Brevet FR2273882A1 — publié le 19760102

L'invention concerne la fabrication de l'aluminium, et vise plus particulièreraent un procédé et un appareillage perfectionnés pour réaliser une épuration à sec. Le terme "procédé pour réaliser une épuration à sec " désigne un procédé pour traiter les produits gazeux d'une unité de production d'aluminium, afin de séparer des produits gazeux 1' effluent transporté par air. Dans la production d'aluminium-à l'aide d'un four de fusion, il se dégage des produits gazeux contenant de l'acide fluorhydrique et des impuretés sous forme de particules. L'acide fluorhydrique est un agent contaminant et doit donc être traita de façon à pouvoir être recyclé ou éliminé sans dommages. Des procédés connus d'épuration à sec consistent à injeeter de l'alumine pulvérulente dans le courant de produits gazeux provenant de l'unit de production. Des réactions chimiques se produisent alors entre 1'alumine et l'acide fluorhydrique, et le mélange résultant, contenant de l'alumine, du fluorure d' alumi- nium et des impuretés sous forme de particules, est rassemblé dans un sac filtrant. L'alumine et le fluorure d'aluminium sont ainsi recyclés dans l'unit de production. Si aucun processus de sépara- tion n'est prévu, ce mélange recycle contient des impuretés sous forme de particules qui se rassemblent dans le four de fusion au bout d'un certain temps et réduisent son efficacité.Pour résoudre ce problème, on a fait des tentatives pour séparer les impuretés du mélange avant le recyclage. Un procédé connu pour séparer les impuretés consiste à utiliser un trieur de poudre pour séparer le mélange en fractions. Ce système présente toutefois l'in convénient que pendant l'élimination des impuretés, une partie de l'alumine et du fluorure d'aluminium, qui sont en eux-mêmes des produits de valeur, sont aussi éliminé et mis au rebut. Les impuretés sous forme de particules ont en général de faibles dimensions, et en conséquence, si l'on procède à un triage du mélange afin d'éliminer les particules dont les dimensions sont inférieures à une valeur donnée, ce sont généralement les plus pétites particules d'alumine et de fluorure d1aluminium qui sont perdues. Un objet de l'invention est de réduire ces pertes. Un procédé suivant l'invention pour séparer par épuration à- sec, au cours de la fabrication de l'aluminium, un effluent entralané par air et des sous-produits gazeux, comprend les opérations suivantes a) on traite de l'alumine pulvérulente pour en éliminer les particules ayant des dimensions inférieures à une valeur donnée; b) on injecte l'alumine traite dans le courant de sousproduits gazeux; c) on rassemble dans un filtre le mélange-résultant de la réaction de l'alumine pulvérulente et des produits gazeux; d) on traite le mélange ainsi rassemblé dans le filtre pour en éliminer les particules ayant des dimensions inférieures à une valeur donnée; et e) on ramène le mélange traité à un four de fusion dans lequel se fait la fahrication de l'aluminium. De préférence, l'alumine pulvérulente est traitée par triage pour en éliminer les particules de dimensions inférieures à une valeur donnée, et de préférence le processus de séparation consiste aussi à trier le contenu du filtre afin d'en éliminer les particules de dimensions inférieures à une seconde valeur donnée. L'alumine pulvrulente peut être triée une seconde fois avant d'être injectée dans le courant de sous-produits gazeux, afin d'éliminer les particules ayant des dimensions supérieures à une troisième valeur donnée. Ce second triage de l'alumine pulvirulente en augmente la surface spécifique et augmente le rendement de l'épuration à sec. L'invention a également pour objet un appareil pour séparer par épuration à sec, au cours de la fabrication de 1' alumi- nium, un effluent entraîné par air et des sous-produits gazeux, comprenant des moyens pour traiter de l'alumine pulvfrulente pour en éliminer les particules ayant des dimensions inférieures @ une valeur donnée, des moyens pour injecter l'alumine traitée dans le courant de sous-produits gazeux, un filtre pour rassembler le mélange résultant de la réaction de l'alumine pulvérulente et des sous-produits gazeux, des moyens pour éliminer du mélange les particules ayant des dimensions inférieures à une valeur donnée, et des moyens pour ramener le mélange traite à un four de fusion dans lequel s'effectue la fabrication de l'aluminium. De préfrence, le dispositif de traitement comprend un trieur de poudre pour éliminer les particules ayant des dimensions inférieures à une valeur donnée, et de préférence également, le séparateur comprend un second trieur de poudre, pour éliminer les y rticulec ayant des dimensions inférnevres une seconde valeur donnée. De préférence, en outre, l'appareil co.m-prelld aussi un trieur de poudre supplémentaire, pour éliminer les particules d'alumine ayant des di.lensions supérieures à une troisième valeur donnée, avant que cette alumine soit injectée dans le courant de sous-produits gazeux. le filtre est de préférence un sac filtrant. D'autres détails de l'invention apparaitront à la lecture de la description ci-après d'an exey.ple de procédé d'épura- tion à sec, faite avec référence au dessin annexe qui est un sché- ma d'un mode de réalisation proféré d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé. La fabrication de l'aluminium se fait dans un four de fusion 1, et un courant gazeux comprenant des impuretés sous forme de particules et un effluent gazeux sort en 11. De l'alumine pulvérulente 12 est introduite dans un trieur de poudre 13 qui la sépare en deux fractions. L'alumine fine est rassemblée dans un sac filtrant 14 et ramenée au four 10 par une connexion 15. L'alumine grossière sortant en 16 du trieur 13 est injectée en 17 dans le courant 11 provenant du four 10. L'alumine réagit avec l'acide fluorhydrique dans le courant gazeux, et los produits sont rassemblés dans un autre sac filtrant 18. Un aspirateur 19 élimine les produits gazeux restant dans le filtre 18, et