Brevet FR2297880A1 — publié le 19760813

La présente invention concerne un procédé de récupération de matière plastiques à partir de déchets de matières thermoplastiques et d'élastomères, ainsi que l'installation utilise pour la réalivation dudit procédé. L'un des problèmes dont l'importance est actuellerent très ressentie est constitué par l'élimination des déchets de matières plastiques en général, qui peuvent comprendre des rebuts de fabrication, des récipients ou conteneurs, des bouteilles, des sachets, des fils électriques revêtus de matière plastique, ainsi que par les possibilités de récupération desdites matières plastiques pour les réutiliser dans des fabrications consécutives. L'une des méthodes actuellement utilisées consiste à brûler les résidus plastiques. Ce système n'est toutefois exempt d'inconvénients dont les plus graves sont constitués par l'épuration des futées dégagées et par le fait que les matières plastiques sont brilles en donnant naissance à des scories fortement polluantes. En outres les fumées de combustion sont elles-mêmes extrêmement polluantes et doivent par suite etre epurées pour ne pas créer de nuisances plus grandes que celle que l'on désire éliminer. L épuration des fumées est toutefois une opération considérablement coûteuse et, par suite, nettement non économique. Bn outre, au cas ou l'on désire récupérer le cuivre des câbles électriques revêtus de matière plastique par la méthode consistant à bruler les matières plastiques, on observe une altération sensible de la qualité du cuivre qui devient pratiquement recuit, et on éprouve de plus de la difficulté à débarrasser le cuivre de la couche superficielle brûlée. D'autres méthodes utilisées pour l'élimination des matières plastiques provenant de déchets n'ont pas donné en général de résultats satisfaisants en qu'elles conduisent à un produit difficile à réutiliser et qu'elles nécessitent en outre des installations coûteuses et complexes. L'objet de l'invention consiste précisément à éliminer les inconvénients soulignés ci-dessus en settant en oeuvre un procédé dans une installation particulière, conçue à cet effet, qui permette l'obtenir soit l'élimination des déchets de matières plastiques soit la récupération des matières plastiques elles-mêmes. Un autre objet de l'izrwention consiste à obtenir une matière plastique de récupération qui ait pratiquement les mêmes qualités intrinsèques que celles de la ratière plastique d'origine, de façon à disposer en outre d'un produit dont le prix soit économique et qui soit facilement réutilisable. Un objet supplémentaire de l'invention consiste à permettre de récupérer le cuivre des câbles électriques revêtus de matière plastique sans qu'il subisse de recuit et par suite sans que la qualité dudit cuivre ne soit altérée. score un autre objet de l'invention consiste à mettre au point un procédé pour la mise en oeuvre duquel il suffit de faire appel à une installation attrememsat simplifiée dont la conduite ne nécessite que des faibles dépenses. Les objets précité. ainsi que d'autres encore qui seront mieux compris dans ce qui suit, sont atteints avec le procédé de récupération de matières plastiques à partir de déchets de matières thermoplastiques et d'élastomères, selon l'invention, caractérisé par le fait qu'il consiste & préchauffer du chlorure de sodium à une température de 150-500 C, de préférence à 350 C, à mélanger le chlorure de sodium préchauffé avec la matibre thermoplastique à récupérer, à malaxer le mélange de chlorure de sodium et de matière thermoplastique, et à séparer, après le malaxage, le chlorure de sodium de la matière thermoplastique par lavage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appareitront de manière évidente dans la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée, mais non exclusive, du procédé de l'invention pour la récupération dès matières plastiques et de l'installation correspondante, illustrée à titre indicatif mais non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels:: La figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale de l'installation de l'invention; La figure 2 représente une vue en coupe selon la ligne fl-Il de la figure 1; La figure 3 représente une vue à l'échelle agrandie d'un détail des moyens prévus pour amener en rotation la chambre cylindrique autour de son ase propre; La figure 4 représente une vue de détails en coupe, des moyens de butée appliqués à la chambre cylindrique; et La figure 5 représente une vue en coupe suivant la ligne V-T de la figure 1. Le procédé de l'invention consiste à préchauffer à une température de 150-500 C du chlorure de sodium, et à mélanger consécutivement les