Brevet FR2343059A1 — publié le 19770930

La présente invention se rapporte à un procédé pour enlever des revêtements objets métalliques. Elle concerne plus particullèrement l'enlèvement de revêtements à plusieurs couches, tels qu'une ou plusieurs couches de peinture ou de laque placées sur une couche d'étain, se trouvant sur des déchets ferreux. Il est connu que des déchets de tôle étamée (à savoir de la tôle d'acier revêtue d'une mince couche d'étain) se présentant sous la forme de chutes de tôles, de bottes étamées jetées ou bien de bottes mises au rebut en cours de fabrication, peuvent être partiel liement désétames par immersion dans des cuves contenant une solution d'hydroxyde de sodium ou d'autres solutions caustiques de manière à enlever chimiquement l'étain qui est ultérieurement récupéré par é- lectrolyse. Cependant l'existence d'une couche protectrice de laque sur la tôle étamée peut parfois isoler étain de la solution de désétana- ge. Cela peut réduire sérieusement la quantité d'étain enlevé. On peut utiliser des déchiqueteurs mécaniques pour diviser les déchets en petits morceaux et pour rayer les surfaces laquées afin de laisser passer la solution de désétamage. En outre on peut ajouter au bain de désétamage des agents chimiques d'enlèvement de laque facilitant ce processus. Cependant les agents d'enlèvement de laque de type connu ne donnent pas de résultats satisfaisants ou espérés. Il se pose un autre problème pour des bottes jetées ou bien des boîtes mises au rebut du fait de ltexistence de joints, certains contenant des composés de scellement qui peuvent limiter l'accès de la solution de désetamage de sorte que 11 efficacité de ltopération de désétamage est réduite en conséquence. Des botes mises au rebut en cours de fabrication contiennent également des quantités considérables de déchets organiques et miné- raux. La présence de ces déchets peut réduire l'efficacité des solutions de désétamage par masgzge des drifts et/ou par appauvrissement ses solutions de désétamage par ses reactions dlEdques vxasirab as Une autre difficulté introduite par ces déchets est qu'ils forment dans le bain de désétamage une boue qu'on doit enlever pério diquement et qui peut également recouvrir les déchets désétamés en contribuant ainsi à l'entraînement avec les déchets de sels contenant de l'étain.Bien que l'étain entrainé de cette manière ne se présente pas sous une forme métallique, on a constaté que, lorsque les déchets étaient fondus pendant la fabrication de l'acier, une proportion importante de l'étain entraîné pénétrait dans l'acier en formant un alliage de fer et d'étain. La présence de l'étain dans l'acier a un effet perturbateur sur les propriétés d'étirage à froid de sorte qu'on ne peut utiliser à l'heure actuelle que des quantités limitées de tôle étamée régénérée dans la fabrication d'acier. L'invention a pour but de fournir un procédé et une installation permettant de remédier au moins à certaines des difficultés mentionnées ci-dessus. Suivant un aspect de l'invention, il est prévu un procédé pour enlever à partir d'objets métalliques revêtus, des revêtements multiples comprenant au moins un revêtement chimique organique extérieur et un revêtement métallique intérieur, ce procédé consistant A traiter les objets dans une première solution où ils sont soumis à un champ ultra-sonore de façon à enlever essentiellement le revêtement chimique organique extérieur des objets puis â faire passer les objets nettoyés dans une seconde solution qui assure ltenlèvement du revêtement métallique intérieur. Les objets à traiter peuvent comprendre des fragments d'objets qui ont été précédemment refroidis à une température à laquelle ils sont cassants et soumis pendant cet état de friabilité à une fragmentation en vue de créer lesdits fragments. De préférence des particules non ferreuses entraînées avec les objets ou fragments métalliques (ferreux) sont séparées des objets ou fragments à l'état refroidi par des moyens magnétiques, de vibration ou d'application de chocs. Pour le refroidissement et la fragmentation des objets, on peut utiliser un procédé approprié tel que celui décrit dans le brevet britannique nO 1 381 726. Le revêtement chimique organique