Brevet FR2354817A1 — publié le 19780113

La présente invention concerne un nouveau procédé de nettoyage et de séparation de sous-produits de hauts fourneaux et d'aciéries contenant des ma tières ferreuses récupérables et une gangue de stérile en vue d'obtenir un produit valorisable ayant une teneur moyenne en fer d'au moins 80 % pour les granulométries de réemploi en acierie. Depuis de nombreuses années déjà, l'industrie de la Sidérurgie s'est préoccupée de récupérer les éléments métalliques inclus dans les déchets et autres sous-produits provenant du fonctionnement des hauts fourneaux et des aciéries. En effet, les sources techniques du fer sont essentiellement constituées par les minerais et les ferrailles de récupération, ces dernières étant toujours considérées comme source complémentaire d'approvisionnement en raison de leurs qualités variables et mal contrôlables et de leur prix A ces sources premières, s'ajoute celle constituée par les sousproduits sidérurgiques magnétiques provenant des hauts fourneaux et des aciéries. Par "sous-produits sidérurgiques magnétiques" lthomme de l'art entend définir tous les résidus ferreux récupérables dans lès dechets de laitiers issus de la production des hauts fourneaux et dans les déchets de scories ou décombres d'aciéries. Ces sous-produits se présentent généralement sous forme de morceaux de fonte ou d'acier, de granulométries éminemment variables, enro bés d'une gangue de laitier ou de scories limitant leur réemploi. Pour traiter et valoriser cette source de matière première, de nombreux moyens et procédés ont été proposés en vue de séparer les éléments ferreux et les stériles, en s inspirant de la préparation des minerais de fer. C'est ainsi que l'on a décrit un procédé de triage a partir d'un tambour électro-magnétique permettant une séparation directe des produits ferreux de leur gangue, au moment où se produit l'autoconeassagesdes sops-próduits. Ensuite, s'effectue une opération de criblage qui consiste a séparer les divers grains des sous-produits selon des granulométries différentes. Selon la taille des sous-produits magnétiques ainsi séparés de leur gangue, la fraction constituée par les produits ayant une granulométrie inférieure a 10 millimètres et une teneur en fer moyenne de 50 %, est envoyée en agglomération, tandis que la fraction constituée par les produits ayant une granulométrie comprise entre 10 et 300 millimètres et une teneur en fer moyenne de 65 Z, peut être réutilisée comme matière première d'addition dans les hauts fourneaux, Enfin, la fraction constituée par les produits ayant une granulomé- trie supérieure à 300 millimètres, connus sous le nom de "SCRAPS" sont réutilisés en additions dans les aciéries après un nettoyage par boulage. L'étape de l'agglomération des produits de dimension inférieure a 10 millimètres s impose car l'emploi de grains de faibles dimensions, encore appelés "menus", dans un lit de fusion, provoque une augmentation de la consom mation de combustible, des pertes par les poussières et par le laitier, une diminution de la production et des difficultés de fonctionnement. Mais les procédés actuellement connus ne permettent pas d'obtenir pour les sous-produits ainsi traités, des teneurs en fer qui soient en moyennés supérieures a 60 %. Ainsi, leur réinsertion en tant que matière premiere dans les hauts fourneaux et les aciéries reste peut importante en raison de leur faible teneur moyenne en éléments magnétiques, bien que l'homme de l'art ait ressenti depuis longtemps cette absolue nécessité de valoriser ces déchets. C'est pourquoi, la demanderesse poursuivant ses recherches en ce domaine a trouvé et mis au point un procédé de nettoyage et de séparation des sous-produits sidérurgiques magnétiques provenant des hauts fourneaux et des aciéries qui se présente comme une combinaison nouvelle de moyens connus. Le procédé selon l'invention, qui permet d'obtenir des sous-produits sidérurgiques magnétiques débarassés de leur gangue stérile, se caractérise par le fait que les sous-produits contenant les matières ferreuses, enrobées de leur gangue stérile, sont cribles jusqu'à l'obtention d'une fraction "a" de granulométrie 0-600 millimètres et une fraction "ss" de granulométrie supérieure à 600 millimètres, en ce que la fraction "a" est traitée dans un champ magnétique à haute intensité pour