résidus et les pièces de matière thermoplastique et d' élastomères avec le chlorure de sodium préalablement chauffé. Une fois que le chlorure de sodium préchauffé a été mélangé avec les résidus de matière thermoplastique, on soumet le mélange obtenu à un malaxage intime. Pendant le malaxage, il se produit de la part du chlorure de sodium préchauffé une cession d'une partie de sa chialeur aux résidus de matière thermoplastique en entrainant le ramollissement de ladite matière thermoplastique. fl convient de faire varier convenablement la température du chlorure de sodium suivant le degré de ramollissement que l'on veut obtenir et la matière thermoplastique traitée.En outre, la température de préchauffage du chlorure de sodium est aussi fonction du rapport entre la masse du chlorure de sodium et la masse des résidus de matières plastiques, du fait qu'ainsi que mentionné ci-dessus le chlorure de sodium cède de la chaleur aux résidus de matières plastiques en les amenant à la température désirée On observera que le choix slest porté sur le chlorure de sodium du fait qu'il présente des caractéristiques importantes: en premier lieu, il présente une bonne conductibilité thermique et autorise par suite un préchauffage rapide des résidus thermoplastiques jusqu'à ce qu'ils soient amenés à un état de ramollissement; en outre, il ne s'avère pas pollaant et il est aisément accessible sur le marché avec un coat ertremement faible. Comme déjà souligné ci-dessus, on fait subir un malaxage au chlorure de sodium préchauffé avec les résidas thermoplastiques. Pendant ledit malaxage en plus de la cession de chaleur par une partie du chlorure de sodium, on observe aussi une action abrasive qui s'exerce à partir des cristaux de chlorure de sodium sur la matière thermoplas- tique, qui, se trouvant raiclije, devient plus facile à éliminer par lesdits cristaux de chlorure de sodium. Une fois terminée la phase de malaxage, qui peut être poursuite jusqu'a ce que les cristaux de chlorure de sodium aient pratiquement effrité toute la matière plastique, on procède à la séparation du chlorure de sodium à partir de la matière plastique. Ladite séparation peut être obtenue en deux stades: initialement, on envoie le produit, à la fin du malaxage sur des tamis mécaniques où les agelemérats de chlorure de sodium d'une certaine dimension se trouvent sépares et recyclés, tandis que les fractions plus fines qui ont pratiquement entrainé des parties de la matière plastique, passent dans des bacs de lavage où ledit chlorure de sodium se dissout dans l'eau et les ratières plastiques, plus légères, affleurent à la surface de l'eau et peuvent ainsi être éliminées. On peut éventuellement faire évaporer le liquide de lavage dans lequel se trouve dissoutes des parties du chlorure de sodium, afin de récupérer en totalité le chlorure de sodium utilisé dans la mise en oeuvre du procédé. On peut encore faire varier la mise en oeuvre du procédé ainsi décrit en lui appliquant les modifications qui seront détaillées dans ce qui suit. Au lieu de préchauffer le chlorure de sodium, on procède au refroidissement dudit chlorure de sodium à une température de -1 300C à - 150 C et ensuite à son mélangeage avec les résidus thermoplastiques et avec les élastomères. Bn mélangeant les résidus thermoplastiques avec le chlorure de sodium refroidi aux températures précitées, on obtient la cristallisation de la matiere thermoplastique en la rendant extrêmement fragilisée.Pendant la phase de malaxage consécutive, analogue à celle qui a été décrite ci-dessus, il s'en suit que les cristaux de chlorure de sodium parviennent, du fait de leur action abrasive, à fragmenter les résidus de matière thermoplastique en produisant un effet analogue à celui qui a été décrit ci-dessus. Lorsque le malaxage est terminé, on laisse reposer le produit de malaxage jusqu'à ce qu'il soit revenu à la température ambainte et ensuite on effectue la phase de séparation du chlorure de sodium à partir de la matiere thermoplastique de la façon décrite ci-dessus. On examine ci-après un schéma d'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ladite installation, qui se trouve illustrée dans les dessins annexés, comprend un mélangeur constitué par une chambre cylindrique 1 stétendant longitudinalement et présentant un orifice d'admission 2 et un orifice de déchargement 3. L'orifice d'admission 2 se trouve placé à un niveau supérieur par rapport à un orifice de déchargement 3, de façon telle que la chambre cylindrique 1 soit inclinée vers l'orifice de déchargement 3. Sn correspondance de l'orifice d'admission se trouvent placés des moyens convoyeurs 4 pour l'alimentation en déchets de matière