Brevet FR2490719A1 — publié le 19820326

L'invention concerne un procédé de remblayage pneumati- que au moyen d'alpha-sulfate semi-hydrate et/ou de bêta- sulfate semi-hydrate obtenus en particulier à partir des ré- sidus de centrales chauffées à la houille et pour des appli- cations souterraines. Les résidus qui entrent ici en ligne de compte, provenant de centrales thermiques chauffées à la houille, se forment par le lavage des gaz de rejet. Le lavage sert à la désulfuration par absorption sur de la pierre à chaux (CaCO3) ou de chaux sous forme d'oxyde (CaO) ou d'hydro- xyde (Ca(OH)2). Les résidus qui se forment contiennent du S02 séparé essentiellement sous forme de sulfite de calcium (CaSO3.XH20). Le sulfite est obtenu sous forme de suspension et renferme éventuellement également des poussières si la chaux, en particulier la pierre à chaux a été utilisée dans des séparateurs humides qui servent simultanément à la sépa- ration des poussières et du S02. Cependant le sulfite de calcium peut être obtenu également relativement exempt de poussières si avant le lavage avec un liquide on a installé des électro-filtres. Les résidus décrits sont obtenus en quantités relativement importantes. Les résidus sont cepen- dant difficiles à manipuler en raison de leur consistance et de leurs propriétés chimiques, leur stockage en particulier présente de sérieuses difficultés. Les résidus sont donc transformés soit en alpha-sulfate-semi-hydrate ou de bêta- sulfate-semi-hydrate. Dans le détail on part d'une solution aqueuse qui s'est formée au lavage des gaz de fumée et qui a absorbé le dioxide de soufre contenu dans les gaz de fumée. Par l'utilisation de chaux dans le lavage humide il se forme du CaSO3. 2H20 (sulfite-dihydrate). Les résidus qui proviennent ainsi de la lessive à la chaux sont oxydés dans un récipient par de l'air. Les résidus traités parviennent dans un épais- sisseur. Dans cet épaississeur se forme de la boue de chaux CaSO4.2H20 (sulfate-dihydrate). Si la boue de plâtre brut ainsi formée est introduite dans un sécheur, il se forme par calcination le bêta-sulfate-semi-hydrate. Pour la préparation d'alpha-sulfate-semi-hydrate le plâtre brut est additionné d'eau dans un mélangeur. La boue de plâ- tre brut qui se forme est pompée en continu dans un autoclave et recristalisée sous des conditions définies (température inférieure à 150 C) en alpha-sulfate-semi-hydrate. Des addi- tifs pour ajuster la valeur du pH et pour modifier le mode de cristallisation de l'alphasulfate-semi-hydrate peuvent être ajoutés dans l'autoclave et permettent d'obtenir de l'alpha-sulfate-semi-hydrate de propriétés variées en tant que produit final. Cet alpha-sulfate-semi-hydrate est soutiré en continu en suspension aqueuse de l'autoclave et séparé de la phase aqueuse dans une centrifugeuse. Par séchage, par exemple dans un sécheur en continu, il se forme de l'alpha- sulfate-semi-hydrate pulvérulent (CaSO4.l/2 H20). Par leur pouvoir de prise et leur résistance, les deux produits, l'alpha-sulfate-semi-hydrate et le bêta-sulfate-semi-hydrate se prêtent aux travaux souterrains de soutènement. En raison de sa résistance moindre, le bêta-sulfate-semihydrate n'a que des utilisations restreintes, en particulier en technique de remplissage. Surtout pour l'alpha-sulfate-semi-hydrate utilisé comme matériau de construction il faut tenir compte, lorsqu'il est pur, de sa dureté relativement élevée et de sa fragilité. Ces propriétés ne permettent qu'une utilisation restreinte de l'alphasulfate-semi-hydrate pour des travaux souterrains, mais on a trouvé qu'une addition de cendres volantes provenant de chaufferies à houille confère à l'alpha-sulfate-semi-hydrate la déformabilité souhaitée et ouvre de ce fait la voie de son utilisation en tant que matériau de construction pour les tra- vaux souterrains de soutènement. Tant l'utilisation d'alpha-sulfate-semi-hydrate et/ou de bêta-sulfatesemi-hydrate en tant que matériau de construction pour des travaux souterrains, à l'état pur comme également en mélange avec des cendres volantes, ainsi que l'utilisation de ces matériaux pour des travaux au jour se font si possible par soufflage. Au remblayage par soufflage, le matériau pulvérulent est acheminé pneumatiquement d'un silo vers le lieu d'utili- sation et soufflé avec addition considérable d'eau. Au remblayage par soufflage d'alpha-sulfate-semi-hydrate pur ou de bêta-sulfate-semi-hydrate il se produit des boucha- ges si le remblayage pneumatique est effectué sur des par- cours importants. Ce danger est éliminé dans une large mesure si à l'alpha-sulfate-semi-hydrate et/ou au bêta-sulfate-semi- hydrate est mélangé àde la cendre volante, c'est-à-dire si on utilise un mélange d'alpha-sulfate-semi-hydrate et/ou de bêta sulfate-semi-hydrate et de cendres volantes. Malgré l'additioi de cendres volantes il se produit parfois des incidents de fonctionnement qui résultent du passage d'un mélange irrégu- lier. A intervalles généralement réguliers des cendres volan- tes sortent en proportions croissantes. Selon l'invention cec: