Brevet FR2468408A1 — publié le 19810508

?468408 La présente invention concerne un - - - procédé de séparation à sec de pyrite du charbon, dans lequel du charbon subit, dans un étage de broyage, un séchage-broyage, et le broyat est amené avec ce courant de gaz à un étage de séparation o il est séparé en broyat fin utilisable (par exemple pour une combustion), d'une part, et en broyat grenu, d'autre pat, le broyat grenu pouvant être réintroduit, en tnt que retour de bro3 t grenu dans la circulation, dans l'étage de broyage, et de la pyrite étant finalement enlevée du broyat. L'invention concerne en outre une installation de mise en oeuvre d'un tel procédé, cette installation comportant des moyens de-broyage suivis - d'un séparateur, et des moyens pour un retour de broyat grenu,les moyens de broyage étant aménagés pour recevoir un gaz pour le broyage, et le broyat pouvant être introduit avec ce gaz dans le séparateur o s'effectue une séparation en broyat fin utilisable et broyat grenu. Le mot "Pyrite"désigne le bisulfure de fer du genre marcassite. Comme on le sait c'est soue forme de pyrite qu'est présente une partie du soufre du charbon, cette pyrite comportant plus de 50 % de soufre. Par exemple dans le cas du charbon de la Ruhr, 40 à 60 % du soufre est contenu dans la pyrite. Les cristaux de pyrite sont présents à l'état pur dans le charbon. Ils sont imbriquées dans le charbon ou-les stériles incombustibles ou agrégés au charbon et aux Sériles. L'enlèvement de la pyrite du charbon constitue une contribution importante à la désulfuration du charbon, et par conséquent à la désàlfuration des fumées lors de la combustion du charbon. Dans le cadre des dispositions connues, relevant du genre considéré, c'est par utilisation des propriétés magnétiques de la pyrite, au moyen de champs magnétiques, que l'on s'efforce de séparer la pyrite du charbon. Cela exige des moyens d'une complexité considérable. En outre, les dispositions connues en sont encore au stade des essais. Il est impossible de savoir s'il sera possible de les mettre en oeuvre à grande échelle, dans le cadre d'un processus continu. De plus, le fait que l'on puisse certes séparer la pyrite, mais pas les stériles restés dans le broyat est gênant. Les dispositions mises en oeuvre à grande échelle pour le traitement du charbon sont d'une nature différente de celles selon l'invention et se concentrent sur des porcédés qui, pour la plupart, sont appliqués immédiatement sur les lieux d'extraction du charbon. Ils recourent essentiellement à des hydrocyclones, tables vibrantes et méthodes de flottation, c'est-à-dire à des méthodes par voie humide. De cette façon, on classe ou trie différents charbons commercialisés en fonction de leurs utilisations. Ces procédés de classement et triage ont certes pu etre notablement améliorés au cours de ces dernières années, mais leurs possibilités d'application sont néanmoins limitées. On n'a jusqu'à présent pas réussi, dans le cadre des méthodes et moyens mis en oeuvre à grande échelle pour la préparation du charbon, à enlever aussi, dans une mesure suffisante, la pyrite du charbon. La présente invention a pour but de perfectionner le procédé du genre mentionné au début, de façon que l'on puisse, simplement et sans grande complication, extraire non seulement la pyrite mais aussi les stériles broyés; La présente invention a en outre pour but de perfectionner l'installation du genre mentionné au début, de façon que le procédé selon l'invemtUon puisse être mis en oeuvre de façon simple. Pour atteindre ces buts, l'invention préconise que le retourde broyat grenu soit enlevé totalement ou partiellement (selon la teneur en pyrite) de la circulation et amené à un étage de séparation par la densité qui sépare d'une part un mélange fait principalemen " yrite lourde et stériles broyés présents, d'une part, du charbon broyé entratné, d'autre part, et que le mélange de pyrite et stériles broyés soit extrait et, tout comme le charbon broyé, envoyé à une autre utilisation, par exemple réintroduit dans l'étage de broyage. L'invention tire parti du fait que la densité de la pyrite est de l'ordre de 5g/cmS, celle des stériles de 2 à 2,5 g/cm5, et celle du charbon de 1,2 à 1,7 g/cm3 selon sa composition. Les cristaux de pyrite sont durs et ne sont que