Brevet FR2297715A1 — publié le 19760813

La présente invention est relative à un procédé de fabrication de feuilles de mica à partir de déchets ou de fragments de mica. Plusieurs procédés sont bien connus dans la technique pour la fabrication de feuilles de mica à partir de déchets ou de fragments de mica. L'un de ces procédais consiste à chauffer les déchets de mica dans un four à une tempéraure d' environ 8000C, pendant une période d'approximativement deux heures, pour éliminer une grande partie de l'eau de cristallisation des déchets de mica. Ensuite, les déchets de mica sont soumis d un traitement chimique qui consiste, en premier lieu, à refroidir brusquelent les déchets dans une solution de carbonate de sodium jusqu'à ce qu'une pénétration complète ait lieu. Puis, les déchets sont chauffés avec de l'acide sulfurique en les agitant modérément, de telle sorte que du sulfate de sodium soit produit et que du bioxyde de carbone soit fora. Au fur et à mesure de la formation de bioxyde de carbone dans la structure, les déchets de mica sont séparés sous la forme de couches. Les couches ainsi produites sont à l'état de patte qui est lavée et traitée ensuite dans tout appareillage bien connu pour la fabrication du papier, en vue de produire des feuilles de Mica. Plusieurs inconvénients sont associés à ce procédé connu de fabrication de p & e de mica. Un inconvénient indéniable est que les fragments de mica sont traités avec des agents chimiques dont ils ne peuvent pas être entièrement débarrassés, mEme lorsqu' il5 sont soumis au stade de lavage. Ainsi, la présence de ces agents chimiques tend à diminuer les propriétés d'isolement électrique des feuilles de mica. Un autre inconvénient est la pollution de l'effluent. En outre, la résistance de la pate est réduite par suite du vigoureux traitement chimique. Un autre procédé connu dans la technique pour la fabrication de feuilles de mica consiste à chauffer les fragments de mica a' une température de l'ordre de 700 à 900 C, Ensuite, les fragments de mica sont traités dans un bain contenant un électrolyte, des liquides organiques aqueux ou une solution ou émulsion de plastique ou matière isolante, de préférence dans des conditions de vide. Finalement, les fragments de mica traités sont désintégrés par des propulseurs havis ou tout autre organe mécanique. Plusieurs inconvénients sont égalaient associés à ce procédé connu pour la fabrication de feuilles de mica. Lcun de ces inconvénients est que les fragments de mica sont soumis à une désintégration mécanique qui peut donner lieu, par conséquent, à la formation de mica en poudre ou de fines de mica. La formation de ce mica en poudre ou de ces fines de mica a pour conséquence une perturbation de la structure du mica, ce qui affecte ainsi les propriétés de résistance de la feuille de mica. Un autre inconvénient est le traitement avec des agents chimiques qui réduit également les propriétés d'isolement électrique de la feuille de mica. Un autre procédé encore, connu dans la technique, consiste en une désintégration mécanique des fragments de mica. Un liant est subséquemment utilisé pour produire la pAte de mica qui est traitée dans un appareillage de fabrication de feuilles de papier, en vue d'obtenir des feuilles de mica. Les inconvénients associés à ce procédé sont similaires à ceux décrits ci-dessus. Selon un autre procédé, connu dans la technique, les déchets de mica sont soumis à des jets d'eau à haute pression pour provoquer une fragmentation de ces déchets de mica. Le fait de soumettre les déchets de mica à ces jets d'eau à haute pression donne lieu à une vigoureuse agitation qui altère ainsi les propriétés de résistance de la p te. Un autre procédé,connu dans la technique, consiste à chauffer à sec les déchets de mica et à les soumettre ensuite à un déchiquetage mécanique dans de l'eau à l'aide de désintégrateurs du type à marteaux. Mais, les propriétés de résistance des couches de mica sont compromises en raison de cette fragmentation ou déchiquetage mécanique. Un but de la présente invention est de réaliser un procédé de fabrication de feuilles de mica, à partir de fragments ou de déchets de mica, qui élimine les inconvénients associés à la technique antérieure. Un autre but de la présente invention est de mettre au point un procédé de fabrication de feuilles de mica, à partir de fragments et de déchets de mica, qui donne des feuilles dont les propriétés isolantes sont nettement améliorées. Un autre but encore de l'invention consiste à proposer un procédé de fabrication de feuilles de mica, à partir de fragments ou de déchets de mica, dont les feuilles ont des propriétés de résistance améliorées, D'autres buts et avantages de l'invention se dégagent de la description ci-après du procédé considéré. Conformément à la présente invention, on a prévu un procédé de fabrication de feuilles de mica, à partir de fragments ou de déchets de mica, qui consiste à humecter d'eau les déchets de mica ; à soumettre ensuite ces déchets humectés à une séparation des couches de mica, réalisée en engendrant de la vapeur d'eau entre les couches adjacentes pour les contraindre à se séparer et à traiter la pate dans une machine de fabrication de papier pour produire des feuilles de mica. Selon l'invention, les fragments ou déchets de mica sont soumis tout d'abord à un tamisage en vue d'obtenir des fragments d'une dimension uniforme. A titre d'exemple et sans