extérieur peut être une couche de peinture ou de laque, par exemple un système acrylique ou phénolique. Le revêtement métallique intérieur peut être constitué d'étain ou d'un matériau à base d'étain. Dans le cas où le revêtement métallique intérieur est formé d'étain, la seconde solution servant a enlever le revêtement peut contenir un composé d'hydroxyde de sodium. On peut employer d'autres solutions connues appropriées lorsque le revêtement métallique comprend d'autres métaux, tels que du chrome, du nickel, de l'aluminium et du zinc. Les objets métalliques peuvent être formés d'acier ou d'autres matériaux ferreux. On peut également appliquer un champ ultra-sonore aux objets pendant qu'ils se trouvent ou passent dans la seconde solution. Le champ ultra-sonore appliqué aux objets dans la première ou dans la seconde solution peut être un champ comprenant deux fréquences ultra-sonores différentes. La première solution peut être à base d'eau et elle peut contenir un fluide de dégraissage tel qu'un détergent alcalin, Suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu une ins lallation pour enlever a' partir d'objets métalliques des revêtements multiples comprenant au moins un revêtement chimique organique extérieur et un revêtement metallique intérieur, installation caractérisée en ce qu'elle comprend une première cuve contenant une première solution dans laquelle passent les objets métalliques revêtus, un transducteur ultra-sonore monté sur ou dans une position adjacente à la première cuve et agencé pour émettre une énergie ultra-sonore dans la première solution afin de faciliter l'enlèvement d'un revêtement chimique organiqueextérieur, une seconde cuve contenant une seconde solution assurant l'enlèvement d'un revêtement métallique intérieur et un moyen de transfert agence pour enlever des objets de la première cuve et pour les transférer dans la seconde cuve. La. seconde cuve peut également comporter un transducteur ultrasonore monté sur la cuve ou dans une position adjacente à celle-ci, ce transducteur étant agencé pour émettre une énergie ultra-sonore dans la seconde solution afin de faciliter l'enlèvement du revêtement métallique intérieur. L'installation peut comprendre une troisième cuve contenant une solution à base d'eau, avec ou sans transducteur ultra-sonore associe, et un second moyen de transfert agencé pour enlever les objets de la seconde cuve et pour les transférer dans la troisième cuve. Chacune des cuves comporte de préference un convoyeur servant à transporter les objets au travers de la solution contenue dans la cuve. Chacune ou l'une quelconque des cuves peut être immobile ou tournante. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée & titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la Fig. 1 est un schema synoptique inetta r rn evidenc le procédé selon l'invention; - la Fig. 2 représente schématiquement, en élévation et en coupe, des parties d'une installation pour la mise en pratique du procédé selon l'invention; - les Fig. 3 à 5 représentent schématiquement en élévation et en coupe un autre mode de réalisation de l'appareil de la Fig.2; - la Fig. 6 est une vue en perspective schématique d'une autre installation pour la mise en pratique du procédé selon l'invention;; - la Fig. 7 est une coupe longitudinale d'une cuve faisant partie d'une autre installation pour la mise en pratique du procédé; - la Fig. 8 est une vue en perspective d'une partie de la cuve de la Fig. 7; et - la Fig. 9 est une coupe transversale de la cuve des Fig. 7 et 8. Dans le procédé mis en évidence sur la Fig. 1, des boites éta mées jetées après usage qui comprennent un substrat en acier revêtu d'étain puis d'une laque chimique organique ou minérale sont refroidies par un procédé tel que celui décrit dans le brevet britannique n0 1 381 726 et elles sont ensuite brisees en petits fragments dans un broyeur. Cette opération a été indiquée par le bloc 10. De la salete et des matières métalliques essentiellement non ferreuses sont alors séparées magnétiquement des fragments de boites étamées par des dispositifs séparateurs magnétiques classiques. Lorsque les dechets contiennent des boîtes en aluminium à couvercles arrachables, un séparateur