est ramené à un comportement particulier des poussières volan tes dans le courant de poussière de sulfate-semi-hydrate qui apparalt sous une forme non visible extérieurement mais uni- quement dans une concentration différente des masses et res- semble à une onde stationnaire. L'invention a pour but d'éviter les bouchages d'alpha- sulfate-semi-hydrate et/ou de bêta-sulfate-semi-hydrate pur ainsi que les incidents de fonctionnement lors du soufflage de ces matériaux additionnés de cendres volantes. Selon l'in- vention ce but est atteint par une addition d'anhydrite natu- rel et/ou de pierre à chaux à grosse granulation. L'alpha- sulfate-semi-hydrate, ou le bêta-sulfate-semi-hydrate ne sont donc plus utilisés à l'état pur mais avec une addition d'anhy- drite naturel ou de pierre à.chaux, ou encore, en cas de mé- lange d'utilisation de sulfate semi-hydrate et de cendres - volantes, également avec une addition d'anhydrite naturel ou de pierre à chaux. L'addition selon l'invention d'anhydrite naturel ou de pierre à chaux ne réagit pas au soufflage avec l'eau qui a été ajoutée. L'eau est liée par l'alpha-sulfate-semi-hydrate et/ou le bêta-sulfate-semi-hydrate avant que l'anhydrite na- turel et la pierre à chaux ne puissent réagir. Ceci est éga- lement le cas lorsque l'anhydrite naturel est additionné d'accélérateurs de réaction. Les grains grossiers de l'addi- tion effectuée selon l'invention provoquent un comportement de masse qui, par rapport au transport pneumatique d'alpha- sulfate-semi-hydrate et/ou de bêta-sulfate-semi-hydrate purs permet des parcours de transport nettement plus grands et assure une répartition régulière des cendres volantes dans l'alpha-sulfate-semi-hydrate et/ou bêta-sulfate-semi-hydrate. Pour les remblayages souterrains, l'addition d'anhydrite naturel et/ou de pierre à chaux sera limitée à 8 - 22 % du mélange total. Les ajouts qui dépassent ces valeurs diminuent la résistance de façon indésirable. Les quantités d'additifs qui se trouvent au-dessous de la limite donnée par l'invention par contre n'ont pas un effet suffisant dans le sens de l'in- vention. Le mélange utilisé selon l'invention d'alpha-sulfate-semi- hydrate avec des cendres volantes et de l'anhydrite naturel ou de la pierre à chaux pourra présenter par exemple la composi- tion suivante, 60 % d'alpha-semi-hydrate, 30 % de cendres vo- lantes et 10 % d'anhydrite naturel. L'anhydrite naturel (gypse naturel) et la pierre à chaux sont obtenus dans des carrières au jour ou souterraines. La pierre est désagrégée par des tirs de mine et se présente en- suite sous forme de grands blocs. Ces blocs sont tout d'abord concassés grossièrement, concassés ensuite à une granulométrie moyenne et concassés à nouveau finement dans les installations d'utilisation. Pour le premier concassage grossier des concas- seurs à percussion, des concasseurs à mâchoires ou des concas- seurs à rouleaux avec circuit de tamisage et de retour sont indiqués, pour le broyage moyen on utilisera des broyeurs à impact ou des broyeurs à rouleaux. Les grains grossiers exigés par l'invention dispensent d'un concassage fin étant donné que des granulations de 7 à 13 mm doivent être utilisées. L'addi- tion selon l'invention d'anhydrite ou de chaux se fera de t490719 préférence avant l'introduction du matériau de construction dans les silos sur les lieux d'utilisation. Afin d'éviter qu'il n'y ait séparation du mélange au transport vers le lieu d'utilisation ou au remplissage des silos ou des réci- pients de remblai, l'anhydrite naturel et la pierre à chaux sont mouillés avec de l'eau avant d'être mélangés à l'alpha- sulfate-semi-hydrate et/ou le bêta-sulfate-semi-hydrate et aux cendres volantes et saupoudrés ensuite de sulfate-semi- hydrate. Par le mouillage à l'eau et le saupoudrage consé- cutif on obtient de gros grains à surface externe pelucheuse dont la peluche est constituée par la poussière de sulfate- semi-hydrate. Des grains grossiers saupoudrés de cette façon présentent un bon pouvoir de conservation dans tous les mé- langes de sorte qu'une séparation est exclue. E 4 9 0 7 1 9 - 6- REVENDICATIONS 1. Procédé de remblayage pneumatique utilisant de l'alpha- sulfate-semi-hydrate et/ou du bêta-sulfate-semi-hydrate, obte- nus en particulier à partir des résidus de centrales thermiques chauffées à la houille, pour des applications souterraines, caractérisé en ce que l'anhydrite naturel et/ou de la pierre à chaux grossièrement concassés sont ajoutés au(x) sulfate(s) précité(s). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion de pierre à chaux et/ou d'anhydrite ajouté est comprise entre 8 et 22 % de la quantité totale du mélange utilisé. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les grains d'anhydrite naturel et/ou de pierre à chaux, ajoutés ont une granulométrie comprise entre 7 et 13 mm. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que l'anhydrite naturel grossier et/ou la pierre à chaux, sont mouillés par de l'eau avant l'addition et saupoudrés d'alpha-sulfate-semi-hydrate et/ou de bêta- sulfate-semi-hydrate.