difficilement broyables en grains fins. Tout cela ensemble autorise une séparation très poussée de la pyrite, comme décrit. Du fait de la différence de broyabilité des constituants en cause, il y a forcément, dans le retour de broyat grenu, un enrichissement en matières difficilement broyables après que, dans l'étape de broyage, les cristaux de pyrite ont été séparés du charbon auquel ils étaiebt agrégés. Bien que portant en premier lieu sur la pyrite, l'enrichissement concerne aussi les composants stériles quartzeux durs. La circulation du broyat grenu est ainsi effectuée jusqu'à ce qu'il y ait, dans celui-ci, une composante pyrite" apte à être économiquement extraite, de la façon décrite, dans l'étage de séparation par la densité. En présence d'une "composante pyrite" importante, la circulation peut 8tre complètement interrompue. Au nivea.u du détail, le procédé selon l'invention peut prendre diverses formes. C'est ainsi qu'il sera généralement opportun que le retour de broyat grenu prélevé dans la circulation subisse, avant l'introduction dans l'étape de séparation par la densité, un tamisage et soit ainsi libéré du charbon n'ayant été broyé qu'en grain fort. Le mélange de pyrite et stériles broyés extrait de l'étage de séparation en fonction de la densité peut aussi subir un autre tamisage si, par exemple, la pyrite et les stériles entra!nés doivent être séparés en vue de l'utilisation ultérieure de la pyrite ou encore du soufre qu'elle contient. Un tel tamisage ou criblage en aval peut aussi servir à la séparation du charbon éventuellement encore entratné, ayant un grain relativement fort par rapport à la pyrite et/ou aux stériles broyés. Les avantages atteints par l'invention sont importants. Ils résident globalement en ceci que, dans le cadre d'un séchage-broyage habituel suivi d'une séparation, la pyrite peut aussi être séparée sans complication particulière, Js caractéristiques propres à l'étage de séparation contribuant elles-mêmes à la séparation de la pyrite. Comme résultat, on arrive ainsi à ce que l'émission d'anhydride sulfureux qui, autrement, se produirait lors de la combustion, soit réduite moyennat une opération supplémentaire à co*t minime faiteen combinaison avec le broyage-séchage qui est de toute façon nécessaire. On obtient en outre en même temps une réduction de l'usure des moyens de broyage, dans la mesure o la pyrite est extraite de la circulation. Les dispositions prévues par l'invention sont aptes à être utilisées, sans problème, dans une centrale produisant de l'énergie à partir du charbon. L'élimination de la pyrite du charbon offre en outre la possibilité d'utiliser du eharbon riche en soufre dans les cas o une désulfuration des fumées Erès combustion n'est pas rentable ou même impossible. En outre, à l'avenir, on pourra aussi exploiter les veines de charbon riche en pyrite qui, jusqu'à présent, ne pouvaient trouver d'utilisation économiquement valable du fait de la forte teneur en soufre. La possibilité de mettre le procédé en oeuvre avec des investissements techniques très simples constitue un avantage notable. Partant de l'installatiin du genre mentionné au début l'installation selon l'invention se caractérise par le fait que des moyens de séparation en fonction de la densité sont raccordés au retour de broyat grenu (dans ou derrière le séparateur), ces moyens séparant le grenu en un mélange de, principalement, pyrite lourde et stériles broyés présents, d'une part, et charbon d'autre part. On peut alors opérer avec les moyens de séparation par la densité les plus divers. Dans une forme de réalisation préférée, particulièrement simple et fiable, et permettant de faire appel à des ensembles ayant fait leurs prexes, les moyens de séparation par la densité présentent au moins une goulotte vibrante inclinée qui transporte vers le haut la matière plus dense (ce&-à-dire le mélange ccaBtitué principalement de pyrite lourde et de stériles broyés présent) et qui est en outre constituée en dispositif fluidiseur faisant s'écouler la matière moins dense (c'est-à-dire le charbon broyé entra!né) vers le bas. De telles goulottes vibrantes sont également appelées goulottes vibrants à soufflage. Un gaz fluidiseur est amené par des ouvertures au fond de la goulotte vibrante. En général, c'est avec de