tel que celui décrit dans la demande de brevet britannique nO 36 676/75 éposée par la Demanderesse est incorporé à l'installation dans l'étage de séparation défini par le bloc 11 sur la Fig. 1. La séparation de la saleté et des fragments est grandement facilitée par la phase précédente de refroidissement et de fragmentation, en comparaison avec des tentatives de séparation de saleté et de boîtes étamées à l'état brut, puisque la majeure partie des déchets alimentaires et huileux deviennent cassants au refroidissement et sont plus facilement séparés des boites en secouant celles-ci dans la phase de fragmentation. Les fragments de boites sont ensuite transférés dans un étage d'enlèvement de laques et de nettoyage defini par le bloc 12 sur la Fig. 1. On ajoute facultativement aux déchets fragmentés se trouvant dans cet étage des chutes de tôles étamées. L' opération d'enlèvement de laques et de nettoyage s'effectue dans une cuve contenant un fluide de dégraissage, en particulier une solution d'eau et d'un détergent alcalin tel que par exemple celui connu sous la marque "Pyroclean'. On décrira dans la suite en détail divers modes de réalisation de cuves cependant le processus nécessite dans tous les cas que les fragments soient soumis dans la solution à un rayonnement ultra-sonore produit par des transducteurs ultra-sonores montés sur la cuve ou dans une position adjacente à celle-ci.On utilise des fréquences ultra-sonores généralement comprises entre 15 et 50 kHz pendant une période de 25 à 60 secondes afin de faciliter le détachement des particules de saleté et de laque à partir de la surface des fragments, bien qu'il puisse être nécessaire d'adopter des temps d'exposition plus longs pour certains types de laque du type époxy phénolique. On sort ensuite les fragments de la solution de nettoyage et on les transfère dans un premier étage de désétamage, désigne par le bloc 13 sur la Fig. 1. On immerge les fragments dans une solution d'hydroxyde de sodium d'une concentration d'environ 8 % en poids, la solution étant maintenue à une température d'environ 80 QC. Cette solution de désétamage contient également des substances chimiques ap propriées telles que des inhibiteurs, des oxydants ou des catalyseurs éventuellement nécessaires. Facultativement, la solution de désétamage peut également contenir un agent d'enlèvement de laque servant à enlever les traces de laque subsistant après la phase précédente. Le premier étage de dé sétamage contient eventuellement un ou plusieurs transducteurs ultrasonores servant a' soumettre les fragments se trouvant dans la solution de désétamage à un rayonnement ultra-sonore. La cuve contenant la solution de désétamage est semblable à celle quicontient la solution d'enlèvement de laque et de nettoyage et on décrira dans la suite différentes formes de cuves. Les fragments sont enlevés de la cuve du premier étage de désétamage 13 au bout d'un temps prédéterminé et ils sont transférés dans une seconde cuve semblable correspondant au bloc 14 de la Fig.l puis facultativement dans d'autres cuves placées en série et définies par le bloc 15 sur la Fig. 1, jusqu'à ce que pratiquement tout le revêtement d'étain ait été enlevé du substrat métallique ferreux. On sou met ensuite les fragments à une phase de nettoyage final correspondant au bloc 16 de la Fig. 1 et qui fait intervenir une cuve contenant de 1 t eau chaude et éventuellement un détergent alcalin semblable à celui utilisé dans l'étage d'enlèvement de laque et de nettoyage 12. La fonction de cet étage de nettoyage final 16 est d'enlever des fragments ferreux tous les contaminants indésirables qui ont été entraînés hors de la dernière cuve de désétamage.Les fragments sont alors groupés en balles et ils peuvent etre livres sous la forme de fragments de premier choix pour la fabrication d'acier. On va maintenant décrire d'autres constructions et agencements des cuves d'enlèvement de laque et de desetamage. Sur les Fig. 2 à 5, on a désigné des éléments identiques par des références numériques semblables. Sur la Fig. 2, on a représenté une cuve rectangulaire 17 contenant une solution d'enlèvement de laque et de nettoyage 18. La solution 18 recouvre complètement une bande