Brevet FR2517590A1 — publié le 19830610

-1 2517590 La présente in Ten i on concerne un procédé de préparation de matière céramique, en particulier un mêlange pour la fabrica- tion de tuiles, ainsi gu ensuite déchargée à l ft-k fiuide ou semi-fluide dans des réser- voirs de stockage. Le produit résul t-arnt, sous orme de boue, est ensuite filtré et transporté jusqu'a des cuves d'agitation, a partir desquelles il est extrai t en rue d'un traitement ultérieur jusqulà ce qu'une partie ou la total -ité de l'eau existanue soit enlevée et qu'on obtienne un produit final qui peut se présenter sous la forme d'une poudre ou d'une parte. En particulier, 1 r:qeion désire obtenir un produit sous forme de poudre, on introduit la boue dans un appareil, appelé un atomiseur ou un sécheur par pul vrisation, o il est atomisé et mis au contact d'un courant d'air chaud agencé pour assurer une séparation de la partie fluide par rapport à la parcie solide. Les procédés ds préparation classiques présentent des inconvénients qui affectent la qualit du irodut final et qui font intervenir des consomlations d'énergie élevées. Du point de vue de la qualité, il est à noter que le processus de broyage est p L} rsuii jusqu'à ce qu'on obtienne une teneur résiduelle pri:1 e, qui esk périodiquement contrôlée sur des échantillons de boue, En conséaquence, avant que la teneur résiduelle minimale soit atente on soumet également à un broyage poussé des partic Ula qui rentrent dans la plage accep- table de gianulométrie Cela se traduit par une augmentation proportionnelle du temps e broyage ou bien par un é 1-argissement des plages de granulométrie iandis que le résidu de granulométrie supérieure ne peut pas étre limin r Ln mme t'iemps La presence de ce résidu est perturbatrice du fait qu'elle affecte les étapes suivantes de traitement l En particulier, lorsque ledit résidu contient par exemple certaines atires résultant de l' utilisation de copeaux, tels que des granules de cui vre, il se produit pendant l'étape de cuisson une fornstion non-negligeable de taches indé- sirables et une décclorat Jor. -2- Du point de vue énergétique, il est à noter que ces procédés connus ne permettent pas d'établir des conditions op- timales pour l'opération de broyage et pour les étapes suivantes de séparation de la partie fluide par rapport à la partie solide. En fait, en tenant compte de ce que de telles opérations de trai- tement nécessitent un apport de chaleur, il est préférable que l'alimentation en eau du broyeur soit réduite et que le débit du broyeur soit diminué à partir du maximum, en vue d'établir ainsi une situation de compromis Dans de telles conditions, le triage de matière est moins efficace. L'invention a pour but de fournir un nouveau procédé permettant d'atténuer sensiblement les inconvénients précités des procédés connus. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que ce procédé comprend les étapes consistant à broyer dans un broyeur à cycle continu un mélange d'eau et d'une matière céramique solide de granulométrie grossière, jusqu'à ce qu'on obtienne une boue ayant des caractéristiques de granulométrie et un rapport partie solide/partie liquide se rapprochant des valeurs désirées, à recycler la boue dans un trieur de manière à séparer de la boue une matière ayant une granulométrie dépassant une valeur limite pré-réglée, à réintroduire la matière séparée dans le broyeur tout en transportant la boue jusq'là un appareil d'homogénéisa- tion et de stockage, à mesurer ledit rapport dans ladite boue et à commander l'alimentation en eau du broyeur en fonction de la valeur mesurée dudit rapport. L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre dudit procédé, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend: un broyeur à cycle continu pour broyer un mélange d'eau et de matière céramique solide jusqu'à ce qu'on obtienne une boue ayant des caractéristiques de densité et de granulométrie se rapprochant des valeurs désirées, au moins un réservoir à boue pour recevoir la