Brevet FR2479712A1 — publié le 19811009

La présente invention se rapporte & la fabrication du noir de carbone, et concerne plus particulièrement un proc- de et un appareil de récupération du noir de carbone emprisonné dans une gangue de fibres de verre. Les problèmes d'écologie et de récupération des matières recyclables en remplacement de matières premières naturelles ont pris de plus en plus d'importance au cours des dix dernières annCes. Cette récupération et ce recyclage apportent aussi l'avantage de supprimer la nécessité d'liminer des déchets. Le brevet des Etats-Unis dtAmOrique n 4 038 100 ddorit un procédé de rEcupération de ce genre. Il décrit la manière selon laquelle une composition de noir animal peut être produite à partir d'un caoutchouc qui contient des hydrocarbures polymdrisés et du noir de carbone par pyrolyse et broyage du caoutchouc avec des billes chauffes pendant une durée suffisante pour vaporiser et dépolymériser les hydrocarbures et produire ainsi une matière noire solide en très petites particules.Le noir animal ainsi produit est exempt de caoutchouc non décomposé et de coke et son coéfficient de décoloration par la benzine est supérieur à 70 %, de préférence 90 *. Les bandages pneumatiques tels que ceux des automobiles, des camions, etc.. constituent la source de caoutchouc principalement concernée par ce brevet. Etant donné que la plus grande partie des bandages pneumatiques actuellement produits contiennent des matières darmature en fibre de verre et/ou en acier, le noir animal produit par le procédé mentionné ci-dessus contient des particules indésirables de fibre de verre et d'acier qui doivent être liminsses. Les particules d'acier sont facilement dliminees par un dispositif magnétique en vue d'être recyclées. Les fibres de verre sont limnées en faisant passer le noir animal par un tamis à mailles fines que les particules de noir de carbone extrêmement fines peuvent traverser mais qui retient les particules de fibres de verre formant un matelas de fibres, par exemple d'une épaisseur de 25 à 100 mm. Les matelas qui sont sortis du tamis selon le brevet précité représentent un sous-produit actuellement perdu contenant deux constituants potentiellement utilisables, la fibre de verre et le noir de carbone. Les matelas contiennent gEnéralement de 30 à 50 % de fibre de verre et de 50 à 70 % de noir de carbone. L'invention a pour objet de proposer un procédé et un appareil de récupération de ces deux sous-produits potentiellement utiles et d'éliminer les matelas sous forme d'un sous-produit perdu dans le procEd pr- cité. L'invention permet d'atteindre ce résultat grssce à un procédé qui consiste essentiellement à faire passer le mate las dans un agitateur de manière à le disperser partiellement en un nuage de particules de fibres de verre et de noir de carbone libre, à faire passer un courant d'air dans le nuage avec une vitesse suffisante pour entraîner les particules libres de noir de carbone et les particules de fibres de verre exemptes de carbone, sans entratner les particules de fibres de verre combinées avec du carbone, à sdparer les particules libres de noir de carbone des particules de fibres de verre exemptes de noir de carbone, à recueillir les particules libres et sépares de noir de carbone sous forme d'un premier sous-produit utilisable, et biler les particules séparées de fibres de verre pour éliminer le noir de carbone qui subsiste et qu'elles ont entratné de manière à former des particules de fibre de verre exemptes de noir de carbone sous forme d'un second sous-produit uti lisable. Selon un mode de réalisation, l'opération de combuS- tion des particules de fibres de verre se fait dans une pla- ge de 500 à 5500C. L'invention concerne également un appareil destins à la mise en oeuvre de ce procédé, comportant une enceinte avec une entre et une sortie disposés de manière à crier une colonne d'air ascendante dans l'enceinte lorsque l'air la traverse entre l'entrée et la sortie, un agitateur sous forme de plusieurs lames rotatives disposées dans l'enceinte de manière à rompre une partie au moins des matelas qui sont placés dans l'enceinte en un nuage do particules de fibres de verre et de particules libres de noir de carbone une source de force motrice qui entraîne l'agitateur, un dispositif relié l'enceinte pour y crier un colorant d'air entre l'entrée et la sortie, la vitesse de ce courant d'air étant suffisante pour que les particules libres de noir de carbone et les particules libres de