Brevet FR2411635A1 — publié le 19790713

.La présente invention est relative à un procédé de triage magnétique de corps de forme granuleuse, de masse volumique quelconque, présentant des duretés superficielles différentes et non susceptibles d'être traitées tel quel au moyen des techniques classiques que sont la séparation gravimétrique, la flottation, le triage magnétique ou la séparation électrostatique. On connaît de nombreuses techniques de séparation de corps solides n'ayant pas même nature. Toutes recourent soit à de-sprocédés chimiques soit à des procédés physiques. Dans les premiers, les corps se trouvent combinés à des produits étrangers le plus souvent coûteux qutil faut ensuite éliminer ; dans les seconds, au contraire, bien que l'on puisse faire appel à certains adjuvants, les corps gardent leur propre nature, ce qui est d'autant plus intéressant quand on traite des corps relativement purs.Parmi ces procédés physiques, les uns nécessitent un changement d'état comme la distillation, la cristallisation fracctionnée, les autres laissent les corps en l'état et mettent en oeuvre soit ses propriétés de masse volumique dans la séparation gravimétrique, soit ses propriétés de tension superficielle dans la flottation, soit encore ses propriétés magnétiques dans la séparation du même nom ou électriques dans la séparation électrostatique. Ce groupe de procédés,ne modifiant pas l'état physique des corps, ne nécessite pas la fourniture d'énergie calorifique pour passer de la phase solide à la phase liquide ou gazeuse et le fait donc préférer aux autres dans tous les cas où c'est possible. Mais, si l'on pouvait encore faire un choix, on prendrait parmi ces techniques celles qui pratiquent par voie sèche et n'ont pas besoin de mise en suspension dans les milieux liquides comme la flottation ou la séparation hydrogravimétrique et, par conséquent, sont dispensées des opérations de séchage fortes consommatrices d'énergie. Ainsi, outre la séparation électrostatique, le triage magnétique par voie sèche apparaît comme une méthode économique, respectant la nature des corps à séparer. De plus, elle peut s'appliquer à des corps présentant une grande gamme de granulométrie (2 pm à 100 nia), une grande diversité allant des métaux aux minéraux naturels ou artificiels et se caractérise par une grande souplesse de réglage et une simplicité de traitement des produits intermédiaires. Cependant, comme tout procédé, le triage magnétique a ses limites. 11 ne peut être appliqué indifféremment à tous les corps. Une condition impérative est que ces corps placés dans un champ magnétique puissent subir une attraction certes, c'est le cas de tous les corps dits ferromagnétiques dont la force d'attraction est relativement très grande, mais déjà, pour les corps paramagnéti quels, le triage s'avère beaucoup plus difficile et il faut alors utiliser des champs magnétiques intenses atteignant 2 teslas et présentant une grande varia tion linéaire ; quant aux corps diamagnétiques, leur force d'attraction est nulle et ils ne peuvent être soumis à cette technique. C'est pourquoi la demanderesse, consciente des nombreux avantages que présentait l'utilisation des propriétés magnétiques au triage de corps, a cherché à en étendre l'application. Déjà, certains travaux avaient permis une extension ; c' est le cas par exemple du grillage magnétisant des hématies ou l'enri- chissement par flottation. Mais, tous se bornaient à exacerber le caractère magnétique qui préexiste dans les corps à séparer. Au contraire, dans la présente invention,les auteurs on voulu conférer des propriétés magnétiques à des corps qui n'en ont aucune, comme les diamagnétiques. Cependant, comme toute invention, elle ne saurait prétrendre s'appliquer à tous les corps quels qu'ils soient. Elle exige que ces derniers présentent une dureté superficielle différente. Dans ces conditions, on peut leur appliquer le procédé selon l'invention qui est caractérisé par les phases suivantes - on ajoute aux corps à trier des particules magnétiques, - on traite l'ensemble de façon à pouvoir incruster une partie de ces particules dans le corps le moins dur, - on élimine de l'ensemble les particules non incrustées, - on soumet le produit résultant à l'action d'un champ magnétique. La première caractéristique de l'invention consiste à ajouter aux corps à trier des particules magnétiques. Ces corps ont, en général, une dimension inférieure à 100 min et, de préférence, comprise entre 1 et 10 mn, mais il n'est pas nécessaire que celle-ci soit la même pour chacun des corps en présence ; en outre, la forme de ces derniers peut être quelconque. On y ajoute une quantité de particules magnétiques inférieure en poids à celui des corps à trier et, de préférence, voisine de 33 Ca. Ce mélange peut être brassé ou non avant le traitement d'incrustation. Dans le cas où les corps à trier ont des dimensions supérieures à 100 min, il est souhaitable de procéder soit à un broyage, soit à un déchiquetage suivant la nature des matériaux constituant les corps ; il est alors possible d'ajouter les particules magnétiques au cours de cette opération. Ces particules magnétiques ont, de préférence, une dimension inférieure à 500 pm et une forme aciculaire de façon à favoriser le traitement d'incrustation. Elles sont constituées de matériaux présentant une force d'attraction relativement grande qui peuvent être des-matériaux naturels ou synthétiques tels que, par exemple, magnétite, ferrosilicium, ferrite ou autres aimants artificiels. Le choix est fixé en fonction de la dureté des corps à trier, car il faut que les particules magnétiques aient une dureté supérieure à celle du corps le moins dur pour rendre l'incrustation possible ; une différence au moins égale à 1 unité dans 1' échelle de MHOS est souhaitable La deuxième caractéristique de l'invention consiste à traiter l'ensem- ble corps + particules magnétiques de façon à pouvoir incruster une partie de cés particules dans les corps les moins durs. Ce traitement s'opère dans tout appareil de fragmentation qu'il opère soit par compression, comme le broyeur à galets, soit par percussion, dans le cas du broyeur à marteaux, soit par cisaillement, hâcage, déchiquetageg tels que le granulateur ou le broyeur à boulets. Autant de dispositifs qui permettent aux particules aciculaires de pénétrer dans la surface du corps le moins dur et de staccrocher plus ou moins solidement. Ce traitement d'incrustation peut, dans certains cas, être favorisé par l'action de la température. En effet, on sait que la dureté superficielle de certains corps décroît lorsqu'on les chauffe. Cette propriété peut être mise à profit pour faciliter l'incrustation des particules magnétiques. Cependant, cette possibilité est limitée du fait qu'il ne faut pas dépasser soit la tempé- rature de fusion du corps le plus fusible, soit la température de transformation chimique du corps le plus sensible à l'action de la température, car, cela empêcherait de séparer les corps dans leur état initial et nuirait à 1 'intérêt du procédé.Il faut donc opérer à une température inférieure à celle susceptible de provoquer au sein de l'ensemble traité une modification autre que celle visant à changer la dureté superficielle de l'un au moins des corps à trier. Cette phase du procédé permet ainsi d'obtenir un corps qui a acquis, du fait de l'incrustation des particules magnétiques, une capacité d'attraction nettement supérieure à celle du corps le plus dur. La troisième caracteristique de l'invention consiste à éliminer de l'ensemble les particules non incrustées. En effet, toutes les particules magnétiques ajoutées aux corps à trier ne se sont pàs incrustées dans le corps le moins dur Une certaine quantité reste libre. On procède, alors, à leur élimination de l'ensemble de façon à n'avoir plus en présence que les corps les mains durs incrustés de particules et les corps les plus durs à peu près semblables à ce qu' ils étaient avant traitement. Cette élimination peut se faire simplement par criblage à travers une grille de maille voisine de 500 um. Les particules recueillies sont, alors, remises en circuit dans une nouvelle opération de triage. La quatrième caractéristique de l'invention consiste à soumettre le produit résultant de 1 'élimination des particules magnétiques non incrustées à un champ magnétique. Cette opération a lieu soit dans une séparatrice magnétique ou électromagnétique classique, soit dans une séparatrice à haute intensité si l'on veut un triage plus poussé. Le classement des corps triés peut se faire en deux ou trois catégories suivant que l'on sépare les corps magnétiques des corps non magnétiques ou que l'on cherche à obtenir une catégorie de corps intermédiaires constitués de corps de faible dureté ayant subi une incrustation insuffisante et de corps plus durs ayant subi une incrustation trop élevée. Dans ce cas, cette catégorie est recyclée dans l'installation. Ce principe d'incrustation de particules étrangères basé sur la différence de dureté peut être étendu à des domaines autres que la séparation magnétique. On peut très bien concevoir d'incruster également des particules colorées ou modifiant la tension superficielle ou les propriétés électriques ou encore la masse volumique et de soumettre les produits ainsi obtenus aux traitements classiques mettant en oeuvre ces propriétés. L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures jointes. La figure 1 représente, de façon schématique, un équipement permettant de mettre le procédé en pratique. la figure 2 montre un séparateur magnétique appliqué à l'obtention de deux catégoriels de produits. La figure 3 montre un séparateur appliqué à l'obtention de trois catégories de produits. Sur la figure 1, on voit une trémie d'alimentation (1) en corps à séparer dans laquelle sont ajoutées les particules magnétiques, un couloir de liaison (2) avec un broyeur à boulets (3) dans lequel s'effectue le traitement d1in- crustation. A la sortie du broyeur se trouve un crible (4) à travers lequel sont éliminées les particules magnétiques non