Brevet FR2585265A1 — publié le 19870130

La présente invention a trait à la valorisation de déchets par récupération, dans les terrils, de particules réutilisables comme produits commercialisables. Elle concerne en particulier un procédé adapté à la production supplémentAire de charbon à faible teneur en cendres par traitement de la fraction fine ou schlamm de granulométrie inférieure à 1,5 mm et plus spécialement inférieure à 500 microns, des matériaux constituant le terril. On saitque, lors de l'extraction du charbon, les déchets remontés du puits et constitués essentiellement par des mélanges de schistes et de fines de charbon, sont mis en tas pour constituer des terrils qui posent de gros problèmes, notamment à 1 'environnement. Le retraitement des terrils anciens accumulés auprès des mines de charbon est d'actualité, car il permet la récupération de produits utilisables pour la production d'énergie. Toutefois, les procédés classiques de récupération ne sont adaptés qu'aux fractions grenues généralement supérieure à 0,5 mm. Les techniques correspondantes font appel à des appareils de classification granulométriques puis à des dispositifs de séparation densimétrique mettant à profit les différences de densité existant entre les grains légers riches en charbon et les grains lourds à teneur en cendres élevée. Il se pose un réel problème pour la récupération éventuelle des fractions fines dont les diamètres de particules varient notamment entre O et 500 microns et qui, cependant, contiennent des quantités intéressantes de produits valorisables. Si des techniques connues permettent de traiter dans certains cas les particules fines ou schlamms elles nesont pas rentables pour des produits de faible valeur. Il a maintenant été trouvé et mis au point un procédé permettant de récuperer, à partir des particules fines ou schlamms, des matériaux ayant une teneur suffisante en produits valorisables. On peut ainsi accroître notablement le rendement matière de l'opération de traitement des bruts de terrils et améliorer sensiblement la rentabilité. Conformément à la caractéristique principale du procédé de l'invention, la fraction fine ou schlamm, récupérée après criblage-lavage du matériau brut venant du terril, est soumise à une série de traitements combinés comprenant - un lavage par au moins deux étages de cyclones à eau schlammeuse - une classification granulométrique des produits lavés par hydrocyclone et - une épuration des produits lavés sur des tamis fixes. Le procédé de l'invention a la particularité de ne pas nécessiter de médium, comme par exemple la magnétite, dans les opérations de lavage. Les cyclones utilisés pour ces opérations sont en effet alimentés avec une suspension des produits à laver dans de Liteau (eau schlammeuse). Ces cyclones réalisent une classification des produits par équivalence de masse. Afin d'obtenir des résultats optimum, les cyclones sont de type "C.L.E.S." (cyclolaveur en eau schlammeuse) dont les principaux paramètres sont déterminés par l'homme de l'art en fonction des caractéristiques des.produits à traiter et de la qualité des produits à obtenir. Les moyens d'épuration mis en oeuvre et destinés à effectuer des coupures granulométriques, sont constituées par des appareils statiques. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention on effectue une classification granulométrique par hydrocyclone sur les lavés du premier étage de lavage, une épuration intermédiaire par tamisage des produits circulant entre les deux étages de lavage et une épuration finale par tamisage sur les produits lavés du deuxième étage ainsi que sur les produits lavés issus des hydrocyclones. L'invention sera mieux comprise par la description détaillée d'une réalisation correspondant à une unité de traitement de produits schisteux provenant d'un terril de la région du Nord de la France. Le schéma des différents circuits et des phases de traitement est représenté sur la figure du dessin annexé. Conformément à l'exemple illustratif, le produit brut, issu du terril, est alimenté à raison de 180 T/h. La fraction supérieure à 0,5 mm traitée par liqueur dense représente 144 T/h et la fraction fine 0-0,5 mm, concernant l'invention représente environ 36 T/h de matière solide sèche. Cette dernière est envoyée par 17,avec l'eau utilisée dans les opérations de criblage-lavage ayant