fibres de verre exemptes de carbone soient seules entraînées vers le haut contre leur propre poids par la colonne d'air ascendante afin de sortir de enceinte par sa sortie, un premier séparateur branchu de manière à re ce voir le courant d'air sortant de l'enceinte et qui sépare les particules exemptes de noir de carbone du courant d'air (par exemple dans le prisent mode de ralitation un séparateur à cyclone, un second sépara- teur relié au premier séparateur pour en rocevoir le courant d'air et en séparer les particules libres de noir de carbo ne (par exemple un filtre à sac dans le prisent mode de réa- lisation), et un dispositif de combustion relit au premier séparateur pour en recevoir les particules séparées exemptes de noir de carbone et leur faire subir une combustion de manitre à brûler le reste de noir de carbone qu'elles entras nent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue simplifiée en élévation et en coupe partielle d'un appareil selon l'intention destins à la mise en oeuvre du procédé. La figure montre donc que l'appareil selon l'invention comporte essentiellement une enceinte 10 avec une entre 12 près de son extrémité inférieure et une sortie 14 près de son extrémitd supérieure. L'entrée 12 est agencée de ma- nitre à recevoir des morceaux de matelas 16 de fibres de verre, provenant par exemple d'une bande convoyeuse 18 qui ntest pas concerne par l'invention.L'entrée 20 d'un sdpa- rateur à cyclone 22 est branchée sur la sortie 14. Le sépa- rateur à cyclone 12 est du type entrain par un moteur de manière qu'en fonctionnement, de l'air 24 soit aspird par l'entrée 12 de l'enceinte 10 en formant une colonne d'air ascendante, indiquée par la flèche 26, à l'intérieur de l'encette 10 et sortant par la sortie 14 vers le séparateur à cyclone 22, par son entrée 20. Un agitateur, désigné globalement par 28, est disposé dans le fond de l'enceinte 10. L'agitateur 28 comporte un arbre 30 accouplé, à l'extdrieur de de l'enceinte 10, avec un moteur d'entratnement 32 qui le fait tourner lorsqu'il est connecté à une source d'alimentation appropriée, non repré- sentée, par le ctble d'alimentation 34. A l'intérieur de l'enceinte 10, plusieurs lames rotatives 36 sont fixées sur l'arbre 30. Quand ce dernier tourne, les lames 36 tournent rapidement avec lui de manière à rompre les morceaux de matelas 16 de fibres de verre qui viennent en contac-t avec elles, sous forme de particules 38 de fibres de verre et de particules libres 40 de noir de carbone.Les particules libres 40 de noir de carbone et des particules 38' de fibre de verre qui sont exemptes de noir de carbone adhdrent sont très légères et sont forcées vers le haut par les lames tournantes 36 en formant un nuage 42 de particules 38' et 40 à l'intérieur de l'enceinte 10. Le courant d'air 24 pene- trant par entrée 12, formant une colonne ascendante 26, et sortant par la sortie 14 traverse le nuagè 42 en entrai- nant les particules légères 38' et 40 contre leur propre poids, en les faisant sortir par la sortie 14.Les morceaux non rompus des matelas 16 de fibres de verre et des particules 38 de fibres de verre plus lourdes ne sont pas entrat- nées par le courant d'air 24 et retombent sur les lames rotatives 36 pour être recyclées jusqu'8 ce qu'une partie suffisamment dispersée sorte de. l'enceinte 10 avec les particules plus légères. Dans le but de faciliter cette opéra- tion, la partie inférieure 44 de l'enceinte 10 est inclinez vers les lames rotatives 36 afin de guider les matelas 16 et de recycler les particules 38 dans ces lames. L'air 24 qui pénètre par l'entrée 20 du séparateur à cyclone 22 entratne avec lui les particules 38' de fibres de verre exemptes de noir de carbone et les particules libres 40 de noir de carbone. A l'intérieur du séparateur à cyclone 22, les particules 38' de fibre de verre sont séparées de l'air 24 qui contient les particules libres 40 de noir de carbone.Les particules 38' de fibres de verre tombent par le conduite 46 dans un leur 48 tandis que l'air 24 et les particules libres 40 de. noir de carbone passent par la conduite 50 vers l'entrée d'un séparateur 52, par exemple un filtre à sac susceptible d'éliminer les particules libres 40 de noir de carbone sous forme d'un premier sous-produit utilisable, et l'air propre 24 s'échappe, pratiquement exempt de particules 40 de noir de carbone. Le brdleur 48 est associé avec un dispositif désigné globalement par 54 qui en maintient la température à une valeur de 500 à 5500C de préférence. A