage magnétique ou-non, chacun d'eux pouvant être réutilisé comme matière de départ dans un four particulier. Torque la totalité du métal a été enlevée par l'opé- rateur au poste de travail 11, il abaisse le soc 10 pour repousser le laitier résiduel non métallique vers un transporteur 23 et de là vers une décharge. Une nouvelle quantité de laitier est alors acheminée vers la table à partir de la trémie 1 et le processus se répète. Be procédé peut être également mis en oeuvre en utilisant une bande transporteuse à la place d'une table tournante. Be procédé est intéressant pour séparer des matériaux différents des aciers alliés sur la base des concentrations de molybdène et de nickel. Par une disposition appropriée des appareils à rayons X, il est possible de couvrir une plage d'éléments d'alliage avec plusieurs permutations at combinaisons. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au procédé et -à l'appareil décrits et qu'on pourra apporter toute modification sans sortir du cadre de l'invention. REVBNDICATIONS 1. Procédé de traitement d'un laitier pour faciliter la récupération des métaux qu'il contient, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre des morceaux métalliques individuels du laitier à une analyse par fluorescence aux rayons X afin de déterminer la concentration dans chaque morceau d'un élément 'al1iage donné, puis à acheminer vers un poste collecteur les morceaux dont la concentration de cet élément s'est avérée supérieure à une valeur minimale prédéterminée, et à acheminer les autres morceaux vers un autre poste collecteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les morceaux reçus au premier poste collecteur sont soumis à une analyse par fluorescence aux rayons X pour déterminer la concentration dtun second élément d'alliage et ceux dont la concentration de ce second élément d'alliage s'est avérée supérieure à une valeur minimale prédéterminée sont acheminés vers un autre poste collecteur et les autres morceaux sont ache minés vers un poste collecteur supplémentaire. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre préalablement le laitier à une séparation électromagnétique. 4. Appareil destiné à mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qutil comporte un transporteur destiné à acheminer vers un poste de travail des morceaux de laitier broyé, le poste de travail comprenant une zone d'échantillonnage d'un instrument d'analyse par fluorescence aux rayons X calibré pour indiquer la concentration d'un élément d'alliage donné dans le laitier, deux transporteurs agencés pour acheminer la matière du poste de travail vers des postes collecteurs séparés. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réception des morceaux de métal dans la zone d'échantillonnage est destinée à actionner l'instrument d'analyse par fluorescence aux rayons X. 6. Appareil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif sensible à la valeur indiquée par l'instrument pour acheminer chaque morceau analysé sur le transporteur aboutissant au poste collecteur approprié.