Brevet FR2479010A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne un Drocédé pour traiter des boues et substances solides métalliques de forte consistance huileuse. En outre l'invention con- cerne une installation Pour la mise en pratique de ce irocédé. Dans le domaine industriel, il se produit, notamment lorsqu'on exécute un usinage de précision de métaux avec addition d'huile, par exemple lors d'une rectification, des boues métalliques ayant une teneur en huile pouvant atteindre jusqu'à 60%, les métaux contenus dans ces boues se présentant sous la forme de grains très fins et même de poussières. De tels résidus de meulage n'ont pas pu jusqu'à maintenant être traités et récupérés d'une manière satisfaisante et éco- nomique. Au contraire on a cherché à les évacuer sous forme de déchets, à les brûler ou bien à les utiliser, en petites proportions, comme mitraille pour la fabrica- tion d'alliages de refusion. Il se pose alors non seule- ment le problème de la pollution de l'environnement mais également celui des uertes de métaux de grande valeur, comme par exemple des métaux non ferreux, et de matières premières comme de l'huile. Il n'est pas possible d'effectuer un séchage de boues métalliues par échauffement car on ne peut ainsi pas réduire sensiblement la teneur en huile. Il s'est avéré qu'on ne pouvait également pas effectuer une séparation de l'huile et de résidus métalliques par centrifugation, à cause du poids spécifique élevé des déchets d'alliages. Pour les mêmes raisons, il n'est Do pas possible d'effectuer un traitement dans un mélan- geur ou dans un dispositif à deux mélangeurs tournant en sens inverse. Enfin on ne peut également pas effectuer une séparation à l'aide de filtres-presses car ceux-ci s'obstruent trop rapidement et car la teneur en huile ou en émulsion huileuse ne peut être abaissée dans le meilleur des cas aue juscu'à 30e. On a également mélangé de tels déchets avec de netites rroportions de matière sèche pour les brûler ensuite ou bien, lorsque la teneur en huile n'est pas excessive, pour les calciner. Ce mode de traitement n'est possible, à cause des risques de pollution de l'environnement, que dans certains cas d'exception et également seulement en observant des con- ditions très sévères. 1i L'invention a en conséquence pour but de per- mettre le traitement de boues et solides métallioues contenant de l'huile, et notamment à forte consistance huileuse, de façon à pouvoir utiliser d'une nouvelle manière leurs différents constituants sans qu'il se produise une pollution de l'environnement. Ce Problème est résolu selon l'invention en ce que la matière à traiter est dissoute, en étant sou- mise à un mouvement constant, avec un excès de solvant et de vapeur dans une masse fluide, en ce que les cons- tituants volatils et fluides sont alors séparés, en ce au'on sépare ensuite le solvant de l'eau et de l'huile sous une surpression qui est au maximum de 0,5 bar et en ce que les solides résiduels peuvent être fondus, dans une opération particulière, avec d'autres résidus et mitrailles. Selon l'invention, les solides et boues métalliques consistantes sont initialement désagrégés ou fluidifiés à l'aide de solvants et sont ensuite dilués avec de la vaDeur pour obtenir une masse fluide dans la- quelle les solides métalliques ne sont plus liés, de sorte qu'on peut séparer les constituants volatils et fluides des substances solides et qu'on peut traiter séparément ces constituants. De cette manière on peut abaisser la teneur en huile des boues jusqu'en dessous de 55 le séchage des substances solides par exemple avec ad- dition de chaleur puis d'assurer leur fusion dans des fours électriques ou des fours à arc. La matière est traitée de telle sorte qu'on n'obtienne pas de résidus, sans avoir à effectuer une combustion ou un grillage de cette matière. Lorsqu'on opère avec des solvants chlorés, on prévoit pour le solvant un circuit à partir duquel on sétare simplement l'huile à récupérer et réutiliser ainsi sue l'eau par distillation, cette huile récupérée étant Dar exemple brilée à des fins de chauffage tandis que l'eau est récupérée avec un degré de pureté qui permet sa décharge à l'égout avec obser- vation des règlements concernant les eaux usées. Lors- qu'on opère avec des solvants alcalins, on détermine la valeur du pH des eaux évacuées et le cas échéant avant la décharge finale, on effectue sa neutralisation d'une manière connue. On contrôle également la concentration en impuretés métalliques. On peut observer sans aucune difficulté les conditions réglementaires de décharge des eaux usées ou bien les prescriptions de Hartinger dans le document "Abwasserbehandlung" (Technique/Chimie). L'huile récupérée est par exemple brûlée dans une ins- tallation spéciale, avec observation des prescriptions TUV, à l'aide de brOleurs mixtes pour huile légère et huile lourde et le cas échéant après mélange avec de l'huile fraîche, en vue de la production d'énergie. Lors d'un traitement alcalin, l'air déchargé se compose seulement d'air chaud de sorte qu'il n'est plus néces- saire d'effectuer une séparation des constituants vola- tils du solvant. L'air chaud peut être utilisé à des fins de chauffage. Avantageusement, on fait intervenir successi- vement