l'air que l'on opère pour fluidiser. Toutefds, on peut aussi utiliser des fumées ou un gaz tiré de fumées. Le gaz entrant par les ouvertures du fond de la goulotte vibrante est dans tous les cas dosé de façon que la matière amenée ne soit fluidisée que partiellement. Les fractions spécifiquement lourdes, donc la pyrite et les stériles entralnés, sont transportées, par le mouvement vibratoire de la goulotte, contre la pesanteur, jusqu'à une sortie plus haute de la goulotte. Les éléments "charbon", plus légers, sont fluidisés de sorte qu'ils accomplissent pour ainsi dire un mouvement d'écoulement vers le bras. Ils peuvent être ramenés au broyage. La matière extraite à la sortie supérieure consiste essentiellement en stériles et pyrite et ne comporte plus qu'un faible reste de charbon. Le soufre contenu dans la pyrite peut être l'objet d'un traitement ultérieur par exemple pour obtenir de l'acide sulfurique. Pour ce traitement ultérieur, on peut opérer de façon connue avec un foyer à lit fluidisé, avec ou sans adjontion d'agents absorbant l'anhydride sulfureux. En fait, la matière constituée de pyrite et de stériles extraite dans le cadre de l'invention est justement apte à une telle utilisation ultérieure. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure unique représente le schéma d'une )5 installation de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, intégrée à un foyer de chaudière. Sur le schéma, on peut voir des moyens de broyage 1 auxquels le charbon à broyer provenant d'une trémie ou d'un silo 2 àcharbon brut qu'il faut sécher et broyer est amené par un dispositif d'alimentation 3. Une soufflante ou ventilateur 4 de réaspiration de gaz ou fumées reprend le courant de gaz ou fumées G provenant d'un générateur 5 de vapeur, et ce gaz est utilisé comme gaz de séchage du charbon lors du broyage. Des registres 7 et une prise de soutirage 6 permettent de régler la température de ce gaz en fonction des nécessités du broyage. Le broyat parvient, avec le gaz G, dans un séparateur 8. Là, le broyat fin -c'est-àdire le poussier de charbon K résultant du broyage - est séparé des petits cristaux de pyrite P et des composants stéiles un peu plus gros ainsi que des particules de charbon ayant encore un grain fort. Le charbon K à grain fort et les stériles retombent, parrue conduite 9, dans les moyens de broyage 1. Le broyat grenu constitué des petits cristaux de pyrite P, des composants stériles à grain un peu plus fort et, éventuellement, de quelques particules de charbon K, pourrait ttre mis en circulation par la conduite 9, Toutefois, dans l'agencement adopté, des moyens 10 de séparation par la densité sont raccordés à la conduite de retour de broyat grenu, cela étant fait - dans le présent exemple - dès le séparateur 8. Ces moyens de séparation par la densité partagent le broyat grenu en un mélange -fait principalement de pyrite lourde et de stériles broyés, d'une part, et de charbon K broyé entraîné, d'autre part, et séparent le mélange du charbon K. Cela s'effectue par réaspiration via la conduite 11. Dans le présent exemple, et selon une forme de réalisation _30 préférée, les moyens de séparation par la densité sont constitués par une goulotte vibrante 10. Cette goulotte vibrante 10 est constituée en dispositif fluidiseur recevant un gaz approprié G qi, dans le présent exemple, est un gaz de fumées G réaspiré et épuré par l'intermédiaire d'un filtre supplémentaire 12. La goulotte vibrante 10 est soumise, par lun générateur de vibrations 13, à un mouvement tel que la fraction lourde se trouvant sur le fond en tamis 14 soit transportée vers haut, contre la force de la pesanteur. La partie fluidisée plus légère est renvoyée - avec le gaz G nécessaire pour la fluidisation - dans le circuit de broyage, cela par l'intermédiaire d'un transporteur à tuyère d'entratnement 15. La matière extraite à l'extrémité supérieure de la goulotte vibrante 10 est envoyée soit à un dép8t soit à une autre utilisation. Les fumées et vapeurs et la poussière de charbon finement broyé K sont envoyées dans un extracteur 16 pour ttre séparées. La poussière de charbon K parvient, par l'intermédiaire d'un sas 17, dans la trémie à charbon 18. Les vapeurs et fumées vont à la cheminée via un ventilateur 19 et un filtre à fumées 20. La fine