plastique de l'orifice d'admission 2, qui sont, par exemple, constitués par une bande transporteuse à griffes, qui prélève les déchets de matière plastique à partir d'uns trémie de chargement 5 dans laquelle ont été introduits les déchets de matière plastique. Le transporteur 4 prélève les déchets et les introduit, par l'intermédiaire de l'orifice d'admission 2, à l'intérieur de la chambre 1 dans laquelle se trouve présente une quantité considérable de chlorure de sodium. A l'intérieur de la chambre cylindrique 1 et, plus précisément, sur les parois se trouvent disposés des éléments mélangeurs constituée par un certain nombre d'ailettes 6 s'étendant longitudinalement dans la chambre cylindrique 1 et disposé entre eux suivant un profil d'hélice cylindrique. Â l'intérieur de la chambre 1 sont prévus des moyens de chauffage constitués par une conduite 10 s'étendant longitu- dinalement à l'intérieur de la chambre 1 et dépassant à l'extérieur à ses deux extrémités où lesdits moyen. se trouvent reliés à des groupes générateurs d'air chaud, qui ne seront pas dérrits en détails étant de type connu en lui-même. La conduite 10 présente un aie sensiblement parallèle à l'ase de la chambre cylindrique 1 et se trouve excentrée par rapport à ladite chambre de sorte que son aie se trouve au dessus de l'aie de la chaibre cylindrique j et déplacée, à la verticale, en avant par rapport au sens de rotation autour de l'axe propre de la chambre cylindrique 1. Sur la section de la conduite 10 s'étendant à l'intérieur de la chambre 1 est prévue une fente longitudinale présentant, à l'extérieur de la conduite 10, une plaque de déflexion 12 qui permet d'ennoyer l'écoulement d'air chaud introduit dan. la conduite 10 vers la partie inférieure de la chambre 1. La disposition excentrée de la conduite 10 par rapport à la chambre cylindrique 1 est adoptée à dessein pour éviter que durant la rotation de la chambre 1 autour de son propre aie, d'éventuels câbles électriques présents puissent s'emmêler ou s'enrouler d'une matière quelconque autour de la conduite 10 en entrainant de cette façon des obstructions de la chambre 1. Comme ladite chambre 1 doit pivoter autour de son aie propre, des moyens sont prévus à cet effet pour permettre à ladite chambre 1 d'entrer effectivement en rotation autour de son axe propre. Lesdits aoyens sont constitués par une paire de rails 20 à développaient annulaire, disposés respectivement à proximité de l'orifice d'admission et de l'orifice de déchargement de la chambre 1 et appuyant chacun sur une paire de galets 21 disposé à la partie inférieure de l'installation et mis en rotation par l'intermédiaire d'un moteur. Les galets 21 qui présentent un profil poussant celui des rails 20, ont pour fonction aussi bien de soutenir la chambre cylindrique 1 que de la mettre en rotation, à une vitesse prédéterminée autour de son aie propre. Pour compléter le support de la chambre 1, on prevoit des paliers de butée à aie vertical, globaleaeit indiquée par 29 qui s'engagent contre la face latérale des rails 20. s l'extrémité de la chambre cylindrique 1, à proximité de l'orifice de déchargement 3, est prévu un premier tamis 30 disposé sur la continuation des parois latérales de la chambre cylindrique I et ayant pour fonction de séparer les résidus non constitués par des matières plastiques, qui peuvent être des ombles de cuivre, à partir des agglomérats de chlorure de sodium et des résidus de matière plastique. Concentriquement et extérieurement par rapport au premier tamis 30 se trouve disposé un second tamis 31 qui sépare les gros agglomérats de chlorure de sodium à partir des résidus de matière plastique que l'on envoie à une trémie de déchargement 40. Les agglomérats de chlorure de sodium séparés à partir du second tamis 31 sont renvoyés, par l'intermédiaire de moyens de convoyage desdits agglomérats de chlorure de sodium, à l'orifice d'admission 2 de la chambre cylindrique t. Lesdits moyens de convoyage des agglomérats de chlorure de sodium sont constitués par une vis sans fin 49 à pas multiple, disposée dans un interstice cylindrique 5Q situé autour de la chambre 1.De cette fanon, il en résulte que par suite de la rotation de la chambre 1, les agglomérats de chlorure de sodium séparés du tamis 31 sont graduellement entrainés vers l'orifice d'admission 2. Pour compléter la desscription, on doit ajouter qu'autour dudit interstice 50, et en conséquence de la chambre cylindrique 1, se trouve disposée une couche 70 de matière d'isolation thermique qui empêche la dissipation de chaleur à partir de la chambre 1. Xn outre, à l'extrémité d'entrée comme à celle de déchargerent de la chambre 1, est prévu un