boue provenant du broyeur, une pompe pour pomper ladite boue du récipient jusque dans un trieur agissant de façon à séparer de la boue une matière ayant une granulométrie dépassant une valeur limite pré-réglée, un moyen pour transporter ladite matière séparée jusqu'au broyeur et pour transporter la boue jusqu'à un appareil d'homogénéisa- tion et de stockage et jusqu'à un dispositif de mesure du rapport entre la partie solide et la partie liquide de la boue, agencé -3 2517590 spur commander:1 ' a lint:atio en eau dud it broyeur en vue de régler le rapport eau/matière cerami 3 ue. D'au Ltrest aanl-yges Et caractéristiques de l'invention apparaîtront î 'a leca:ure de la suite de la description, donnée titre d' exemple noun limitatif et sur le dessin annexé dans lequel La figure 2 est nhe rue sohématique d'une installation selon l'invention, Les figures 2 et 3 repréentent des variantes de l'ap- pareil de la figure 1, et La figure 4 représen Le une variante du broyeur. En référence à la figure 1, l'installation comprend deux trémies 1, 2, ageno Vas pour contenir une matière de granulo- métrie grossière, telle que de l'argile. A partir des trémies, la matière est récupérée, par exemple au moyen d'extracteurs a vis sans fin 3 et 4, et elle est transportée jusque sur un convoyeur à bande 5 Le convoyeur transporte la matière Jeusqu'à un broyeur continu 6 de concep- tion classique, par exemple du type à gravité à boulets dans lequel un broyage est effectué par impact contre des boulets d'acier contenus dans un carter tubulaire agencé de maniere a tourner autour d'un axe horizontal sous l'action d'un moteur d'entraînement. Dans le broyeur 6, on introduit en addition à ladite matière de l'eau fournie par une unité d'alimentation 7 La ma= tière et l'eau sont entre elles dans un rapport constant Dans ce but, une pesée continue est effectuée sur le convoyeur 5 de manière à faire arriver une quantité constante de matière Le broyage dans le broyeur 6 se traduit par la formation d'une boue ayant des caractêristiques de granulométrie et de densité qui correspondent largement aux valeurs désirées. La boue est progressivement déchargée dans une cuve 8 à partir de laquelle une pompe 9 refoule la matière jusqu'à un trieur 10, par exemple un filtre, qui sépare la partie grossière de la boue La boue ainsi traitée est transportées par llinter- médiaire d'un conduit 11, jusqu 3 a un appareil de stockage et d'homogénéisation 12 L, partie suparée est au contraire renvoyée au broyeur 6 par i'inter-éédiaire d'un conduit 13. Le long du tuyau de retour de boue, qui s'étend de la cuve 8 jusqu'au filtre 31, i L est prévu un dispositif 14 -4 2517590 servant à mesurer le rapport entre la partie solide et la partie liquide de la boue Le dispositif 14, qui peut comprendre un densimètre, commande une source additionnelle 14 d'alimentation en eau du broyeur. L'installation décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante. La matière solide transportée sur le convoyeur 5 et l'eau fournie par la source 7 sont introduites dans le broyeur 6 suivant un rapport mutuel qui correspond au débit maximal du broyeur, indépendamment de toute considération en relation avec les étapes ultérieures d'homogénéisation dans l'appareil 12 A la sortie du broyeur, la boue a une densité qui fournit une in- dication directe des performances instantanées du broyeur Le renvoi de la boue dans le filtre 10 se traduit par la récupéra- tion immédiate de la boue ayant les caractéristiques de granulo- métrie nécessaires Les particules grossières et sensiblement sèches qui, après séparation par le filtre 10, sont renvoyées au broyeur, provoquent une modification de la proportion globale de matière par rapport à l'eau, de sorte que la boue sortante a une densité supérieure à la valeur à l'entrée. Le dispositif 14, lors de la détection de cette diffé- rence de densité, commande la source d'eau 15, qui fournit une quantité additionnelle d'eau jusqu'à ce que la proportion désirée se rétablit dans la boue sortante. Le