Brevet FR2276157A1 — publié le 19760123

La présente invention concerne un procédé et dispositif de dé laminage permettant d'améliorer les caractéristiques rhéologiques de suspensions argileuses par l'éclatement des empilages de particules élémentaires et le lissage de ces particules. Cette amélioration des propriétés rhéologiques est très recherchée par les industries utilisatrices d'argile, en particulier par celles qui utilisent le kaolin, comme les papeteries par exemple. Les procédés utilisés actuellement pour améliorer les propriétés rhéologiques des suspensions contenant des argiles et, en particulier des kaolins, sont de deux natures : les uns, de nature physico-chimique, consistent à ajouter des réactifs tels, par exemple des polyphosphates, qui louent le rôle de dispersants et font baisser la viscosité des suspensions, les autres, de nature mécanique, consistent à soumettre des suspensions suffisamment diluées d'argile dans l'eau à une attrition violente à grande vitesse dans des appareils du genre turbo-déliteurs ou malaxeurs à palettes, pour détruire les agglomérats de particules. Le premier de ces procédés a pour inconvénient le fait qu'il ne joue uniquement que sur la viscosité des suspensions, l'état de surface des particules n'est pas amélioré, ce qui peut etre très gênant par exemple pour les kaolins de couchage en papeterie. L'inconvénient du second procédé est qu'il nécessite de travailler en milieu relativement dilué, ce qui oblige à traiter des volumes importants et dans la suite du processus, cela nécessite une consommation d'énergie accrue pour éliminer l'eau. De plus, la persistance d'un film d'eau rend moins efficace le frottement des particules. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. Le procédé selon l'invention consiste à exercer une action de compression, frottement et cisaillement de la matière à l'état pateux pour réaliser un délaminage qui ne consiste pas seulement à obtenir l'éclatement des empilages ou agglomérats de particules élémentaires, mais également un lissage de la surface des particules élémentaires. Enfin, I'effet de dé laminage obtenu est d'autant plus important que la suspension traitée est plus concentrée en solides, ce qui évite d'avoir à traiter des volumes d'eau importants qu'il faut éliminer ensuite. L'action de compression, de frottement et cisaillement de la matière pâteuse s'exerce, selon l'invention, par utilisation d'un appareil du genre boudineuse ou extrudeuse à grille. Ces appareils sont connus de par eux-memes, mais utilisés soit pour l'homogénéisation de mélanges, soit pour la fabrication de produits compactés, par exemple sous forme de petits cylindres. L'appareil, dans son application nouvelle au délaminage et lissage de suspensions argileuses, comporte une ou plusieurs vis tournant lentement, entraînées par une mécanique de commande suffisamment puissante pour traiter des produits en phase pâteuse comportant un minimum d'eau, pour les compresser et les délaminer en les faisant refluer, ce qui augmente le temps de contact et le frottement des particules entre elles. Pour augmenter ce phénomène de reflux, on peut prévoir une ou plusieurs encoches à la périphérie des vis de poussée. En vue de réaliser le temps optimal de délaminage pour une meme longueur de vis, il est intéressant d'équiper la sortie de l'appareil avec un système de grilles à passages réglables, permettant de freiner plus ou moins la sortie du produit en fonction de ses caractéristiques.Ce système de réglage de la perte de charge peut etre obtenu, par exemple par l'emploi d'une double grille coulissante, à trous oblongs. Suivant la position d'une des grilles par rapport à l'autre les trous se superposent ou sont plus ou moins décalés, les ouvertures de passage augmentant proportionnellement à ce décalage. Un système électro-ncécanique ou électro-pneumatique, non représenté sur les figures, permet d'asservir et de réguler cette perte de charge par rapport à la puissance consommée par l'appareil de dé laminage. Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. La figure 1 représente une vue de dessus de l'appareil. La figure 2 une coupe suivant AA. L'exemple illustré a trait à une boudineuse délamineuse à deux double-vis. La figure 1 représente un tel appareil comportant dans un bâti (1) quatre vis de poussée (2) parallèles entraidées par une double mécanique de commande (3 et Q') par l'intermédiaire de manchons d'accouplement (4 et 4') et de pignons d'entrai- nement (5 et 5'). Coté sortie, L'appareil est fermé par une double grille cou lis- sante (6) représentée de façon très schématisée sur le dessin, qui permet, en coulissant l'une par rapport à l'autre, de régler les dimensions des ouvertures pour le passage des produits. La figure 2 représente une coupe qui montre les quatre vis (2) avec les encoches en (8) et l'entrée (7) par laquelle les produits sont envoyés dans l'appareil. En ce qui concerne ces dessins, il est bien précisé qu'il s'agit uniquement d'un exemple et que d'autres proportions et dispositions pourraient être adoptées sans sortir du cadre de l'invention. Ce procédé et appareil de délaminage trouvent une application particulièrement intéressante dans l'industrie papetière pour la préparation de kaolin de couchage, dont il permet d'améliorer les propriétés rhéologiques tout en augmentant la teneur en produits fins et lisses. REVENDICATIONS 1) Procédé pour le délaminage industriel de matières argileuses, en particulier de kaolins, caractérisé par le fait qu'on utilise une action de compression, frottement et cisaillement en phase pâteuse pour réaliser l'éclatement des empilages ou agglomérats de particules élémentaires, en meme temps qu'un lissage de ces particules. 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1), carac térisé par le fait qu'il est constitué par un appareil du genre boudineuse ou extrudeuse à grille comportant une ou plusieurs vis de poussée pour le déla minage de la suspension pâteuse. 3) Dispositif selon la revendication 2), caractérisé par le fait qu'une au moins des vis de poussée présente des encoches disposées à sa périphérie. 4) Dispositif selon la revendication 2) ou 3), caractérisé par le fait que la sortie de l'appareil comporte deux grilles coulissantes, dont les positions relatives permettent de faire varier la forme et la section des trous pour accrortre ou diminuer la perte de charge. 5) Dispositif selon la revendication 2) ou 4), caractérisé par le fait qu'il com porte un système électro-mécanique ou électro-pneumatique permettant d'asservir et de réguler la perte de charge par rapport à la puissance consom mée par le dispositif mis en oeuvre pour le délaminage.