parcours en labyrinthe 71, qui délimite l'écoulement de l'air chaud à partir de la chambre cylindrique 1.Pour terminer, il convient encore d'ajouter qu'une chambre avant 80 et une chambre arrière 81 sont également prévues, en correspondance de l'orifice d'admission 2 et de l'orifice de déohargement 3, présentant chacune des lumières de déchargement 82 qui permettent d'évacuer la quantité d'air qui a été introduite dans la chambre cylindrique 1 par l'intermédiaire de la conduite 10. Il est éventuellement possible d'effectuer une récupération de chaleur sur ladite quantité d'air ainsi prélevée. Le fonctionnement de l'installation de l'invention est le suivant. Comme mentionné ci-dessus, dans la chambre cylindrique 1 se trOuve disposée une quantité considérable de chlorure de sodium, avant même le début de l'introduction de la matière plastique. Le chlorure de sodium se trouve préchauffé, par l'intermédiaire des jets d'air chaud envoyés par la conduite 10, à une température variable de 150 à 500.C, de préférence 350C. Ladite température est fonction des matières plastiques que l'on désire traiter et de leur quantité et il faut en effet prendre en considération le fait que la température de la matière plastique doit, de préférence s'élever, pendant la récupération autour de 1500C et que par suite il convient de calculer la température de préchauffage du sel sn tenant compte de la quantité de chaleur que ledit sel doit céder à la matière plastique qui est introduite dans la chambre 1 à la température ambiante Une fois que la matière plastique est introduite dans la chambre 1, on met ladite chambre 1 en rotation de façon à mélanger le chlorure de sodium préchauffé avec les résidus de matière thermoplastique, et pendant le malaxage, on observe que le chlorure de sodium préchauffé cède une partie de sa chaleur aux résidus de matière plastique en amenant la matière thermoplastique à l'état de ramollissement.Pendant le malaxage de la matière thermoplastique aveo le chlorure de sodium, on observe que le chlorure de sodium a pour effet non seulement de céder de la chaleur à la matière thermoplastique mais en plus d'exercer une action abrasive qui permet au chlorure de sodium d'éliminer facilement des particules de matière plastique. 3n outre, par suite de 1 'inclinaison de la chambre cylindrique 1 la matière de malaxage, à savoir le chlorure de sodium et la matière thermoplastique ou les eAastomères, sont graduellement envoyés vers l'orifice de déchargement 3. Arrivée à l'orifice de déchargement, la matière passe à travers le premier tamis 30 qui effectue la séparation des câbles de cuivre éventuels ou autres éléments à partir des agglomérats de chlorure de sodium et de la matière plastique.Les agglomérats et la matière plastique séparés passent dans le second tamis 31 où les agglomérats plus gros de chlorure de sodium, qui par suite n'ont pratiquement pas exercé leur fonction, sont introduits dans l'interstice 50 qui les renvoie vers l'orifice d'admissions tandis que la matière plastique qui se trouve éliminée à partir des cristaux de chlorure de sodium, passe à travers le second tamis 31 et, de là, à la trémie de déchargement 40. La matière évacuée à partir de la trémie de déchargement 40 est introduite dans des baos de lavage, où se produit la dissolution des cristaux de chlorure de sodium et par suite la séparation desdits cristaux à partir de la matière plastique. D'après ce qui a été décrit ci-dessus, on peut voir que le procédé et l'installation de l'invention satisfont les objets proposés et on souligne en particulier le fait qu'on a la possibilité de récupérer dans sa totalité la matière thermoplastique, sans altération de ses qualités intrinsèques. Bn outre, dans le cas des câbles électriques, on obtient 1' élimination de la matière plastique en totalité à partir de l'amie en cuivre, de sorte que le procédé autorise la récupération da cuivre sans avoir besoin de recourir aux opérations de décapage qui sont nécessaires dans le cas où l'on fait brûler les câbles électriques. On peut encore ajouter que l'éventuel réajustement de la quantité de chlorure de sodium à l'intérieur de la chambre 1 peut etre effectué simplement en introduisant, par l'intermédiaire du convoyeur 4 la quantité de chlorure de sodium qui subit alors le mélangeage de la même façon que le chlorure de sodium déjà présent à l'intérieur de la chambre 1. L'invention ainsi conçue est susceptible de subir de nombreuses modifications et variantes rentrant toutes dans le cadre et l'esprit de linvention. En outre, tous les détails peuvent être remplacés par des éléments techniquement équivalents. Pn pratique, les matériaux employés de mne que les dimensions choisies peuvent être quelconques suivant les exigences. REVENDICATIONS t) Procédé de récupération de matières plastiques à partir de déchets de matières thermoplastiques et d'élastomères, ledit procédé étant caractérisé par le fait qu'il consiste à préchauffer le chlorure de sodium à une température de 150-500 cs de préférence 350Oc, à mélanger du chlorure de sodium préchauffé avec la matière tharmoplastique à récupérer, à malaxer le mélange de chlorure de sodium et de matière thermoplastique, et à séparer par lavage, après le malaxage, le chlorure de sodium de la matière thermoplastique. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'a la fin du malaxage, on sépare mécaniquement les agglomérats de chlorure de sodium, la partie restante du chlorure de sodium étant séparée par lavage 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à refroidir le chlorure de sodium à une température de -130 C à -15000, à mélanger le chlorure dê sodium refroidi avec la matière thermoplastique à récupérer, en obtenant la cristallisation de la matière thermoplastique, à ialazer le mélange de chlorure de sodium et de matière thermoplastique, à ramener le produit de malaxage à la température ambiante, et à séparer par lavage le chlorure de sodium du produit de malaxage. 4) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend un mélangeur constitué par une chambre cylindrique présentant respectivement à ses extrémités un orifice d'admission et un orifice de déchargement et disposée inclinée depuis l'orifice d'admission vers l'orifice de déchargement, du chlorure de sodium disposé dans ladite chambre, des moyens convoyeurs pour l'alimentation de l'orifice d'admission en déchets de matière plastique, des moyens de chauffage à l'intérieur de ladite chambre cylindrique, des moyens pour mettre en rotation ladite chambre cylindrique autour de son axe propre, un premier tamis à proximité dudit orifice de déchargement pour la séparation des résidu non constitués par de la matière plastique à partir des agglomérats de chlorure de sodium et des résidus de matière plastique, un selon tamis pour la séparation des agglomérats de chlorure de sodium à partir des résidus de matière plastique, de, moyens pour le convoyage deedits agglomérats de chlorure de sodium audit orifice d'admission. 5) Installation selon la revendication 4h caractérisé par le fait qu'à l'intérieur de la chambre cylindrique sont prévus des éléments mélangurs constitués par un certain nombre d'ailettes s'étendant longitudinalement dans la chambre cylindrique et disposés entre eux suivant un profil d'hélice cylindrique. 6) Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens de chauffage à l'intérieur de la chambre cylindrique sont constitués par une conduite s'étendant longitudinalement dans ladite chambre cylindrique, ladite conduite présentant un axe sendblement parallèle à l'ase de rotation de la chambre cylindrique, l'axe de ladite conduite étant disposé au dessus de l'axe de la chambre cylindrique et en avant, à la verticale, par rapport au sens de rotation de la chambre cylindrique. 7) Installation selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la conduite présente, dans sa section se trouvant à l'intErieur de la chambre cylindrique,une fente longitudinale en correspondance de laquelle et extérieurement à ladite conduite est placé un élément déflecteur pouvant envoyer l'écoulement d'air chaud passant dans ladite conduite vers la partie inférieure de la chambre cylindrique. 8) InstaZlation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens de mise en rotation de la chambre cylindrique autour de son propre axe, sont constitués par une paire d'elémonts à rails à développement annulaire associés extérieurement à la chambre cylindrique, lesdits éléments à rails appuyant chacun sur une paire de galets disposés à la partie inférieure de l'installation et mi9 en rotation par un moteur, lesdits galets étant capables de soutenir et de mettre en rotation la chambre cylindrique autour de son propre axe. 9) Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le premier tamis est disposé coaxialement sur la continnation des parois internes de la chambre en correspondance de l'orifice de déchargement, le second tamis étant disposé concentriquement et extérieurement par rapport au premier tamis. 10) Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens de convoyage des a0glomérats de chlorure de sodium à l'orifice d'admission sont constitués par un élément à vis sans fin disposé dans un interstice situé autour de la chambre cylindrique et s'étendant à partir de la zone annulaire comprise entre le premier et le second tamis.