le solvant et la vapeur, c'est-à-dire que la va- peur est introduite seulement quand le solvant a déjà dissous la matière à traiter qui est ainsi désagrégée, de sorte que la vaieur accélère et amplifie le processus de dissolution et réduit ainsi les besoins en solvant, la matière solide restante étant séchée après l'éva- cuation du solvant. La matière à traiter est avantageusement déplacée alternativement dans un tambour à axe horizon- tal, notamment avantageusement en faisant tourner alter- nativement et à intervalles le tambour dans un sens et dans l'autre autour de son axe longitudinal à des vi- tesses comprises par exemple entre 0 et 24 t/mn. Le 1i solvant est introduit dans ce cas en quantité comprise entre au moins une fois et demie et plusieurs fois la quantité de la matière à traiter, ce qui permet de dis- soudre également des boues solides contenant de l'huile sous forme d'une masse fluide. Le rapport entre la ma- tière à traiter et le solvant est variable en fonction de la nature de la matière à traiter et en outre ce sol- vant ueut être introduit à des températures différentes. Egalement le traitement mécanique ou bien le mouvement, produit mécaniquement, de la matière à traiter dépend, en ce cui concerne sa durée et son intensité et jusqu'à un certain degré, de la matière à traiter. Dans le cas d'un traitement alcalin, il est nécessaire d'effectuer un post-.lavage de la matière traitée avec de l'eau. Le procédé selon l'invention est par exemple mis en Draticue de telle sorte qu'initialement la boue métallique contenant de l'huile soit introduite dans le tambour immobile et que du solvant soit ajouté en plus grande quantité que celle de la boue. Ensuite, on effectue une addition de vapeur et on fait tourner al- ternativément le tambour à une vitesse assez grande après addition du solvant. Au bout d'environ 20 minutes ou bien d'environ 200 tours, la vapeur se trouvant enco- re dans le tambour est évacuée, en même temps que les constituants liquides du remplissage du tambour, à savoir un mélange d'huile, d'eau et de solvant. L'op4ra- tion est répétée. Après un post-lavage effectué à environ 601 , la masse solide subsistant dans le tambour a une teneur en huile qui est Qualitativement nulle, Le séchage est alors effectué par une nouvelle injection de vaDeur jusqu'à l'obtention d'une fluidité suffisante et on peut également effectuer ce séchage dans un four à tambour rotatif. On sépare du liquide sortant l'huile et l'eau à l'aide d'agents de formation d'écume huileuse et Dar une distillation, de façon que le solvant puisse être à nouveau réutilisé, par exemple par un recyclage. L'huile récupérée ainsi obtenue est utilisée pour le chauffage du four rotatif et également pour la généra- tion de vaDeur et, dans ce but, on la mélange avan- tageusement avec de l'huile fraîche dans une proportion qui est par exemple de 50:50. A l'aide d'un brûleur spécial, on reut également brûler directement l'huile récupérée après que la température de service a été atteinte. Les matières solides séchées sont finalement fondues dans un four électrique ou dans un four à arc et elles sont par exemple coullées sous la forme de blocs ou de lingots. On oeut ensuite les refondre pour pro- duire des aciers de bonne qualité. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma d'ensemble d'une installation de traitement de boues et solides métalliques contenant de l'huile, et les figures 2 et 4 sont des représentations shématiques de différentes conceptions du tambour rotatif de pré= raration des matières. La partie trincitale de l'installation est cons- tituée par un tambour 1, représenté seulement de façon schématique, pouvant tourner autour d'ur axe horizontal et ui comoorte au centre des tubulures d!admissio-n 14 et de décharee 45, en avant desouelles il est à chaque fois prévu dens le tambour une tale déflectrice 2C ou 21 afin d'éviter des obstructions. Le tambour 1 est monte à l'aide de tourillons tubulaires 22 et 23 dans des paliers 24 et 25 et il est Dourvu d'un dispositif d'entrafnement oui peut le faire tourner par intermit- tence et de façon échelonnée dans une direction ou dans l'autre autour de l'axe horizontal, à des vitesses pou- vant atteindre 24 t/mn. Sur la paroi intérieure du tam- bour 1, il est prévu des Pièces rapportées se pré- sentant sous la forme de six tubes 26 orientés parallè- lement à l'axe de rotation et servant de grille de re- tenue (figure 2) ou bien deux séries de trois tubes 26, 27 (figurE 3 et 4) , qui sont fixés sur la paroi intérieure en étant orientés d'un angle aigu vers le bas, et de la gauche vers la droite ou inversement, afin de former des compartiments et un genre d'hélice, en vue de oroduire un déplacement additionnel de la charge de matière lors de la rotation du tambour. La matière à traiter dans le tambour 1 est introduite et déchargée par un conduit 13. Du solvant est chauffé dans une cuve 2 et est soumis à une agitation oar exemple à l'aide d'un mécanisme agitateur, non reoréserté et logé dans cette cuve. A l'aide d'un tuyau 17, on oeut introduire de l'eau dans la cuve 2. La Production de vareur est effectuée au centre par l'intermédiaire d'une chaudière 4, la vapeur oeut être canalisée aussi bien vers la cuve 2 qu'également