Brevet FR2251375A1 — publié le 19750613

L'invention est relative à un procédé et à un dispositif mettant en oeuvre ce procédé pour la séparation à sec de mélanges de matières solides en fonction de la densité de leurs composants par "setzage à l'air comme agent de séparation, le classement de la couche à filtrer étant assuré au moyen d'un courant d'air pulsé, qui traverse ladite couche et un support vibrant des matières à cribler. Elle concerne un procédé dans lequel le produit lourd du mélange de matières solides est évacué à travers un lit filtrant se trouvant sur le support des matières à séparer, et à travers ce support5 le lit filtrant étant soumis à un ameublissement ou mobilisation par les vibrations du support des matières à séparer. Dans les procédés connus pour la séparation de mélanges de matières solides en fonction de la densité de leurs composants, le classement gravimétrique est obtenu à l'intérieur de la matière en vrac par le fait qu'on fait passer, de bas en haut et, par pulsations, un agent de séparation à travers une couche du mélange de matières formant un lit filtrant.Dans les procédés par voie humide, on y parvient, soit en plongeant à une cadence régulière un tamis alimenté en matières à séparer dans un réservoir d'eau au repos, soit en faisant monter et descendre à travers un crible de lavage, de l'eau à laquelle un mouvement d'oscillation est imprimé par un piston. Da les procédés par voie sèche utilisant de l'air comme agent de séparation, on se sert de cribles fixes ou mobiles, en particulier vibrants, sur lesquels le classement graVImétrique a lieu sous l'influence d'un courant d'air, créé de façon continue et interrompu à intervalles réguliers par des robinets à rotation cyclique spéciaux. Un autre groupe de procédés pour la séparation à sec de mélanges de matières solides, apparenté au procédé de décanta- tion et de flottation pour la préparation par voie humide, utilise comme agent auxiliaire une matière solide broyée à une finesse relativement grande, dont la densité est généralement supérieure à celle du composant le plus léger du mélange de matières solides à classer et qui est amenée à un état de suspension fluidisee par un agent de séparation introduit en continu. Les propriétés d'une telle couche fluidisée correspondent sensiblement à celles d'un liquide dense dans les procédés par voie humide. Comparativement aux procédés par voie humide, tous les procédés connus par voie sèche offrent l'avantage de rendre superflu un séchage ultérieur, de permettre aussi le traitement de matières premières sensibles à l'eau et de pouvoir être mis en oeuvre dans des régions pauvres en eau. Ils sont affectés toutefois d'un inconvénient qui réside dans leur pouvoir de séparation plus mauvais, devant être attribué notamment à une insuffisance des moyens d'exploitation du classement effectué, en particulier pour des produits en grains de très petites dimens ions. Pour séparer des mélanges de matières solides fines par les procédés de setzage par voie humide, on a déjà proposé d'appliquer sur un tamis de criblage fixe une couche -dénommée lit filtrant- d'un produit grossier, en grains de grosseur pouvant atteindre approximativement le double de la largeur des mailles du tamis et de densité égale à celle des grains devant être extraits de la matière. Moyennant un règlage correct, l'o- pération de séparation se déroule tout à fait normalement, le lit filtrant agissant à la manière d'un liquide dense, qui laisse flotter les produits légers, alors que les produits lourds le traversent de haut en bas. On obtient ainsi une séparation précise, même si la matière distribuée est fine. Ce procédé, dit à lit filtrant, échoue toutefois pour la séparation à sec avec, par exemple, de l'air comme agent de séparation. Pour amener et maintenir le lit filtrant à un état semblable à celui d'un liquide dense, il est nécessaire de faire circuler l'air à une grande vitesse - la vitesse d'ameublissement -. S'il s'agit de séparer des mélanges de matières dont les composants ont des densités très éloignées les unes des autres, ce qui est le cas, par exemple, d'un mélange de cuivre et d'isolant obtenu par fragmentation de câbles usagés, il n'est pas possible d'atteindre avec de l'air seulement, un ameublissement suffisant du lit filtrant avant que la vitesse de fluidisation des matières à classer ne soit atteinte. Autrement dit, la matière à classer est chassée de la couche vers le haut pour des vitesses d'air de beaucoup inférieures à la vitesse d'ameublissement du lit filtrant. Un résultat que l'invention vise à obtenir est donc de trouver un procédé permettant de séparer des mélanges de matiè- res solides en fonction de la densité de leurs composants par setzage avec