transporteuse 19 continue, disposée -horizontalement et formée d'acier inoxydable, cette bande étant entraînée par un moyen (non représente) de façon que le brin supérieur de la bande 19 se déplace dans la direction indiquée par la flèche 20. La solution 18, qui est à base d'eau et qui contient un détergent alcalin, est mise en circulation continue dans la cuve 17 par une pompe 21 de façon que de la laque, des débris et d'autres contaminants de la solution 18 puissent être extraits à l'aide d'un filtre centrifuge ou un tamis 22. I1 est prévu au-dessus du brin supérieur de la bande transporteuse 19 une série de transducteurs ultra-sonores 23. Les transducteurs 23 pénètrent dans la solution 18 de façon que les ultrasons engendrés soient transmis au travers de cette solution. Des guides, non représentés, empêchent les fragments 24 de tomber par-dessus le bord de la bande transporteuse 19. Les fragments de boîtes étamées 24 qui ont été précédemment produits par traitement cryogénique et par fragmentation des déchets de boites, sont déversés de façon continue à l'aide d'un alimentateur vibrant 25 sur une extrémité du brin supérieur de la bande 19.Les fragments 24 ainsi repartis sur la bande 19 sont alors entraînés sous la rangée de transducteurs ultra-sonores 23 et ils sont sortis de la cuve 17 par un convoyeur magnétique 26 placé au-dessus de la bande et qui attire les fragments 24 pour les faire sortir de la solution 18 et pour les transférer jusqu'à un second alimentateur vibrant 27 qui est positionné de manière à faire parvenir les fragments dans l'étage suivant de l'installation. L'étage suivant est une cuve de lavage ou une cuve de désêtamage, ces cuves étant semblables à celle indiquée sur la Fig. 2 (ou sur les Fig. 3 à 5) mais contenant de l'eau ou une solution de désétamage. Pendant que les fragments 24 traversent la solution d'enlève- ment de laque 18 sur la bande 19, ils sont soumis à un rayonnement ultra-sonore produit par les transducteurs 23 comme décrit en référence à la Fig. 1. L'étalement des fragments 24 sur la bande 19 permet d'appliquer énergie ultra-sonore aux surfaces de la majorité des fragments de boîtes. Si nécessaire, on peut placer des transducteurs supplémentaires au-dessous des fragments ou bien en variante on peut faire tourner les fragments par exemple à 11 aide de jets de fluide au cours de leur déplacement le long de la bande afin d'assurer leur exposition appropriée au rayonnement ultra-sonore.L'application d'une énergie ultra-sonore aux fragments facilite considérablement l'enlèvement des couches de laque organique quand les fragments traversent la solution. La Fig. 3 représente une variante de la cuve de la Fig. 2. Dans cet agencement, la bande transporteuse 10 n'est plus disposée horizontalement mais elle est inclinée vers le haut de façon à sortir de la solution. 18 en direction de l'extrémité de déchargement de la cuve 17. Cela évite de placer un convoyeur 26 au-dessus de la bande transporteuse comme sur la Fig. 1; au contraire, les fragments 24 tombent directement de l'extrémité de la bande 19 dans le second alimentateur vibrant 27.Pour permettre la disposition de la bande inclinée 19, la rangée de transducteurs 23 est également inclinée et on utilise une plaque déflectrice 28 pour faire en sorte que les fragments 24 pénétrant dans la solution 18 ne tombent pas jusqu'au fond de la cuve 17. I1 est à noter que ce système permet d'entraîner la bande transporteuse 19 à partir d'une position placée à l'extérieur de la cuve 17, ce qui simplifie l'agencement des paliers et des joints d'étanchéité pour le système d'entraînement. La circulation de la solution 18 s'effectue de la même manière que sur la Fig. 2. Dans la variante de cuve représentée sur la Fig. 4, on emploie une bande transporteuse 19 disposée horizontalement mais les fragments 24 sont enlevés de la cuve 17 à l'aide d'un convoyeur à vis 29 placé à l'extrémité de déchargement de la cuve 17. En service, les fragments 24 tombent de ltextrémit-- d l'alxwntateur vibrant 27 adjacent. Dans cette installation, la solution 18 est enlevé de la cuve 17 par un extracteur 31 placé à la partie supérieure de la cuve 17 et non pas à la base comme dans les modes de réalisation