Brevet FR2251625A1 — publié le 19750613

Antérieurement on a déjà suggéré que 0,01 à 2 t de laitier de haut fourneau pouvaient être utilisés en tant qu'agent d'affinage dans la fabrication du verre. Cependant, la présence de fer èt de soufre dans laitier limitent actuellement l'utilisation en quantités élevées de ce dernier, sauf lorsqu'il s'agit de la fabrication de verre de couleur ambre ou autres et, par exemple, telle que décrite dans le brevet britannique nO 1.141 525. Dans une certaine mesure, on a également déjà utilisé le laitier de haut fourneau comme charge pour les blocs de ciment et certaines compositions de revêtement. Cependant, la présence de soufre dans ces laitiers s'oppose à leur utilisation comme charge dans le caoutchouc, les matières plastiques thermodurcissables et autres qui sont soumis à des températures élevées pendant leur fabrication ou leur usage, etce, en raison de ltînstabilité du soufre ou du fer ou des deux contenus dans le laitier.Ainsi, le laitier de haut fourneau est inapproprié pour l'utilisation dans is pneumatiques en caoutchouc, les botes de batterie et similaires qui doivent être vulcanisés au cours de leur fabrication, étant donné qfil se forme de l'anhydride sulfureux ou d'autres substances volatiles pendant les opérations de fabrication. De même, il n'est pas avantageux d'utiliser ce laitier comme charge dans les baguettes de soudure, les isolateurs électriques et similaires, et ce, en raison de la présence de fer dans le laitier. Dans certains cas, la présence de carbone libre dans le laitier est également dé savantageuse. Conformément à la présente invention, les laitiers, et plus particulièrement les laitiers de haut fourneau, sont traités afin d'éliminer ou de réduire considérablement le soufre ou le fer du laitier et afin de réduire également la teneur en carbone de ce dernier pour obtenir ainsi un produit de laitier affiné, stable, relativement inerte qui est constitué principalement par les silicates de calcium, de magnésium et d'aluminium ou des combinaisons de ces derniers et qui peut etre utilisé largement dans des buts divers en tant que charge et dans la fabrication de verres, de céramiques ou similaires. A cette fin, le laitier à traiter est, de préférence, broyé ou autrement réduit en petits granulés et est chauffé à une température supérieure à environ 204,$OC, cependant inférieure au point de fusion du laitier et comprise, de préférence entre 315,60C et 1093,30C, tout en étant agité en présence d'oxygène. De ce fait, le soufre et les composés de soufre, de meme que le carbone, présents dans le laitier, sont décomposés, oxydés ou chassés du laitier en laissant subsister un laitier traité ou affiné ne contenant pas de soufre, ou seulement très peu deAoufre, à savoir essentiellement une quantité inférieure à 0,3 % de soufre.Le soufre qui subsiste dans le produit est d'une nature stable, ce qui permet de garantir que le soufre ne se dégage que de manière minime lors de la fabrication de matières contenant ce laitier, ou lorsque l'utilisation de la matière contenant le laitier implique un échauffement de la dite matière. Lorsqu'il 5?agit d'éliminer le fer du laitier, la matière broyée est mise en contact avec du gaz chloré ou un composé dégageant du chlore, tel que lthypochlorite de calcium, pendant qu' elle est chauffée à une température supérieure à 204,40C. De ce fait, le fer est transformé en un chlorure de fer volatil qui s'évacue du laitier. De cette manière il est possible d'éliminer du laitier, soit le soufre, soit le fer, soit les deux, et ce, par des traitements séparés ou successifs, ou bien le processus peut exécuté en une seule opération. Le produit obtenu de cette manière est constitué largement par des silicates et oxydes de calcium, d'aluminium et de magnésium ou des combinaisons de ces matières, contenant une quantité inférieure à 0,10 % de fer, tout en étant essentiellement exempt de soufre et de carbone. Lors de la préparation du laitier en vue de son traitement, le laitier est broyé ou réduit en poudre jusqu'au moment où il peut traverser un tamis à ouverture demailles de 1,68 mm et, de préférence, il est réduit de manière que la plus grande partie du laitier traverse un tamis à ouverture de mailles de 0,149 mm. La matière peut ensuite passer au-dessus d'un séparateur magnétique, de manière à éliminer du laitier le fer libre et les substances magnétisables. Généralement, il est égalent préféré d'utiliser des mélanges de laitier d'une composition connue et essentiellement uniforme. Le laitier préparé de cette manière est ensuite introduit dans un four rotatf chauffé ou similaire qui est traversé par de l'air ou dessbxygène pendant que la matière est agitée, afin de garantir le contact efficace entre cette dernière et l'air. La durée du traitement peut varier, suivant la température utilisée pour le traitement, la quantité de soufre contenue dans le laitier traité et la valeur à laquelle le soufre doit être éliminé en vue de l'usage particulier envisagé auquel le produit obtenu est desti né. Généralement, le