cette température, le noir de carbone qui reste sur les particules 38 de fibres de verre est brtlé et il est éliminé dans les gaz d'échappement 56 tandis que les particules 38' de fibre.de verre sortent sous forme d'un second sous-produit utilisable du procédé et de l'appareil. I1 apparat ainsi que grâce au procédé et à l'appareil selon l'invention, les matelas 16 de fibres de verre constituant un sous-produit du brevet précité sont complètement dissociés en leun constituants utiles, ce qui supprime le problème d'élimination de ces matelas et permet d'obtenir de la fibre de verre (c'est à dire les particules 38p) et du noir de carbone (c1est à dire les particules 40) sous forme de sous-produits utiles. Bien entendu, diverses modifications peuvent entre appor tées par l'homme de l'art au procédé et à l'appareil décrits et illustrés à titre d'exemple nullement limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Procédé de séparation en noir de carbone utilisable et en fibres de verre utilisables d'un produit d'une opération consistant en un matelas de fibres de verre contenant du noir de carbone emprisonné dans ses interstices, proce- dé caractérisé en ce qu'il conSiste-essentiellement à faire passer le matelas dans un agitateur pour le rompre au moins partiellement en un nuage de particules de fibres de verre et de particules libres de noir de carbone, à faire passer un courant d'air dans ledit nuage avec une vitesse suffisante pour prélever et entratner les particules libres de noir de carbone et les particules de fibre de verre exemptes de carbone, sans prélever ni entratner les particules de fibre de verre combinées avec du noir de carbone, à séparer lesdites particules libres de noir de carbone desdites particules de fibres de verre exemptes de noir de carbone, à recueillir lesdites particules libres et séparées de noir de carbone sous forme d'un premier sous-produit utilisable et à mettre en combustion lesdites particules séparées de fibres verre pour éliminer le reste de noir de carbone qu'elles entralnent de manière à former des particules de fibres de verre exemptes de noir de carbone sous forme d'un second sous-produit utilisable. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à recycler dans ledit agitateur les particules de fibres de verre supportant du noir de carbone, non entratnées par le courant dtair à faible vitesse. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractéris en ce que ladite mise en combustion desdites particules St':pt- rCS de fibres de verre pour en éliminer le reste de noir de carbone qu'elles entraient consiste à chaurter lesdites particules de fibres de verre dans une plage de 500 à 5500C pendant une période suffisante pour biler le reste de noir de carbone entratné. 4 - Appareil de séparation de matelas de fibres de verre contenant du noir de carbone emprisonné dans ses interstices, sous forcie de noir de carbone utilisable et de fibres de verre utilisabZes, appareil caractérisé en ce qu'il comporte un agitateur (28) destiné à rompre au moins une partie des matelas (16) venant en contact avec lui sous forme d'un nuage (42) de particules (38) de fibres de verre et de particules libres (40) de noir de carbone, un dispositif destiné à faire passer un courant d'air (24) dans ledit nuage (42) avec une vitesse suffisante pour pr4- lever et entraîner des particules libres (40) de noir de carbone et des particules (38') de fibres de verre exemptes de noir de carbone, sans prélever ni entraîner les particules de fibres de verre auxquelles est combiné du noir de carbone, un dispositif (22) (22) branch de manière à recevoir ledit courant d1air (24) entraînant lesdites particules et destiné à séparer lesdites particules libres (40) de noir de carbone des particules (38') de fibres de verre exemptes de noir de carbone lesdites particules (40) ii- bres et séparées de noir de carbone constituant un premier sous-produit utilisable dudit appareil, et un dispositif (48) branché de manière à recevoir lesdites particules (38') de fibres de verre exemptes de noir de carbone qui sont séparées afin de les mettre en combustion et de brdler le reste de noir de carbone qu'elles entrainent, lesdites particules brilées, exemptes de noir de carbone constituant un second sous-produit utilisable dudit appareil. 