iip pliquer une limitation quelconque à cette opération, les fragments de mica passent à travers un tamis mécanique dont la surface des mailles est de 2,5 cm2. Cette opération de tamisage est bien connue dans la technique et ne rentre pas dans le cadre de 'invention. Ensuite, les fragments sont lavés à l'eau et amenés à travers un tamis pour éliminer les particules étrangères. Il apparat ainsi que le premier stade de tamisage est effectué pour obtenir une dimension de particule uniforme des fragments, tandis que le second stade de tamisage est réalisé pour séparer en premier lieu les particules étrangères de ceux-ci et pour permettre en second lieu aux déchets de mica d,btre'à l'état mouillé. Or, on a constaté, contrairement à ce qui était effectué jusqu'ici, que si les déchets de mica sont lavés à l'eau, une certaine quantité d'eau pénètre par les côtés ou est présente sur ces côtés, et facilite ainsi l'ouverture des bords lorsque les déchets sont soumis au chauffage subséquent. Des lors, la pénétration de l'eau n'a lieu qu'aux bords et non dans la structure. Dans ce but, les fragments de mica sont introduits dans un bain contenant de 1' eau et dont la base est perforée. Le bain est agité de façon que les particules étrangères se déposent et passent par la base perforée dont les perfora 2 tions ont une surface de 0,5 cm , ou bien les particules sont dissoutes dans l'eau et sont évacuées par ladécharge prévue au bas de la cuve. Comme décrit ci-dessus, l'opération consistant à soumettre les fragments de mica au lavage avant le stade de la séparation des couches par production de vapeur d'eau, est importante dans le procédé de la présente invention. Les fragments de mica lavés sont ensuite soumis au stade de séparation des couches pour la production d'une patte, une première opération consistant ici en un chauffage. Par conséquent, les fragments de mica sont chauffés dans un four à une température de l'ordre de 650 à 800'C. Si la température du four est inférieure à 6500 C, le temps nécessaire à la production de vapeur est prolongé. La température du four peut autre supérieure à 5000C, mais est inférieure à 1000 C, car à des températures plus hautes que 10000C, les fragments de mica tendent à se carboniser. Ainsi, l'eau présente aux bords est transformée en vapeur d'eau qui ouvre dès lors les bords des déchets de mica.Toutefois, il doit être noté qu'unie séparation des couches ou délaminage des déchets n'a pas lieu à ce stade et que le premier chauffage entrasse une production de vapeur d'eau pour ouvrir les bords des déchets de mica. Un important aspect de la présente invention est que les fragments de mica sont soumis à une opération de chauffage et que les fragments chauffés sont ensuite refroidis brusquement dans un bain d'eau. Le but de l'opération consistant à soumettre les fragments de mica à un stade initial de chauffage est d'ouvrir les bords et d'affaiblir ainsi les forces de liaison entre les couches adjacentes. Cet affaiblissement des forces de liaison des couches adjacentes est essentiel, en ce sens que si les fragments chauffés sont refroidis brusquement dans le bain d'eau, il est permis à 11 eau de pénétrer plus avant, bien que non entièrement, dans les couches adjacentes et d'affaiblir de cette façon les forces de liaison entre ces couches adjacentes. Ainsi, alors que dans la technique antérieure, l'eau présente dans les fragments de mica était éliminée par chauffage, dans la présente invention, les fragments sont soumis à un stade initial de chauffage et à un refroidissement brusque pour permettre à une plus grande quantité d'eau de pénétrer entre les couches adjacentes. Les flocons chauffés peuvent être traités dans un bain contenant de l'eau froide ou de l'eau chaude qui est retenue dans ces fragments, par exemple pendant 15 minutes, durant un temps tel qu'au moins les bords des couches adjacentes soient imprégnés d'eau.En vue de réduire le coût du procédé, la cuve d'veau peut contenir de l'eau froide et les fragments de mica chauffés sont retenus dans le bain pendant une période de 15 minutes pour garantir une imprégnation satisfaisante. Toutefois, de l'eau chaude peut atre utilisée pour le bain et le facteur temps du procédé en est ainsi réduit. Au lieu de soumettre les fragments de mica à des stades séparés de chauffage et de refroidissement brusque subséquent dans un bain d'eau, les fragments peuvent titre introduits dans un bain contenant de l'eau en ébullition. On a cependant constaté que, dans ce cas, les bords des couches adjacentes ne sont pas imprégnés d'eau. En outre, au lieu de soumettre les fragments de mica à un lavage avant l'opération de chauffage, ce lavage peut être effectué commodément dans le bain de refroidissement brusque. On a néanmoins observé que l'eau utilisée pour le lavage, bien que ceci se fasse en quantités négligeables, tend à pénétrer partiellement dans les fragments et à faciliter ainsi l'affaiblissement des couches pendant le premier stade de chauffage. Les fragments refroidis brusquement sont ensuite soumis à un second stade de chauffage dans un four, à une température de l'ordre de 550 à 800-C, et de la vapeur est ainsi engendrée entre les couches adjacentes et provoque leur séparation pour produire de la pbte de mica. Gracie au second stade de chauffage, les fragments de mica sont transformés en fragments gonflés et les forces d'adhérence ou de liaison entre les couches adjacentes