séparer les produits magnétiques de leur gangue, en ce que la fraction "a" et la fraction "ss" réduite à granulométrie inférieure à 600 millimètres, sont nettoyées ensemble par autoconcassage dans au moins un tambour tournant, en ce que, à la sortie dudit autoconcassage, une fraction "r" enrichie en matière magnétique, constituée par des matériaux métalliques d'une granulométrie supérieure à 80 millimètres est séparée d'une autre fraction "6" de granulométrie 0-80 millimètres contenant des matières magnétiques et des stériles, en ce que ladite fraction "6" est traitée par un champ magmatique pour éliminer les stériles, puis est criblée afin de séparer une fraction "o" de granulométrie 0-10 millimètres et une fraction "X" de granulométrie supérieure à 10 millimètres adjointe à la fraction riche "Y" pour constituer une fraction unique de granulométrie 10-400 millimètres et de teneur en éléments magnétiques au moins égale à 80 % directement utilisable en aciérie (ou hautfourneau pour les produits à base de fonte). Les sous-produits sidérurgiques magnétiques "S.P." constitués par des déchets de laitiers, des déchets de scories, des décombres d'aciéries, ou autres déchets, sont introduits (figure 1) par une trémie d'alimentation dans un appareil d'extraction et de criblage à vitesse variable qui permet de séparer une fraction "a" ayant une granulométrie comprise entre 0 et 600 millimètres d'une autre fraction "ss", constituée par des gros blocs, dont la granulométrie est supérieure à 600 millimètres. Cette fraction "ss" est véhiculée par (1) vers un moyen (B) mécanique ou autre, permettant par coupage, broyage,concassage, boulage, de réduire cette granulométrie à une valeur inférieure à 600 millimètres ou de la nettoyer pour obtenir une teneur suffisante de l'ordre de 70 à 75 X de fer. La fraction "a" est introduite en (C) par (3) qui peut être un convoyeur à bande par exemple, où se produit une séparation magnétique réalisée grâce à un tambour magnétique à enveloppe tournante, qui sépare les stériles évacuées par (4) des éléments magnétiques récupérables. La fraction "a" ainsi enrichie est amenée par tout moyen approprié (5) dans au moins un nettoyeur (D) constitué par un dispositif d'enrichissement de minerais décrit dans les brevets français 1 495 580 et 1 541 736 où elle est traitée conjointement avec la fraction "g" de granulométrie réduite. Le débit d'alimentation de (D) étant réglé par (5), l'action de nettoyage se réalise par autoconcassage dans le tambour tournant dont la structure permet d'évacuer en continu une fraction "6" constituée par les particules les plus fines de granulométrie comprise entre 0 et 80 millimètres, tandis que les blocs magnétiques de granulométrie supérieure à 80 millimètres, débarassés de leur gangue stérile, forme une fraction "y" particulièrement enrichie en produits récupérables dont la teneur en produits magnétiques est au minimum de 80 Z. Ainsi, cette fraction "y", dont sont éliminés les stériles, est directement utilisable sans autre traitement, dans les aciéries quand il s'agit de riblonds, et dans les hauts fourneaux quand il s'agit d'éléments de fonte. La demanderesse a constaté qu'il peut etre particulièrement intéressant, podr augmenter encore la teneur en produits magnétiques, d'implanter plusieurs nettoyeurs en série. Leur nombre n'est pas limitatif et procède essentiellement de l'origine des sous-produits à traiter, ainsi que des conditions économiques. La fraction "6" sortant du nettoyeur (D) est acheminée par (8) vers (E) représentant une séparation magnétique. L'appareil de séparation magnétique peut etre par exemple une poulie magnétique, un tambour à enveloppe tournante, ou tout moyen autre connu dans ce domaine. A la sortie de (E) la fraction stérile est éliminée par un convoyeur (9) et la fraction enrichie en éléments magnétiques est dirigée par (10) vers un criblage (F) qui assure la séparation de cette fraction en deux fractions "X" et "e" de granulométries différentes. La fraction "h" > qui présente une granulométrie de 10 à 80 millimètres dont la teneur est d'au moins 80 % en éléments magnétiques, est adjointe par (11 à la fraction antérieure "y". Le mélange des fractions "X" et "Y" constitue par (7) une source d'alimentation très intéressante pour les aciéries. La fraction "0" rassemblant les "fines" de granulométrie 