5 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte on outre, un dispositif (44) destin à diriger vers ledit agitateur (28) les parties des matelas qui ne sont pas suffisamment dispersées pour pénétrer dans ledit nuage (42) et lesdites particules de fibres de verre qui ne sont pas entratndes par ledit courant d'air, de ma- nitre que lesdits matelas (16) et lesdites particules de fibres de verre non entraînées par ledit courant d'air (24) soient recyclés jusqu'à ce qu'ils soient suffisamment disperses pour pénétrer dans ledit nuage (42). 6 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (54) relié audit dispositif de combustion (48) et destiné à le maintenir à une température de 5000C à 550 C. 7 - Appareil de séparation en noir de carbone utilisable et en fibres de verre utilisables de matelas de fibres de verre contenant du noir de carbone emprisonné dans ses interstices, appareil caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte (10) avec une entre (12) et une sortie (14) disposées de manière à créer une colonne d'air ascendante (24) dans ladite enceinte quand l'air la traverse entre ladite entrée (12) et ladite sortie (14), un agitateur (28) disposé dans ladite enceinte (10) et destiné à rompre au moins une partie des matelas (16) placés dans ladite enceinte (10) sous forme d'un nuage (42) de particules (38) de fibres de verre et de particules libres (40) de noir de carbone, un dispositif (32) d'entrainement dudit agitateur (28), un dispositif relié à ladite enceinte et desiné à y créer un courant d'air (24) entre ladite entrée (12) et ladite sortie (14) la vitesse dudit courant d'air étant suffisante pour que les particules libres (40) de noir de carbone et les particules (38') exemptes de noir de carbone s'élbvent seules contre leur propre poids sous l'effet de ladite colonne d'air ascendante (24), pour sortir de ladite enceinte (10) par ladite sortie (14), l'appareil comportant également un premier séparateur (22) branché pour recevoir ledit courant d'air (24) sortant par ladite sortie (14) et destiné à séparer dudit courant d'air les particules (38') de fibres de verre exemptes de noir de carbone, un second séparateur (52) branché sur ledit premier séparateur (22) et destiné à en recevoir ledit courant d'air (24) et à séparer lesdites particules libres (40) de noir de carbone dudit courant d'air et un dispositif de mise en combustion (48) relié audit premier séparateur (22) pour en recevoir lesdites particules (38') séparées et exemptes de noir de carbone et à les mettre en combustion pour brûler le reste de noir de carbone qu'elles entratnent. 8 - Appareil selon la revendication 7, carsetérisé en ce que ledit dispositif de combustion (48) comprend en outre un dispositif (54) destiné à le chauffer et à le maintenir à une température de 500 à 550oC. 9 - Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite enceinte (lo) est inclinée intErieurement (44) vers ledit agitateur (28) de manière que des parties des matelas (16) placées dans ladite enceinte (lO) et qui ne sont pas suffisamment dispersées pour pénétrer dans ledit nuage (42) ainsi que les particules de fibres de verre entranant suffisamment de noir de carbone pour ne pas etre entraînées par ledit courant d'air (24) soient dirigées vers ledit agitateur (28) afin que lesdits matelas (16) et lesdites particules soient constamment recyclés jus- qu'à ce qu'ils soient suffisamment dispersés pour pénétrer dans ledit nuage (42). 10 - Procédé de séparation en noir de carbone utilisa ble et en fibres de verre utilisables de matelas de fibres de verre contenant du noir de carbone emprisonné dans ses interstices, procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à faire passer les matelas dans un agitateur afin de les rompre au moins partiellement sous forme d'un nuage de particules de fibres de verre et de particules libres de noir de carbone, à faire passer un courent d'air dans ledit nuage avec une vitesse suffisante pour prélever et entrR4ner les particules libres de noir de carbone et les particules de fibres de verre pratiquement exemptes de noir de carbone sans prélever ni entratner les particules de fibres de verre auxquelles est combiné du noir de carbone, à séparer lesdites particules de noir de carbone des particules de fibres de verre exemptes de noir de carbone, à recueillir lesdites particules de noir de carbone séparées sous forme d'un premier sous-produit utilisable et à mettre en combustion lesdites particules de fibres de verre séparées afin d'en éliminer le reste de noir de carbone quelles entratnent de manière à obtenir des particules de fibres de verre exemptes de noir de carbone sous forme d'un second sous-produit utilisable.