servi à séparer ces deux fractions, dans un premier cyclone à eau schlammeuse 18 qui effectue une classification par équivalence de masse. On obtient à la pointe de ce cyclone 18 une pulpe 19 contenant environ 21 T/h de matière qui alimente un premier tamis 20 dont la dimension de coupure est d'environ 0,25 mm. La fraction 21 inférieure à 0,25mm est suffisamment pauvre en matière carbonée pour être envoyée au stade de stérile. Cette fraction 21 représente environ 10 T/h. La fraction 0,25 à 0,500 mm (environ 11 T/h) provenant en 23 du criblage de la pointe du cyclone 18 sur le tamis 20, est envoyée après addition d'eau dans un deuxième cyclone à eau schlanmeuse 24 qui effectue une nouvelle séparation par équivalence de masse. Les produits lavés, riches en charbon, qui sortent en 25 du cyclone 24, sont soit recyclés en tête du cyclone 18 soit envoyés sur une grille courbe 26 pour enlever le produit 0-0,15 mm résiduel 17. Ce dernier produit peut, selon sa teneur, être recyclé ou non. Le refus 30 de la grille (environ 2,5 T/h) est dirigé vers le vibro-égoutteur 31 et constitue une partie du lavé riche en charbon. Les produits lavés qui sortent en 29 du cyclone 18 et sont constitués de grains 0-250 microns (environ 15 T/h) sont envoyés par pompe 33 dans une batterie d'hydrocyclones 34 qui fonctionnent comme classificateurs pour l'élimination par 35 des particules inférieures à 30 microns riches en cendres et sans intérêt. Les sousverses 36 de ces cyclones 34 alimentent un tamis 37 de dimension de coupure de 70 microns environ. Le refus 38 de ce tamis, enrichi en matière carbonée, d'environ 0,070 à 0,250 mm (environ 2,5 T/h) est envoyé sur le vibro-égoutteur 31 et constitue l'autre partie du lavé, riche en charbon. Ces lavés définitifs peuvent être essorés en mélange avec les lavés plus grossiers de l'installation à liqueur dense pour ramener l'humidité vers 6 à 8 %. L'ensemble des fines 0 à 500 microns enrichies ainsi récupérées représentait, dans le cas d'espèce, un débit de 5 T/h alors que la fraction grenue 0,5-30 mm était produite à raison de 20 T/h. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention a donc permis, dans ce cas précis d'exécution, d'accroître le rendement en poids des charbons utilisables de 25 % ce qui augmente de façon très notable la rentabilité de l'installation d'autant plus que ce procédé est économique en investissement et coût d'exploitation. Il est précisé que l'utilisation combinée d'hydrocyclones et de tamis fixes présente l'avantage de permettre une élimination optimum des produits stériles tout en préservant une bonne récupération des charbons valorisables. En effet les hydrocyclones du fait de leur imprecision de coupure sont utilisés pour effectuer une coupure de dégrossissage à une maille très inférieure à la maille de séparation entre les produits stériles et les produits valorisables et les tamis fixes dont la précision de coupure est plus grande sont utilisables pour effectuer une coupure complémentaire proche de celle de séparation entre les produits stériles et les produits valorisables /des plus grossiers. L'élimination primáire/ultra-fines par les hydrocyclones permet en outre de réduire la surface de tamisage et d'en augmenter l'efficacité. I1 est enfin rappelé que le procédé de l'invention peut s'appliquer au traitement d'autres minéraux que le charbon des terrils. REVENDICATIONS 1. Procédé de récupération de produits valorisables à partir de terrils, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les particules fines ou schlamms provenant des terrils à une série de traitcments combinés comprenant - un lavage par au moins deux étages de cyclones à eau schlammeuse - une classification granulométrique des produits lavés par hydrocyclones - une épuration des produits lavés sur des tamis fixes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on effectue le lavage sans médium. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on effectue la classification granulométrique par hydrocyclones sur les produits lavés du premier étage de lavage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on effectue une épuration intermédiaire par tamisage des produits circulant entre les deux étages de lavage et une épuration finale par tamisage sur les produits lavés du deuxième étage ainsi que sur les produits de sousverse des hydrocyclones