0-10 millimètres représente une teneur en éléments magnétiques d'au moins 50 % et est ex traite par (12). Selon une variante du procédé, la fraction "e" est enrichie en éléments magnétiques en introduisant un dispositif magnétique de triage (G) séparant les particules les plus chargées en éléments magnétiques, des stériles éliminés par (13). La fraction "0" enrichie en (G) jusqu a une teneur d'au moins 70 % en éléments magnétiques peut être convoyée par (14) vers une zone d'autoconcassage (H) dont elle sort en étant acheminée par (15) vers un criblage (I) qui permet d'extraire deux fractions "v" et "X". La fraction "v" de granulométrie 5-10 millimètres, a une teneur en éléments magnétiques qui n'est pas inférieure 70 X, qui peut etre directement utilisée comme source d'approvisionnement des hauts fourneaux. La fraction "U" de granulométrie 0-5 millimètres peut faire l'objet d'une agglomération puisqu'elle détient une teneur en élément magnétique d'au moins 60 z qui justifie cette opération en vue de recycler ces produits de constitution suffisamment homogène pour pouvoir etre mélangés avec des minerais pour constituer un lit d'aggloméré. Dès lors, le procédé selon l'invention qui assure l'obtention depro- duits ayant une teneur en éléments magnétiques élevée, permet de valoriser les sous-produits magnétiques sidérurgiques en les recyclant dans les aciéries et hauts fourneaux sans étape intermédiaire de fusion. Exemple : On a traité selon l'invention 171 tonnes de produits dits "décombres d'aciéries" et à titre comparatif, 171 tonnes de ces mêmes produits dans une installation classique appartenant à l'art antérieur et comportant un tambour magnétique et un crible permettant de séparer en fraction de granulométrie 0-10 millimètres et 10-300 millimètres. Les résultats ont eté regroupés dans le tableau suivant Procédé selon l'art antérieur Procédé selon l'invention Fractions . Poids recueillis z Fe Poids recueillis % Fe Q - 10 45 T 50 Z 58 T 50 Z 10 - 300 28 T 65 Z 12 T 95 Z stériles 98 T 101 T TOTAL 171 T 171 T Il est remarquable de constater que le procédé selon l'invention donne une fraction de granulométrie 10-300 millimètres ayant une teneur en Fe de 95 Z , tandis que le procédé selon l'art antérieur donne, pour cette même fraction, une teneur en Fe de 65 % seulement. REVENDICATIONS 10) Nouveau procédé pour nettoyer et séparer de leur gangue les sousproduits sidérurgiques magnétiques provenant des hauts fourneaux et des aciéries en vue d'obtenir des matériaux très riches en fer, directement recyclables dans les unités de production de la fonte et de l'acier, caractérise en ce que, les sous-produits sont criblés jusqu'à l'obtention d'une fraction "a" de granulométrie 0-600 millimètres et une fraction "ss" de granulométrie supérieure à 600 millimètres, en ce que la fraction "a" est traitée dans un champ magnétique a saute intensité pour séparer les produits magnétiques de la gangue, en ce que la fraction "a" et la fraction "ss" réduite à une granulométrie inférieure à 600 millimètres sont nettoyees ensemble par autoconcassage, dans au-moins un tambour tournant, en ce que, à la sortie dudit autoconcassage, une fraction enrichie en matière ferreuse "y", constituée par des matériauxrmétalliques d'une granulométrie supérieure à 80 millimètres est séparée d'une autre frac tion "6" de granulométrie 0-80 millimètres, contenant des matières ferreuses et des stériles, en ce que ladite fraction "6" est traitée par un champ magnétique pour éliminer fis stériles et est criblée afin de séparer une fraction "H" de granulométrie 0-10 millimètres ayant une teneur d.au moins 50 % en éléments magnétiques et une fraction "X" de granulométrie supérieure à 10 millimètres, adjointe à la fraction riche "y", pour constituer une fraction unique de granulométrie 10-400 millimètres et de teneur en éléments magnétiques au moins egale à 80 Z directement utilisable en sidérurgie. 2 ) Nouveau procédé selon 1 ), caracterisé en ce que la fraction "H" est enrichie par une séparation magnétique, puis broyée et criblée en donnant une fraction "V" de granulométrie 5-10 millimètres ayant une teneur en éléments magnétiques d'au moins 70 % directement utilisable en sidérurgie, et une fraction a" de granulométrie 0-5 millimètres ayant une teneur en éléments magnétiques de 60 Z utilisable en aggIomeration.