direc- tement dans le tambour 1 afin de chauffer le solvant ou bien de traiter la matière se trouvant dans le tambour 1. Du solvant alcalin est déchargé, après termi- naison du traitement, hors du tambour 1 par l'intermé- diaire d'un bac réceoteur 5 et il est ensuite introduit dans un système à trois chambres 3 dans lequel le solvant 2479O10 est séparé de l'eau et de l'huile usée. Le solvant alcalin ainsi récup4ré est transféré du système à trois chambres dans la cuve 2 tandis que l'eau est canalisée dans une colonne de distillation 7 et est déchargée Dar l'intermédiaire d'un conduit d'évacuation 9, après détermination du pH et le cas échéant après une neutra- lisation. L'huile récupérée parvient dans un récipient collecteur 8 soit directement en provenance du système à trois chambres 3, soit en provenance de l'instal- lation de distillation 7 après séparation de l'eau. L'huile récupérée qui est collectée dans la cuve 8 est réutilisée pour le chauffage de la chaudière 4. Lorsau'on opère avec un solvant chloré, le traitement du solvant s'effectue dans une instal- lation de distillation 10 à partir de laquelle l'eau séparée peut être évacuée directement par l'intermé- diaire d'un tuyau 18 tandis que l'huile récupérée parvient dans un récipient 12 alors que le solvant épuré parvient dans un récipient 11. A partir du ré- cinient 11, le solvant chloré peut être recyclé directement, à l'aide d'un tuyau 19, dans le tambour 1 tandis que l'huile collectée dans le récipient 12 peut être réutilisée pour le chauffage de la chaudière 4. L'air résiduel est déchargé du tambour 1 par l'inter- médiaire d'un tuyau 6. A l'exception du système à trois chambres 3, toutes les parties de l'installation qui peuvent entrer en contact avec des solvants, sont constituées d'acier au chrome-nickel 18/8, de façon à pouvoir utiliser sélectivement des solvants alcalins et chlorés. REVENDICJTIONS 1. Procédé de traitement de boues et solides métalliques contenant de l'huile et notamment à forte con- sistance huileuse, caractérisé en ce qu'on dissout la matière à traiter, en la faisant déplacer constamment, avec une quantité en excès de solvant et de vapeur sous forme d'une masse fluide, en ce qu'on sépare ensuite les constituants volatils et fluides, en ce qu'on sépare en- suite le solvant de l'eau et de l'huile et en ce qu'on peut effectuer la fusion des solides résiduels. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait entrer en action successivement le sol- vant et la vapeur. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière à traiter est dépla- cée alternativement dans un tambour à axe horizontal et en ce qu'on introduit alors le solvant et la vapeur suivant l'axe du tambour. 4. Procédé -selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce qu'on fait tourner al- ternativement et à intervalles le tambour autour de son axe longitudinal suivant un mouvement de rotation éche- lonné. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fait tourner le tambour dans les deux sens de rotation à des vitesses pouvant atteindre 24 t/mn. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce qu'on introduit le solvant à une température variable. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce qu'on introduit le sol- vant en quantités variables. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce qu'on effectue un lava- ge à l'eau des substances solides métalliques après le traitement avec un solvant alcalin. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé en ce qu'on sèche à la vapeur les substances solides après la séparation du solvant et de l'eau et en ce qu'on peut les traiter sélective- ment avec un solvant alcalin ou chloré, 10. Procédé selon la revendication 9, caracté- risé en ce que la chaleur utilisée pour le séchage est produite jusqu'à 90 % par combustion de l'huile récupé- rée dans le traitement. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 10, caractérisé en ce que la matière à trai- ter placée dans le tambour tournant reçoit du sol- vant, évaporé et échauffé, en ce que l'émulsion d'huile et d'eau est extraite et en ce que la matière est éga- lement séchée. 12. Installation pour la mise en oeuvre du pro- cédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un tambour cylindri- que (1) monté de façon à pouvoir tourner autour d'un axe horizontal, qui est pourvu d'un mécanisme d'entraînement le faisant tourner alternativement dans des directions opposées, et qui comporte une canalisation 14 pour faire arriver et évacuer les solvants et la vapeur ainsi qu'une ouverture (13) pour l'introduction et la décharge de la matière traitée. 13. Installation selon la revendication 12, ca- ractérisée en ce que, pour l'introduction de solvants et de vapeur, il est prévu des tubulures qui s'étendent au travers des paliers du tambour (1) ainsi que des tôles déflectrices ou de renvoi qui sont placées dans le tam- bour en avant desdites tubulures. 14. Installation selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée en ce que le tambour (1) comporte des éléments rapportés (16), tels que des tubes, qui sont fixés sur sa paroi intérieure et qui s'étendent parallèlement ou bien également suivant un certain angle par rapport à l'axe de rotation du tambour.