laitier doit être chauffé pendant une durée d'au moins environ dix minutes, cependant, en cas de besoin, le traitement peut êtreétendu à des durées plus élevées allant jus qu'a une ou deux heures. Tout carbone libre présent dans le laitier en voie de traitement est évidemment éliminé pendant ce trai moment. Lorsque la teneur en fer du laitier doit être réduit, le laitier, broyé en poudre, peut ere mélangé à une quantité appropriée d'agents pulvérulents ou liquides dégageant du chlore, tels que l'hypochlorite de calcium, l'hypochlorite de sodium ou de lithium, ou similaires. En cas de besoin, du gaz chlore peut etre introduit dans la chambre de traitement du laitier. La concentration du gaz chloré, ou la quantité de l'agent dégageant du chlore utilisé, peut varier largement suivant la température du traitement, la quantité de fer contenue dans le laitier, la durée du traitement et'la valeur à laquelle la teneur en fer du laitier doit être réduite en vue de l'usage particulier envisagé du produit affiné. Généralement, lorsqu'on utilise du gaz chloré comme source de chlore en vue de la réaction avec le fer contenu dans le laitier, on emploie entre 0,50 à 50 kg de gaz chloré pour traiter une tonne de laitier et le traitement peut être exécuté à des températures comprises entre 315,60C et 1093,30C pendant une durée de dix minutes à deux heures ou plus. Des températures et durées correspondantes peuvent être utilisées lorsque des com posé s dégageant du chlore sont mélangés au laitier introduit dans la chambre de traitement. EXEMPLE I Lors d'un traitement typique conforme à la présente invention, on utilise un laitier de haut fourneau de la composition approximative suivante, donnée en % en poids SiO2 32,3 A1203 16,1 CaO 31,1 MgO 17,7 Fe203 0,3 MnO 0,1 Na20 + K20 0,6 S03 0,38 S 0,90 C 0,50 Le laitier est broyé jusqu'à l'état pulvérulent, de manière que la plus grande partie du laitier puisse traverser un tamis à ouverture de mailles de 0,149m3a. La matière est ensuite agitée dans un four rotatif chauffé à 1093,30C, tout en envoyant de 1' air à travers le four.Le traitement est poursuivi pendant environ trente minutes, permettant d'obtenir un produit qui est essentiellement constitué par un mélange de silicates et oxydes de calcium, d'aluminium et de magnésium ou de combinaisons de ces matières et ne contenant essentiellement plus de soufre ou de carbone. EXEMPLE Il Afin d'éliminer le fer du laitier affiné de l'exemple I, du gaz chloré est introduit dans le four et le chauffage et l'agitation sont poursuivis pendant environ une heure, ce qui permet de réduire la teneur en fer du produit à environ 0,06 %. EXEMPLE III L'élimination du soufre et du fer du laitier de haut fourneau peut être effectuée simultanément en une seule opération et à cette fin, une partie en poids de gaz chloré est utilisée pour vingt parties en poids de laitier de la composition indiquée à l'exemple I. Le laitier et chlore sont introduits dans le four et le traitement est effectué comme à l'exemple I. Le produit obtenu ne contient que des quantités négligeables de soufre et de carbone et seulement 0,035 % de Pue203. Les laitiers obtenus conformément à la présente invention peuvent Entre utilisés pour les buts les plus divers. Par exemple, ils peuvent être utilisés comme charges pour le caoutchouc, les matières plastiques et d'autres compositions sans risquer le dégagement de S02 pendant la fabrication ou l'utilisation de ces produits. Les laitiers peuvent également être utilisés dans la fabrication du verre, d'agglomérés, de glaçures, d'iolateurs électriques, de briques et autres produits céramiques. Le dérivé du laitier traité est plus particulièrement avantageux pour la fabrication de produits en verre contenant des quantités élevées de verre de recyclage. Lors de certains traitements et en cas de besoin, l'anhydride sulfureux, formé pendant le production du laitier affiné, peut être introduit dans la fusion de verre pendant la fabrication du verre. EXEMPLE IV On prépare une masse de matière pour la fabrication de verre et ayant la composition suivante en parties en poids laitier affiné (exemple II) 1000 sable 163 gypse 163 Ce mélange est fondu dans un four à verre à 15100C, permettant ainsi d'obtenir un produit sous la forme d'un flint limpide et brillant qui, après sa coulée, se solidifie rapidement et se caractérise par ses propriétés de faible expansion thermique. La composition du produit est la suivante SiO2 40,85 % A12 3 13,44 % CaO 30,58 % MgO 14,93 % 503 0,20 % EXEMPLE V On prépare un mélange plus conventionnel de matières pour la fabrication de verre en utilisant le laitier affiné de ltexem- ple I et dont les constituants sont les suivants, en parties en poids sable 2000 carbonate neutre de sodium 693 carbonate de chaux 435 néphéline syénlte 174 laitier affiné 113 barytes 30 Ce mélange est fondu dans un four à verre à 15100C en obtenant ainsi un flint limpide approximativement dela composition suivante SiO2 72,5 % Fe203 0,03 8 A1203 1,8 % CaO 9 6 % MgO 0,6 % NazO 14,3 8 K20 0,3 8 s03 0,2 % BaO 0,7 % I1 est