précédents.La solution èst mise en circulation et filtré de la manière( précédemment décrite. Dans le mode de réalisation de la Fig. 5, il n'est pas prévu de bande transporteuse. Au contraire les fragments 24 tombent sur une surface vibrante inclinée vers le bas et formant le fond de la cuve. La vibration ou oscillation est engendrée par un transducteur 32 monté dans la paroi de fond de la cuve 17. Les fragments 24 se déplacent par conséquent graduellement le long de la paroi de fond sous l'action du champ ultra-sonore avant d'être enlevés par un convoyeur à vis comme décrit en référence au mode de réalisation de la Fig.4. L'installation de la Fig. 6 utilise une cuve annulaire tournante 33 qui est disposée horizontalement et qui est entraînée autour de son axe vertical central sur des tourillons 34. Dans une variante, l'entraînement pourrait être assuré par un arbre vertical central (non représenté). Des-fragments métalliques ferreux qui doivent être dépourvus de laque ou d'étain frelon la phase du processus dans laquelle la cuve intervient) sont introduits par un alimentateur vibrant 35 fixe de façon continue dans la cuve 33 tournant en-dessous. La cuve 33 contient une solution appropriée pour l'enlèvement de laque et le nettoyage ou bien pour le désétamage. Les fragments sont entraînés par la cuve mobile en-dessous d'une hotte fixe 36 qui coi- porte une série de transducteurs ultra-sonores 37 penétrant dans la solution de façon à soumettre les fragments à une radiation ultrasonore. La solution s'écoule à contre-courant par rapport au sens de rotation de la cuve 33. Les fragments se trouvant dans la cuve mobile 33 arrivent ensuite en-dessous d'un convoyeur magnétique 38 situé au-dessus de la cuve. Ce convoyeur extrait les fragments de la cuve 33 et les dépose dans une trémie 39. La circulation continue de la solution dans la cuvé 33 est assurée à l'aide de conduits d'extraction et d'entrée 40, 41 ainsi qu'à l'aide de pompes et de filtres appropriés (non représentés). Le conduit 40 > son prolongement, peut s'étendre jusqu'au fond de la cuve pour assurer 11 enlèvement de tous les débris, les parties de laque, etc.. de la cuve 33. On peut monter un certain nombre de cuves tournantes 33 les unes au-dessus des autres dans une structure en forme de tour, la cuve 33 la plus haute étant utilisée comme étage d'enlèvement de laque et de nettoyage tandis que les cuves inférieures sont utilisées cone étages de désétamage pour les fragments dépourvus de laque qui proviennent de la cuve supérieure. On utilise des transducteurs ultra-sonores dans les étages d'enlèvement de laque et de désétamage afin de favoriser l'enlèvement du revêtement à partir des fragments de boîtes étamées. L'installation représentée sur les Fig. 7 à 9 comporte un convoyeur en suspension à chaîne 50 servant à transporter des récipients 51 de déchets 52 au travers de cuves appropriées 53 en vue d'assurer l'enlèvement de laque le désétamage et le lavage des déchets. Des éléments de suspension 54 des récipients 51 sont agencés de manière que des têtes ultra-sonores 55 puissent être placées au dessus des déchets se trouvant dans les récipients pendant leur passage dans les cuves. Le convoyeur en suspension peut être actionné de façon continue ou intermittente suivant les conditions de traitement. Cependant le fonctionnement intermittent présente l'avantage que, pendant une pé- riode d'immobilisation, les récipients ou paniers en treillis 51 peuvent être mis en vibration de façon à enlever la saleté et à retourner les déchets. Egalement la vibration des paniers peut être utilisée en combinaison avec un lavage pour réduire ltentrainement des sels d'étain. Des essais ont montré que des déchets fragmentés de boites d'étain recouvertes de laque tels que des systèmes époxy-phénoliques, qui sont traditionnellement difficiles à enlever, peuvent être traités efficacement par le procédé selon l'invention de façon à obtenir un bon rendement de récupération d'étain et des déchets pour fabrication d'acier de haute qualité. En outre on peut obtenir des rendements de désétamage sensiblement améliorés par comparaison aux procédés connus. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procéde pour enlever à partir d'objets metalliques revêtus des revêtements multiples comprenant au moins un revêtement chimique organique extérieur et un revêtement metallique intérieur èaractéri- se en ce qu'on traite les objets dans une première solution (12) dans laquelle les objets sont soumis à un champ ultra-sonore de façon à enlever pratiquement le revêtement métallique et organique extérieur desdits objets puis on fait passer les objets nettoyés dans une seconde solution (13) qui agit de façon à enlever le revêtement métallique interieur. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé én ce que les objets métalliques revêtus à traiter sont constitués par des fragments d'objets qui ont été précédemment refroidis jusqu'à une température à laquelle ils deviennent cassants et sont soumis, à ltétat cassant, à une fragmentation (10) pour produire lesdits fragments. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que des particules non ferreuses mélangées aux objets ou fragments métalliques ferreux sont sépares des objets ou fragments se trouvant à l'état refroidi par des moyens magnétiques, de vibration ou d'application de chocs (11). 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le revêtement chimique organique extérieur comprend une peinture ou une laque, par exemple un système acrylique ou phénolique. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le revêtement métallique intérieur est constitue d'étain ou d'un matériau à base d'étain. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde solution servant à enlever le revêtement contient un composant d'hydroxyde de sodium. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les objets métalliques sont formés d'acier ou d'un autre matériau ferreux. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ca caractérisé en ce qu'un champ ultra-sonore est également appliqué aux objets pendant qu'ils se trouvent ou passent dans la seconde solution ( 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le champ ultra-sonore appliqué aux objets se trouvant dans la première ou la seconde solution comprend deux fréquences ultra-sonores différentes. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la première solution 12 est a' base d'eau et contient uri fluide de dégraissage tel qu'un détergent alcalin. Il - Appareil pour enlever à partir d'objets métalliques des revêtements multiples comprenant au moins un revêtement chimique organique extérieur et un revêtement métallique intérieur caractérisé en ce qutil comporte une première cuve (12) agencée pour contenir une première solution dans laquelle passent les objets métalliques revêtus, un transducteur ultra-sonore (23, 37, 55) monté sur la cuve ou dans une position adjacente à celle-ci (17, 33, 53) et a été agencé pour émettre une énergie ultra-sonore dans la première solution de façon à faciliter l'enlèvement du revêtement chimique organique extérieur, une seconde cuve 13 agencée pour contenir une seconde solution assurant l'enlèvement du revêtement métallique intérieur et des moyens de transfert (26, 19, 29, 38, 51) agencés pour enlever des objets de la première cuve et pour les transférer dans la seconde cuve. 12 - Installation selon la revendication il, caractérisée en ce que la seconde cuve est également associée à un transducteur ultra-sonore monté sur la cuve ou dans une position adjacente à celleci, ce transducteur servant à émettre une énergie ultra-sonore dans la seconde solution afin de faciliter l'enlèvement du revêtement métallique intérieur. 13 - Installation selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce qu'elle comprend une troisième cuve (14) agencée pour contenir une solution à base d'eau, avec ou sans transducteur ultra-sonore associé, ainsi qu'un second moyen de transfert agencé pour enlever des objets de la seconde cuve et les transférer dans la troisième cuve. 14 - Installation selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que chacune des cuves comporte des convoyeurs (19, 32, 33, 51) servant à transporter les objets au travers de la solution contenue dans les cuves. 15 - Installation selon l'une quelconque des revendications Il à 14, caractérisée en ce que chacune des cuves (34) peut être tournante.