caractère constant de ce rapport permet au broyeur 6 de fonctionner à tous moments avec un rendement maximal en ce qui concerne la production à la sortie et les propriétés de la boue La sélection effectuée dans le filtre 10 produit seulement un recyclage dans le broyeur de la matière qui s'écarte de la granulométrie imposée En conséquence, il devient possible d'ob- tenir une boue dans laquelle la partie solide, telle que celle qui sort du broyeur lorsqu'on atteint les caractéristiques dési- rées, n'est pas soumise à un autre broyage Cela permet-également d'obtenir un produit final dont la granulométrie varie dans une gamme étroite, ce qui résulte, d'une part, du fait qu'on empêche de la matière qui rentre déjà dans cette gamme de granulométrie d'être soumise à un broyage prolongé et, d'autre part, par l'absence d'un résidu De cette manière, on peut mieux fabriquer des articles ayant une structure plus homogène. - 5 2-52517590 L'appareil de S ockac -:t d& homogénéisation 12 peut etre de tout type connu a}proori au produit final à obtenir. Lorsqu'on désire obben-r ui produit final sous forme d'une pou- dre, l'appareil comprend J-e N dispositif 12 a, se composant par exemple d'un ou p slt:-rva 2 à aspiration ou de séparateurs centrifuges, pa e ee:ssnsiblement 1 l pourcentage d'eau contenue dans la hbou a sortie du dispositif 2 a, le boue passe ensuite dans un tcmis zu cl ssique o O l'éliaination de l'eau est presque emageIus ' 'e qu une poudre ayant les propriétés désirées sct cbtenue, Selon une caract 6 ris,:'ue de la présente invention, pour réduire le pourcentage ' -au" on w:,lise des filtres du type à action mécanique qun ne e-zcess tent aucune fourniture ilaportante d'énergie (chaleur) pour leur ontionne t l 5 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aum odes de réalisation décrits ci-dessus, qui peuvent faire l'objet de nombreuses variantes Ainsi, le T'ode de réalisation de l'instal- lation, c ui a été représenté su r la figure 2, assure la sépara- tion, à partir de la matière de base, du composant ayant les caractéristiques nécessa ire:o s granulométrieo Dans ce but, la matière, au lieu d'âtre introduite directement dans le broyeur 6, est préalablement désacgrégée dans un dlispositif de désagrégation 16 ou un autre broyeur continu opérant par gravité et avec des boulets, avec addition d'eau fournie par la source 7. Un filtre de triage 17 (ou un hydrocyclone) assure la séparation à partir du lancre résultant d'une boue ayant déjà les caractéristiques de jranulométrie désirées, cette boue étant transférée par l'intermédiaire d'un conduit 18 directement dans l'appareil d'homogénéisation et de stockage 12 La partie solide restante est envoyée vers le broyeur 6 L'installation de la figure 2 réduit en outre la plage de granulométrie du produit final. La figure 3 reprsente schématiqcuement un autre mode de réalisation qui, par oc_-psraison au premier mode, utilise un seul filtre 19 qui reçoit ià 'a fois la boue provenant de la cuve ( 8) et celle provenant u dispositif de désagrégation 16, ce qui représente une s mplification de construction, bien que le filtre doive avoir evidemment une capacité plus grande. Pour permettre une variation du niveau de la boue dans le broyeur 6, il est prévu deux caissons 20, 21 (figure 4) -6 22517590 placés en relation superposée par rapport à l'entrée et à la sortie du broyeur, avec interposition de joints d'étanchéité. L'invention prévoit l'utilisation d'une commande auto- matique de niveau dans des conditions optimales de fonctionnement du broyeur Dans ce but, il est prévu une commande spéciale qui assure, en concordance avec le niveau de la boue dans le broyeur, la commande des débits de matière à broyer et d'eau Une telle commande peut comprendre, par exemple, des moteurs à vitesse variable pour entratner les extracteurs 3, 4. Conformément à un autre mode de réalisation de l'in- vention, les deux unités d'alimentation en eau 7, 15 peuvent être combinées sous forme d'une seule unité commandée par le