évidemment également possible d'utiliser d'autres formules de mélanges pour la fabrication du verre et comprenant les laitiers affinés conformes à la présente invention, afin de réaliser une grande variété de produits en verre de différentes compositions et couleurs. Bien que les laitiers utilisés puissent être formés par du laitier de haut fourneau, l'invention est également appropriée pour le traitement de laitier de four et les laitiers provenant d'autres sources, et ce, dans le but de réduire la teneur en soufre ou en fer ou des deux et afin d'éliminer tout carbone libre contenu dans le laitier initial. De ce-fait, il est bien entendu que l'invention peut être appliquée d'une manière générale et permet la réalisation d'une grande variété de nouveaux produits de silicate. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le traitement de laitier contenant du soufre afin de réduire la teneur en soufre du dit laitier, caractérisé en ce que le laitier est broyé finement de manière à pouvoir traverser un tamis à ouverture de mailles de 1,68 mm et est ensuite chauffé à une température supérieure à environ 204,40C et inférieure au point de fusion du laitier, et ce, en présence d'air et en agitant le laitier. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement du laitier est effectué pendant une durée d'au moins dix minutes. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le laitier est du laitier de haut fourneau. 4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le laitier est chauffé à une température comprise entre 315,60C et 1093,30C. 5.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le laitier traité contient à l'origine une quantité supérieure à 0,5 8 de soufre, alors que le traitement est poursuivi jusqu' au moment où la teneur en soufre du laitier est inférieure à 0,3 t. 6.- Procédé pour réduire la teneur en fer d'un laitier, caractérisé en ce que le laitier est broyé finement de manière qu' il puisse traverser un tamis à ouverture de mailles de 1,68 mm et qu'ensuite il est soumis à l'action de- chlore. 7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le laitier est chauffé à une température supérieure à 204,40C. S. - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le traitement est poursuivi pendant une durée d'environ une heure. 9.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le laitier est mélangé à un composé dégageant du chlore. 10.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé an ce que le laitier contient à l'origine une quantité supérieure à 0,15t de fer, alors que le processus est continué jusqu'au moment où la teneur en fer est inférieure à 0,1 t. 11.- Procédé pour le traitement de laitiers, caractérisé en ce que ces laitiers sont broyés ju;i'au moment où ils peuvent traverser un tamis à ouverture de mailles de 1,68 mm, ensuite ces laitiers sont soumis à l'action de l'air et de gaz chlore à une température supérieure à 204,4in. 12.- Procédé pour le traitement de laitier de haut fourneau, caractérisé en ce que le laitier est broyé finement de manière que la plus grande partie du laitier puisse traverser un tamis à ouverture de mailles de 0,149 mm, ensuite la matière est agitée dans une chambre chauffée à une température supéRieure à 204,40C et inférieure au point de fusion du laitier, tout en envoyant de l'air à travers la chambre. 13.- Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le laitier est également soumis à l'action de chlore pendant le traitement. 14.- Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le laitier est soumis successivement à l'action d'air et de chlore. 15.- Produit dérivé de laitier et contenant des silicates de calcium, d'aluminium et de magnésium et une quantité de soufre inférieure à environ 0,30 8 et une quantité de fer inférieure à environ 0,10 %. 16.- Charge pouvant être utilisée dans des produits qui sont soumis à des températures élevées pendant leur fabrication ou leur usage, caractérisé en ce qu'elle comprenddu laitier réduit en poudre qui a été chauffé à une température supérieure à 204,40C en présence d'air et dont la teneur en soufre n'est pas supérieure d environ 0,3 t. 17.- Produit dérivé de laitier de haut fourneau obtenutpar l'élimination d'au moins une partie du soufre et du fer contenus à l'origine dans le laitier et constitué essentiellement par des silicates de calcium, d'aluminium et de magnésium ou de combinaisons de ces matières. 18.- Procédé pour la fabrication de verre, caractérisé en ce que l'on fond un mélange constitué essentiellement par du sable, du verre de recyclage et du laitier affiné contenant une quantité inférieure à 0,25 t en poids de soufre et une quantité inférieure à 0,10 % de fer. 19.- Procédé pour la fabrication de verre, caractérisé en ce que l'on fond un mélange de matières formant du verre et dont 1 % à 99 t en poids sont constitués par du laitier affiné contenant unequantité inférieure à 0,25 8 en poids de soufre. 20.- Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce que le laitier est un produit réalisé comme défini à la revendication 1.