poussière recueillie dans le filtre à fumées, 20, est également envoyée au silo à poussier 18, par l'intermédiaire d'un dispositif d'alimentation '21. Le poussier combustible destiné à chaque brûleur 215 est extrait du silo 18, à chaque fois par un alimentateur 28, et mélangé à de l'air porteur et soufflé dans le générateur de vapeur. Sur le schéma, seul un brûleur 2_ est représenté. L'air de combustion pour la chaudière 5 est amené par une soufflante d'air, 24. Il est préchauffé dans le préchauffeur 25, par le gaz des fumées, et, envoyé aux buses 26 d'air secondaire de la chaudière et/ou partiellement utilisé comme agent de transport du poussier combustible. Les fumées produites quittent la chaudière en passant par le préchauffeur d'air 25, le filtre de fumées 27 et sont envoyés à l'atmosphère par des moyens de tirage 28, via la cheminée. Dans une forme de réalisation, particulièrement _o importante dans le cadre du procédé et de l'installation selon l'invention, on opère avec um goulotte vibrante inclinée 10 qui transporte vers le haut la matière plus lourde (c'est-à-dire le mélange comportant principalement de la pyrite lourde P et des stériles concassés présents), et qui est en outre constituée en dispositif fluidiseur, de façon que la matière moins dense (c'est-à-dire le charbon broyé K encore entratné) puisse s'écouler vers le bas. Par ailleurs, l'intégration des dispositions décrites à un foyer de chaudière, comme représenté sur la figure, présente un caractère particulièrement important dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de séparation à sec de pyrite du charbon, dans lequel du charbon suât, dans un étage de broyage, un séchage-broyage, et le broyat est amené avec ce courant de gaz à un étage de séparation o il est séparé en broyat fin utilisable (par exemple pour une combustion), d'une part, et en broyat grenu,d'autre part, le buyat grenu pouvant etre réintroduit, en tant que retour de broyat grenu dans la circulation, dans l'étage de broyage, et de la pyrite étant finalement enlevée du broyat, ce procédé étant caractérisé par le fait que le retour de broyat grenu est enlevé totalement ou partiellement de la circulation et amené à un étage de séparation par la densité qui sépare un mélange constitué principalement de la pyrite lourde et des stériles broyés présents, d'une part, du charbon broyé encore entraîné, d'autre part, et par le fait que le mélange de pyrite et de stériles broyés est extrait et, tout comme le charbon broyé, est envoyé à une autre utilisation, par exemple réintroduit dans l'étage de broyage. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le:Mt que le retour de broyat grenu enlevé de la circulation est soumis à un tamisage avant l'introduction dans l'étage de séparation par la densité, et n'est alors débarassé que du broyat de charbon à grain fort. D.- Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 ou 2, caractérisé par le fati que le mélange extrait de l'étage de séparation par la densité, constitué de.pyrite et stériles broyés, est soumis à un autre tamisage. 4.- Installation de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant des moyens de broyage suivis d'un séparateur, et des moyens pour un retour de broyat grenu, les moyens de broyage étant aménagés pour recevoir un gaz pour le broyage, et le broyat pouvant 9tre introduit avec ce gaz dans le séparateur o s'effectue une séparation en broyat fin utilisable et broyat grenucette installation étant caractérisée par le fait que des moyens(10)de séparation par la densité sont raccordés au retour de broyat grenu, lesquels moyens séparent le broyat grenu en un mélange fait principalement de la pyrite lourde (P) et de stériles broyés présents, d'une part, et en charbon (K) d'autre part. 5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée parle fait que les moyens de séparation 7vierante/ par la densité présentent au moins une goulotteinclinée O10 (O10) qui transporte vers le haut la matière la plus lourde (c'est-à-dire le mélange fait principalement de pyrite lourde (P) et de stériles broyés présents), et par le fait que la goulotte vibrante inclinée (10O) est en outre constituée en dispositif fluidiseur aui laisse lamatière moins dense(c'est-à-dire le charbon broyé (K) encore entratné) s'écouler vers bas.