les produits solides sont amenés à un second trieur de poudre 20. Ces produits solides sont constitués par de 11 alumine, du fluorure d'aluminium résultant de la réaction de l'alumine grossière avec l'acide fluorhydrique, et des impuretés sous forte de particules. les produits solides sont alors triés dans le trieur de poudre 20 et divisés en deux fractions. les produits fins sont rassemblés dans un sac filtrant 21 et éliminés du système, tandis que les produits grossiers sont recyclés par une connexion 22 aboutissant au four 10. les impuretés sous forme de particules présentes dans le courant de produits sortant en il du four de fusion sont généralement de très petites dimensions. Des valeurs typiques sont 0% audessous de 40 microns, et 80% au-dessous d'environ 25 microns. l'alumine pulvérulente 12 est triée afir d'ea éliminer les particules les plus petites. le trieur de poudre peut être conçu de façon à éliminer les particules ayant des dimensions infé- rieures à une valeur donnée, par exemple ayant moins de 40 ricrons. Ainsi, l'alumine pulvérulente de type grossier injectée en 17 est composée de particules ayant des dimensions en général supérieures celles des impuretés présentes dans e courant de rouit. Quand les produit solides résultant de la réaction entre les articu- les grossières d'alumine et le courant de produits sont séparés dans le trieur 20, ce trieur peut être réalisé de façon a produire une fraction fine constituée par des parti cules ayant des di- mensicns inférieures à 30 microns. n raison du fait que le fluorure d'aluminium dans les produits solides est produit par une réaction mettant en cause l'alumine pulvérulente, il est aussi coi..stitué par des :articules ayant en général des dimensions supérieures à 40 microns Ainsi, la fraction fine provenant du trieur 20 e-t prin- cipalement constituée par des impuretés sous forme de r articules, et les pertes en alumine et en fluorure d'aluminium sont donc trs faibles, tandis que la fraction grossière, qui est recyclée, est constituée principalement par de l' alumine et du fluorure d'alu- minium, avec seulement un très faible pourcentage d'impuretés. Afin que l'alumine grossière et l'acide fluor1drIque réagissent complètement de façon qu' en pratique aucune quantité appréciable d'acide fluorhydrique ne s'échappe dans l'atmosphère, il est préférable que l'alumine pulvérulente ait une large sur-face spécifique. le triage de l'alumine pour éliminer les particules les plus petites réduit cette surface spécifiiue, et afin de contrarier cette réduction, on peut introduire un trieur surplémentaire dens le système, pour éliminer les particules les plus grosses de l'alumine pulvér@lente et augmenter airas la surface spécifique, avant que l'alumine pulvérulente ne soit injecte dans le courant de produits provenant du four de fusion. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour séparer, par épuration à sec, au cours de la fabrication de l'aluminium, un effluent entraîné par air et des sous-produits gazeux, d'après lequel a) on injecte de l'alumine pulvérulente dans le courant de sous-produits gazeux; b) on rassemble dans un filtre le mélange résultent de la réaction de l'alumine pulvérulente et des produits gazeux; c) on traite le mélange ainsi rassemblé par le filtre pour en éliminer les particules axant des dimensions inférieures à une valeur donnée; et d) on ramène le mélange traité à un four de fusion dans lequel se fait la fabrication de l'aluminium, et caractérisé en ce que l'alumine pulvérulente est truitée avant d'etre injectée dans le courant de sous-produits gazeux, afin d'en élininer les particules ayant des dir-ensions inférieu 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'alumine pulvérulente est traitée par triage pour en éliminer les particules de dimensions inférieures fç une valeur donnée. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le processus de séparation consiste à trier le contenu du filtre afin d'en éliminer les particules de dimensions-inférisu- res à une seconde-valeur donnée. 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'alumine est triée une seconde fois avant d'etre injectée dans le courant de sous-produits gazeux, afin d'en éliminer les particules ayant des dimensions supérieures à une troisième valeur donnée. 5 - Appareil pour séparer, par épuration à sec, au cours de la fabrication de l'aluminium, un effluent entraîné par air et des sous-produits gazeux comprenant des moyens pour injecter de l'alumine pulvérulente dans le courant de sous-produits gazeux, un dispositif de filtration pour rassembler le mélange résultant de la réaction de l'alumine et des sous-produits-gazeux, un dispositif de séparation pour éliminer de ce mélange les particules ayant des dimensions inférieures à une valeur donne, et des moyens pour ramener le mélange traité à un four de fusion dans lequel s'effectue la fabrication de l'aluminium, et caraevérisé tar un dispositif de traitement 13 pour traiter l ' alumine tulvérulente 12 avant qu'elle soit injectée dans le courant de sous-produits gazeux 11, afin d'éli@iner les particules ayant de@ di@ensions férieures à une valeur donnée. O - Appareil suivant la revendication 5, caractéri@é en ce que le dispositif de traitement comprand un trieur de poudre 13 pour éliminer les particules ayant des dimensions inférieures à une valeur donnée. 7 - Appareil suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le dispositif de séparation comprend un second trieur de poudre 20 pour éliminer le. garticules ayant des dimensions inférieures à une seconde valeur donnée. 8 - Appareil suivant l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième trieur de pour pour éliminer les particules de l'alumine 12 ayant des dimensions supérieures à une troisième valeur donnée, avant que cette alu@ine soit injectez dans le courant de produits gazeux 11. 9 - Appareil suivant l'une des revendications 5 @ 8, caractérisé en ce que le dispositif de filtration compr.md un sac filtrant 18.