de l'air comme agent de séparation, le classement de la couche à filtrer étant assuré au moyen d'un courant d'air pulsé qui traverse ladite couche et un support vibrant des matières à séparer. C résultat est atteint par le fait que le produit lourd dn mélange de matières solides est évacué à travers un lit filtrant se trouvant sur le support des matières à séparer et à travers ce support, ce lit filtrant étant soumis à un ameublissement par les vibrations du support des matières à séparer. L'inTention a également pour objet un dispositif convenant à la mise en oeuvre de ce procédé. Pour imprimer les vibrations au support des matières à séparer, on peut utiliser tous les appareils connus, de préférence mécaniques, et il s'est révélé qu'un ameublissement relativement faible suffit déjà, en coopération avec l'air de setzage, à provoquer une action comparable à celle d'un liquide dense. La fraction de matières possèdant la densité la plus élevée, qui est séparée de la couche filtrante par l'effet de séparation de l'air pulsé et est évacuée vers le bas, peut alors, en raison de son poids spécifique supérieur à celui du lit filtrant, descendre à travers ce dernier et être extraite finalement à travers le support des matières à séparer, tandis que la fraction de densité plus faible est empêchée-de descendre par le lit filtrant agissant en couche d'arrêt. Un avantage supplémentaire que procure l'ameublissement du lit filtrant par les vibrations du support des matières à séparer réside en ce qu'il est possible de régler indépendamment tant la fréquence des pulsations et l'intensité du courant d'air de setzage, que le degré d'ameublissement du lit filtrant, ce qui permet une adaptation exacte de la matière à séparer considérée. Suivant un autre mode de réalisation de ce procédé, permettant d'améliorer et d'accélérer l'effet de setzage, il est prévu que l'on superpose un courant d'air supplémentaire constant au courant d'air de setzage pulsé qui traverse le support des matières à séparer. Ce courant d'air supplémentaire sert à renforcer l'amewblissement de la couche à filtrer dû au courant d'air de setzage pulsé, et ainsi à accroître la mobilité relative des particules élémentaires à l'intérieur de cette couche à filtrer, de sorte que le classement en fonction de la densité s'effectue plus rapidement et plus complètement. Le courant d'air supplémentaire n'a pratiquement aucune influence sur l'ameublissement du lit filtrant étant donné que son intensité peut être maintenue très faible. Il est toutefois avantageux de rendre réglable cette in tensité du courant d'air supplémentaire, ce qui permet une adaptation optimale ou mélange de matières solides à séparer. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention propose un dispositif de setzage à l'air, dans lequel le support de la matière à séparer est déplaçable verticalement et/ou horizontalement et est muni d'un entraînement destiné à produire des mouvements vibratoires, un lit filtrant étant disposé sur le support de la matière à séparer Le support de la matière à séparer peut être constitué par une tôle perforée, un tamis en tissu ou une grille; il est toutefois préférable de prévoir des ouvertures de passage en forme de fentes, qui favorisent l'évacuation de la matière lourde. En particulier, pour le traitement de déchets de câbles, au cours duquel le cuivre -souvent sous la forme de fils relativement longs- doit être séparé de l'isolant, l'utilisation de tamis à fentes accélère considérablement l'opération d4éva- cuation. En vue de faciliter l'ameublissement du lit filtrant, il peut être judicieux de prévoir pour le lit filtrant des éléments de forme sphérique, qui favorisent notablement l'ameublissement, du fait qu'ils se déplacent mieux en raison de leurs forces d'adhérence réduites. Une amélioration supplémentaire de l'opération de séparation est réalisée lorsqu'on utilise pour le lit filtrant un matériau dont la densité est comprise entre celle du produit lourd et celle du produit léger. Lors de l'essai d'non dispositif de setzage réalisé conformément à l'invention, il s'est avéré, en traitant des mélanges de matières solides que l'on peut ameublir de façon particulièrement aisée, que l'utilisation du courant d'air constant permet de renoncer aux dispositifs spéciaux de production de la pulsation de l'air de setzage, étant donné qu'à elle seule la pulsation créée par le support vibrant des matières à séparer suffit à assurer le classement de la couche à filtrer en fonction- de la densité de ses constituants. On obtient ainsi dans ce cas une structure mécanique particulièrement simple. D'autres-caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la-description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique représente schématiquement un dispositif de setzage à l'air pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Dans la partie inférieure d'un réservoir 1 est disposé un support 2 de la matière à séparer, qui est constitué dans cet exemple par un tamis à fentes, mobile en direction horizontale. Un vibreur 3- imprime au support 2 des vibrations horizontales au moyen d1une bielle 4. Sur le support de la matière à séparer est déposée une couche meuble, par exemple de billes de verre, formant un lit filtrant 5. Le support vibrant 2 amène le lit filtrant 5 à un état d'ameublissement qui lui confère, en coopération avec l'air de setzage, des propriétés analogues à celles d'un liquide dense, de telle sorte que le lit filtrant constitue une couche d'arrêt pour le produit léger, tandis qutil laisse passer le produit lourd. La matière est amenée en quantité dosée à la machine se setzage en 7 et y forme un lit de setzage 8.Un ventilateur 9 fournit l'air de setzage nécessaire 6, qui est introduit au-dessous du support 2 dans la chambre 10 d'évacuation du produit lourd 11, cependant qu'il robinet à rotation cyclique 12 assure un courant d'air intermittent dans la conduite d'amenée 13. Un sas rotatif 14 ferme de manière étanche à l'air la chambre d'évacuation 10 et sert à l'extraction du produit lourd 11, classé par suite du travail de setzage et séparé du lit de matière 8 à travers le lit filtrant 5 et le support 2. Le produit léger 15 est évacué librement par un seuil 16 de hauteur réglable. L'air 17 s'échappant du lit de setzage 8 est aspiré par un capot 18 et est amené à un dépoussiéreur non représenté. Dans une variante de mise en oeuvre du procédé, le robinet 12 est constitué par une vanne-papillon qui peut être fixée dans la position la plus favorable et qui détermine l'intensité du courant d'air de setzage. Il n1 est dans ce cas pas besoin de dispositifs particuliers pour créer une pulsation étant donné que celle qui est due à la vibration du support 2 des matières à séparer provoque à elle seule le classement de la couche à filtrer en fonction de la densité. Un dispositif de setzage à l'air du type décrit se distingue par un pouvoir séparateur remarquablement élevé; c'est ainsi, par exemple, qu a partir d'un mélange de cuivre et d'isolant avec une teneur en cuivre de seulement 3 % en poids environ, on a pu séparer le cuivre à 95 %, le produit de la concentration contenant 99 % environ de cuivre pur. REYENIICÂTI0NS 1.- Procédé pour la séparation à sec de mélanges de matières solides en fonction de la densité de leurs composants, par setzage, le classement de la couche à séparer étant assuré au moyen d'un courant d'air pulsé qui traverse ladite couche et un support vibrant des matières à séparer, caractérisé en ce que le produit lourd du mélange de matières solides est évacué à travers un lit filtrant se trouvant sur le support des matières à séparer et à travers ce support, ce lit filtrant étant soumis à un ameublissement par des vibrations du support. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence des pulsations et l'intensité du courant flair de setzage, ainsi que le degré d'ameublissement du lit filtrant, sont réglables indépendamment l'un de 11 autre. 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on superpose un courant d'air constant au courant d'air de setzage pulsé. 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'intensité du courant d'air constant supplémentaire-est réglable en permanence. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la pulsation du courant d'air de setzage est produite par le support vibrant des matières à séparer seul. 6.- Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, agencé sous forme d'une machine de setzage à l'air comportant un support de matière à séparer qui est déplaçable verticalement et/ou horizontalement et est muni d'un entraînement pour la production de mouvements vibratoires, caractérisé en ce qutil comprend unlit filtrant (5) posé sur le support de matière à séparer (2). 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support de matière à séparer (2) est constitue par une tôle perforée, un tamis en tissu ou une grille. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le support de matière à séparer (2) est muni d'ouvertures de passage en forme de fentes. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le lit filtrant (5) est formé d'éléments sphériques. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la densité du matériau utilisé pour le lit filtrant (5) est comprise entre celle du produit lourd (11) et celle du produit léger (15). 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (9, 12) de production d1un courant d'air constant à intensité réglable (6).