dispositif 14. REVENDICATIONS 1 Procédé de préparation d'une matière céramique 1 en particulier uii mélange pour la fabrication de tuiles caractérise par le fait qu'il compr:enlf les étapes consistant à broyer dans un broyeur (; à c-ycle continu un mélange d'eau et d'une matière céramique solide de granulométrie grossière, jusqu 6 à ce qu'on obl)tiennile un boue ayant les caractérisstiques de granulométrie et de rapport partie solid J,/partie liquide se rapprochant des va- leurs désirées, à recycler la boue dans un trieur ( 10) de manièr E à séparer de la boue une mailère ayant une granulométrie dépas- sant une valeur limite pr-réjglée, à réintroduire la matière séparée dans le broyeur ( 6) tout es transportant la boue jusqu'à un appareil d'ho généisation et de stockage ( 12)> à mesurer ledit rapport dans ladite boue et à commnander l'alimaentation en eau du boyeur en fonctioln de la valeur mesurée dudit rapport. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend écalement les étapes consistant à prépare: un mélange de matièoe céramique et d'eauà à faire passer ledit miélanr ge dans un filtre de triage ( 10) pour préparer une boue, à décharger la boue d rectement dans l'appareil d'bomogénéisa- tion ( 12) et à broyer la partie restante dudit mélange. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une autre étape consistant a décharger dans le filtre ( 10) également la boue provenant de l'étape de broyage. 4 Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication i, caracterisée par le fait qu'elle comprend un broyeur a cycle continu ( 6) pour broyer un mélange d'eau et de matière céramnique solide jusqu'à ce qu'on obtienne une boue ayant des at ristiques de densite et de granuloe métrie se rapprochant des valeurs désirées, aul moins un réser- voir à boue ( 8) pour rece oir la boue provenant du broyeur ( 6), une pompe ( 9) pour pomper ladite boue du récipient ( 8) jusque dans un trieur ( 10) ag Issant de façon à séparer de la boue une matière ayant une granulometrie dépassant une valeur limite pré-réglée, un moyen pour transporter ladite matière séparée jusqu'au broyeur ( 6) et pour transporter la boue jusqu'à un appareil d'homogénéisation et de stockage ( 12) et jusqu'à un dispositif de mesure du rapport ( 14) entre la partie solide et la partie liquide de la boue, agencé pour commander l'alimen- 251 7590 tation en eau dudit broyeur ( 6) en vue de régler le rapport eau/matière céramique. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif de désagrégation ( 16) pour former un mélange de matière céramique et d'eau et auquel est associé un filtre de triage ( 17) relié à l'appareil d'homo- généisation ( 12) et au broyeur ( 6) pour transporter dans ces appareils la boue et respectivement la matière séparée. 6 Installation selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu'elle comprend à la place dudit dispositif de désagrégation ( 16) un broyeur continu à boulets opérant par gravité. 7 Installation selon l'une quelconque des revendica- tions 4 et 6, caractérisée par le fait que ledit broyeur ( 6) comprend deux caissons ( 20, 21) superposés de manière étanche sur l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie avec interposition de joints d'étanchéité. 8 Installation selon l'une quelconque des revendica- tions 4, 5 et 7, caractérisée par le fait que l'appareil d'homo- généisation et de stockage ( 12) comprend un dispositif à action mécanique pour réduire le pourcentage d'eau dans la boue. 9 Installation selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit dispositif comprend un ou plusieurs filtres à aspiration ou des séparateurs centrifuges ( 17). 10 Installation selon l'une quelconque des revendi- cations 4 à 9, caractérisée par le fait qu'elle comprend un dis- positif de commande automatique ( 3, 4) pour commander le niveau de boue dans ledit broyeur. 11 Installation selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ledit dispositif de commande ( 3, 4) commande l'en- trée de la matière à broyer et de l'eau. -8-