sont par conséquent affaiblies, si bien que la pate ainsi produite se compose de plusieurs couches de mica individuelles. Il est bien évident que la vapeur d'eau doit & re produite aux interfaces entre les couches adjacentes en vue de faciliter leur séparation.La patte ainsi ,produite est retenue à l'état sec ou mouillé, est agitée ensuite modérément dans la cuve d'eau, puis est soumise au stade final de tamisage. Les rebuts provenant de ce stade final de tamisage sont recyclés soit au premier, soit au second stades de chauffage. Conformément à la présente invention, le procédé comprend au moins un premier et un second stades de chauffage. On a constaté que les rebuts raugmentent considérablement si le procédé se termine après le premier stade de chauffage et si la patte ainsi produite est soumise à l'opération de tamisage Les rebuts sont cependant négligeables lorsque le premier et le second stades de chauffage sont appliqués conformément à la présente invention. Néanmoins, au lieu de soumettre les fragments de mica à un -premier et second stades de chauffage, il est possible également de prévoir trois ou plusieurs opérations de chauffage.Dans ce cas, la température à appliquer au cours de chaque stade de chauffage ne peut pas Etre maintenue à un ordre de 550 à 800-C, car autrement la patte serait trop affaiblie et serait désintégrée sous la forme d'une poudre. Dans ce but, il est nécessaire d'abaisser la température du four à chacun des stades de chauffage. D'autres buts et avantages de la présente invention se dégagent de la description ci-après établie en liaison avec le dessin annexé qui est un tableau de marche du procédé de l'invention. En se référant au dessin, les fragments ou déchets de mica sont soumis à un premier stade de tamisage I et sont ainsi rendus aptes à passer à travers un tamis d'une surface de maille de 2,5 cm , par exemple, en vue d'obtenir des propriétés d(iso- lement et de résistance uniformes dans la feuille de mica. Les fragments sont ensuite soumis à un stade de lavage II dans une cuve d'eau dont la base est perforée.Cette opération de lavage est effectuée en immergeant les fragments de mica dans une cuve contenant de l'eau. Puis, les fragments-lavEs sont soumis à un premier stade de chauffage III dans un four à une température d'environ 650 à 8000C, pendant une période de 5 à 20 minutes, cette opération constituant le premier stade de chauf fage du procédé. Il est bien certain que l'eau utilisée pendant le stade de lavage Il est entraînée ou est présente aux bords des couches adjacentes et lorsqu'elle est chauffée dans le four, elle aide à affaiblir les forces de liaison entre les couches adjacentes. Toutefois, un premier stade de chauffage III ne peut pas rompre seul les forces de liaison entre les couches adjacentes et dans ce but, les fragments de mica subissant le premier stade de chauffage III sont soumis à un stade de refroidissement brusque "r dans une cuve d'eau. Dès que les couches adjacentes ont été imprégnées d'eau dans la cuve, les fragments de mica sont retirés de cette cuve d'eau et sont soumis à un second stade de chauffage V dans un four, où de la vapeur d'eau est engendrée aux interfaces des couches adjacentes et affaiblit ainsi les forces de liaison entre ces couches adjacentes, ce qui produit la pate de mica. La p te de mica ainsi obtenue est soumise à une agitation modérée VI dans une cuve d'eau, puis subit ensuite le stade de tamisage final VII. Les rebuts du stade VII peuvent être recyclés au premier stade de chauffage III ou au second stade de chauffage V. Il est bien évident que le procédé conforme à l'invention procure plusieurs avantages indéniables. Lcun de ces avantages est que le procédé ne fait pas usage d'un agent chimique quelconque et que les propriétés d'isolement électrique des feuilles de mica ne sont pas affectées nuisiblement. En outre, la transformation des fragments de mica en p & e de mica est réalisée par la séparation des couches adjacentes, ce qui évite la formation de mica en poudre qui affecterait nuisiblement les propriétés de résistance des feuilles de mica. Un autre avantage encore résultant du procédé de la présente invention est celui du rendement, en ce sens que les rebuts, présents au stade de tamisage final VI, sont négligeables. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de feuilles de mica à partir de déchets et de fragments de mica, caractérisé en ce qu'il consiste à humecter d'eau lesdits déchets ; à soumettre lesdits déchets humectés à un stade de séparation des couches de mica, réalisé en engendrant de la vapeur d'eau entre les couches ad- jacentes pour les contraindre à se séparer et produire ainsi une pate de mica ; et à traiter ladite patte dans une machine classique pour la fabrication de papier, de façon à former des feuilles de mica. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le stade de séparation des couches de mica comprend au moins un premier et un second stades de chauffage et consiste à chauffer les déchets humectés, à les refroidir brusquement dans un bain d'eau et à soumettre ensuite les déchets refroidis à un second stade de chauffage de telle sorte que la vapeur d'eau engendrée entre les couches adjacentes provoque une séparation desdites couches. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les déchets de mica sont chauffés à une température inférieure à 10000C et de préférence supérieure à 6500C.