Brevet FR2476671A1 — publié le 19810828

i La présente invention concerne un procédé de préparation de coke aciculaire à partir de brais de houille. Les cokes aciculaires possèdent de bonnes propriétés de graphitisation et constituent donc une matière de départ appropriée pour la production d'électrodes de graphite de haute qualité. Il est connu de fabriquer des cokes aciculaires de bonne qualité à partir de brais de houille en débarrassant les brais après liquéfaction par chauffage à 135-180'C, des cendres, du noir de carbone et des constituants insolubles dans la quinoléine et en soumettant les brais ainsi purifiés à une cokéfaction. La filtration des brais en l'absence de diluants est difficile et extrêmement longue. Le procédé n'a donc été utilisé jusqu'ici dans la pratique qu'à une échelle réduite, bien que les filtrats provenant des brais non dilués donnent les meilleures qualités de coke aciculaire. On a trouvé à présent que l'on pouvait obtenir des cokes aciculaires par cokéfaction de brais appropriés en un temps acceptable en filtrant un brai de houille liquéfié par chauffage sous une pression de 2 à 10 bar, graduellement jusqu'à formation d'un gâteau de filtration de 40 à 80 mm au-dessus de tamis ayant des ouvertures de 100 à 220 microns, les tamis ayant une surface fermée d'au moins 75% de la surface totale de filtration. Les techniciens savent que dans le cas d'une fil- tration à travers des tamis de la largeur de pores ci-dessus, au début de la filtration, des quantités non négligeables de brai de houille non purifié passent dans le filtrat, car la grosseur moyenne des particules solides présentes dans les brais est de 30 à 60 microns. La limite supérieure du dia- mètre de pores des tamis à donc été indiquée dans le brevet des E.U.A. Re 25.467 comme étant de 162 microns. En parti- culier, on a cependant constaté ce fait surprenant que le passage des impuretés du brai de houille, lorsqu'on utilise des diamètres de pores plus élevés, cesse dès que le gâteau de filtration a atteint une hauteur d'environ 2 à 5 mm, et que ceci ne constitue guère un inconvénient notable pour la qualité du produit final, car jusqu'à ce que la hauteur de gâteau de filtration ci-dessus soit obtenue, on s'accomode 247667t du passage de certaines quantités d'impuretés des brais de houille. En outre, on économise environ un tiers du temps nécessaire sans celà pour effectuer la filtration, par exemple sur des tamis d'un diamètre de pores de 50 à 100 microns. Cet avantage est plus important que l'obtention d'un filtrat pur à 100%, car, comme il a été indiqué la qualité des cokes aciculaires ne souffre guère de ce passage d'impuretés. Le gain de temps subsiste pour l'essentiel lorsque, pour produire des cokes de qualité particulièrement élevée, en renvoie le circuit fermé le filtrat obtenu jusque là sur le tamis après accroisement du gâteau de filtration jusqu'à 2 à 5 mm environ. Une autre condition d'une exécution couronnée de succès du procédé de l'invention est cependant, outre le choix d'ouvertures de tamis relativement grandes, la grandeur de la surface fermée des tamis choisis, qui doit être d'au moins 75% de la surface totale du tamis. La limite supérieure devra être de 90% environ, car sinon la vitesse de filtration est à nouveau réduite. C'est seulement dans le cas d'une forte proportion de surface fermée que se dépose sur les tamis, pratiquement aussitôt après le début du processus de tamisage, une forte proportion des particules du trouble, avec formation de poids sur les ouvertures des tamis. Les formations de ponts sont également favorisées pa- un certain caractère collant des particules de solide dans es brais chauffés. Lorsqu'on verse les brais chauds, on arrive rapi- dement à la formation d'un gâteau de filtration:e composant principalement de particules qui sont effectivement plus petites que les ouvertures du tamis ou que la largeur des fentes, le plus souvent en forme de coin, des tamis à fentes connus. Le tamis lui-même agit donc essentiellement, dans le cas de l'invention, comme un support pour le gâteau de filtra- tion. La rétention des particules du trouble s'effectue dans le gâteau de filtration lui-même. Si tel n'était pas le cas, plus de 80% environ des substances solides du trouble des brais traverseraient en règle générale le tamis. FaIt sur- prenant, tel n'est pas le cas. Les filtrations de brais sont de préférence effec- tuées sous des pressions de 2 à 10 bars. Pour la vitesse de filtration du procédé de l'invention, il s'est avéré avantageux, de commencer la filtration sous une pression faible, de 1 à 3 bars, et d'élever la pression progressi- vement ou par paliers jusqu'à 6-10 bars au fur et à mesure de la filtration. Dans le cadre du procédé de l'invention, on tra- vaille avantageusement avec des adjuvants de filtration tels que Kieselguhr, charbon actif, anthracite ou d'autres adjuvants de filtration analogues, que l'on mélange aux brais liquéfiés à raison de 1 à 10% en poids. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention. EXEMPLE 1: On chauffe à 2700C 10 kg d'un brai à briquettes brut ayant un point de ramollissement de 750C selon Kralmer- Sarnow et on les verse en 5 minutes sur un filtre pour impression métallographique ayant une ouverture de mailles de 140 microns et une surface fermée de 78% sous une pression de 2 bars. Au début de la filtration, il sort pendant une minute environ un filtrat trouble du filtre à impression métallographique. Pendant ce temps, le gâteau de filtration s'élève à une hauteur de 3 mm. Au bout de 10 minutes environ, la filtration est terminée. Il s'est formé sur le filtre un gâteau d'une hau- teur de 60 mm. Le filtrat est cokéfié dans un "Delayed-coker" à 4900C environ et sous 3 bars, puis dans un four tubulaire à 10000C. Le coke possède une graphitabilité de 1,47. A titre de comparaison, on filtre 10 autres kg de ce brais à briquetter sur un filtre à impression métallo- graphique avec une toile métallique du commerce ayant une ouverture de mailles de 90 microns, sous une pression de 2 bars. Le tissu a une surface de passage libre de 58%. Malgré celà, la filtration n'est terminée qu'au bout de 25 minutes. Il s'est formé sur le filtre un gâteau de 62 mm. Le filtrat n'est à nouveau utilisable qu'après une purification très longue et très difficile. EXEMPLE 2 On chauffe à 240'C 10 kg d'un brai à briquetter brut ayant un point de ramollissement de 650C selon Kralmer- Sarnow et on les verse avec 250 kg de Kieselguhr (diatomées) sur un filtre à grille à coin d'une largeur de fente de 190 microns sous une pression de 1 à 5 bars. La surface fermée est de 85% de la surface totale du tamis. Au début de la filtration, il s'écoule du filtre pendant 1 minute environ un filtrat trouble, alors que grâce à la constitution ulté- rieure du gâteau de filtration, il s'écoule exclusivement un filtrat limpide. Au bout de 12 minutes, la filtration des kg de brai versés est terminée. Il s'est formé sur le filtre un gâteau de 70 mm de haut. On cokéfie le filtrat conformément à l'exemple 1, le coke possède une graphitabilité de 1,55. EXEMPLE 3 On chauffe à 2300C 10 kg d'un brai à briquetter brut ayant un point de ramollissement de 850C selon Kramer- Sarnow et on le-verse en 5 minutes sur un filtre à impression métallographique possédant une ouverture de mailles de 190 microns et une surface fermée de 80%, sous une pression de 2 bars. Au début de la filtration, il s'écoule pendant une minute un filtrat trouble du filtre à impression métallo- graphique. Au bout d'une minute, on élève progressivement à 8 bars la pression sur le filtre. Au bout de 8 minutes, il n'apparaît plus sous le filtre de quantités notables de filtrat. Le gâteau de filtration a une hauteur de 60 mm. Le filtrat cokéfié conformément à l'exemple 1 possède une graphitabilité de -1,47. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de cokes aciculaires par filtration de brais de houille liquéfiés à 135 à 2800C, sous pression, en vue de libérer les brais des cendres, du noir de carbone et des constituants insolubles dans la qui- noléine et cokéfaction ultérieure du filtrat, caractérisé en ce qu'on filtre les brais liquéfiés sous des pressions de 2 à 10 bars, graduellement jusqu'à la formation de gâteaux de filtration d'une hauteur de 40 à 80 mm sur des tamis ayant des ouvertures de 100 à 220 microns, les tamis possé- dant une surface fermée d'au moins 75% de la surface totale de filtration. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le filtrat obtenu jusqu'à une hauteur du gâteau de filtration de 2 à 5 mm est renvoyé en circuit fermé sur le tamis. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que la pression sur le filtre pendant la fil- tration s'élève progressivement ou par paliers de 2 à 6-10 bars pendant la filtration. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce qu'on mélange un adjuvant de filtration au brai liquéfié avant de le verser sur le tamis.