incrustées qui sont recyclées par une bande transporteuse (5) et un élévateur (6) vers la trémie (1). Le produit résultant du criblage est soumis à l'action du champ magnétique d'un séparateur (7) qui trie les corps incrustés de particules magnétiques et ceux qui n'ont pas subi d'incrustation. Les premiers sont recueillis dans le récepteur (8) et les autres, dans le récepteur (9). La figure 2 représente un séparateur magnétique (7) alimenté par l'in termédiaire du crible (4). On y voit un tambour rotatif (10) équipé d'un aimant ou électroaimant fixe (-=lt-) -Au cours de la rotation du tambour, les covl,s non incrustés sortant du crible (4) sont entraînés et, comme ils ne sont pas magnétiques, ils décrivent une trajectoire de chute libre et tombent dans le récepteur (9) ; par contre, les corps les moins durs,qui ont été incrustés de particiles magnétiques, subissent l'attraction de l'aimant (11) et restent collés au tambour jusqu'à ce que cette attraction cesse en un point (12) où ils se détachent et tombent dans le récepteur (8). La figure 3 est semblable à la figure 2. La différence porte sur le fait que les corps sont séparés en trois catégories : d'une part, les corps durs qui ntont subi aucune incrustation et qui s 'écoulent par gravité dans le récepteur (15) > d'autre part, les.corps qui ont été légèrement magnétisés par une faible incrustation et qui restent attachés au tambour jusqu'à ce que la force de la pesanteur dépasse la force d'attraction et les fait chuter dans le récep- teur (14), enfin, les corps incrustés de façon normale et qui poursuivent leur chemin accrochés à la paroi du tambour jusqu'à ce que l'aimant cesse son action pour chuter alors dans le récepteur (13). Les corps recueillis en (14) sont ensuite recyclés au niveau de la trémie d'alimentation (1) pour subir un nouveau traitement dtincrustation. Des réglages sont possibles permettant de déplacer la quantité de corps recueillis en (14) soit vers (15), soit vers (13). L'exemple suivant permet de mieux illustrer l'invention. On charge dans la trémie d'alimentation (1) un mélange de corps en cuibre et en plomb. On y a joute 1/3 en poids de ferrite de granulométrie inférieure à 500 um. L'ensemble est introduit dans un broyeur où les boulets représentent 60 % de la masse corps + ferrite. Après séparation magnétique en deux catégories, on a recueilli un produit renfermant en (8) : 97% Pb et 3 t Cu en (9) : 99 % Cu et 1 % Pb. Le même mélange a été soumis à une séparation en trois catégories. On a recueilli un produit renfermant en (13): 97 % Pb et 3 % Cu en (14): 50 % Pb et 50 % Cu en (15): 99,5 % Cu et 0,5 % Pb. Ces trois fractions représentaient respectivement 50,15 %, 1,65 % et 48,20 % du total. Au cours de ces traitements, après avoir procédé au criblage à 500 un, on n'a pas constaté de perte appréciable en cuivre et en plomb. La consommation de ferrite était très-faible et de l'ordre de 1 % du poids entré. Le procédé selon l'invention trouve son application dans tous les cas où on cherche à trier de façon économique des corps naturels ou artificiels, mé- talliques ou non ; il suffit qu'ils présentent une dureté superficielle différente. Ainsi, des mélanges de cuivre, plomb ou alum miunjplomb, résultant de la granulation de câbles électriques isolés récupérés sont traités aisément. Mais, il est évident que ce procédé présentera un intérêt encore plus grand lorsqu'on cherchera seulement à isoler le corps le plus dur car celui-ci n'est pas incrusté de particules magnétiques et n'a pas à subir de traitement ultérieur pour len débarrasser, comme c'est le cas pour les corps les moins durs. REVENDICATIONS 1 / - Procédé de triage de corps de dureté superficielle différente, caractérisé en ce que on ajoute aux corps à trier des particules magnétiques, on traite l'ensemble de façon à pouvoir incruster une partie de ces particules dans le corps le moins dur, on élimine de ltensemble les particules non incrustées, on soumet le produit resultant à l'action d'un champ magnétique. 20/ - Procédé de triage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules magnétiques appartiennent au groupe des aimants naturels et artificiels. 3 / - Procédé de triage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules magnétiques ont une dureté supérieure au corps le moins dur. 40/ - Pr,oedé de triage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules magnétiques ont une dimension inférieure à soe um. 50/ - Procédé de triage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement d'incrustation s'effectue dans un appareil de fragmentation appartenant au groupe opérant par compression, percussion, cisaillement, hachage, déchiquetage. 6 / - Procédé de triage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement d'incrustation s'effectue à une température supérieure à la température ambiante et, en tout cas, inférieure à celle susceptible de provoquer au sein de l'ensemble traité une modification autre que celle visant à changer la durete superficielle de l'un au moins des corps à traiter.