Brevet FR2573340A1 — publié le 19860523

La présente invention concerne un procédé de séparation et de traitement de déchets de plastiques en vue de leur réutilisation, et un dispositif pour sa mise en oeuvre Les déchets de plastiques à réutiliser après leur séparation et leur traitement sont des plastiques d'origine industrielle et domestivue, c'est-à-dire des mélanges de plastiques pré-séparés et associés a des corps étrangers divers, par exemple des plastiques en provenance des collectes sélectives de bouteilles (eau minérale, jus de fruits, lait, vin,...) contenant du polyéthène, du polychlorure de vinyle, polyéthylène téréphtalate, polystyrène, aluminium, verre, papier, matières organiques ou des plastiques en provenance de décorticage de cables téléphoniques ou électri- ques contenant du polyéthylène, du P.V.C. et du caoutchouc, du cuivre. La présente invention concerne donc un procédé de séparation et de traitement de déchets de plastiques en vue de leur réutilisation, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes a) le broyage des déchets et la dispersion du broyat en phase aqueuse, b) une décantation sélective du broyat dispersé en phase aqueuse, c) la récupération des fractions du broyat dispersé chargées en matière à réutiliser. Les déchets de plastiques sont passés dans des broyeurs pour atteindre une granulométrie d'environ 3 à 15 mm. Si les déchets sont chargés en matières ferreuses, le broyat subit alors une étape de déferrisation selon une méthode classique. Si les déchets sont chargés en matières cellulosi quels, par exemple les étiquettes des bouteilles, le broyat subit alors une étape de destruction de ces matières cellulosiques permettant de casser la structure des fibres et de les réduire en éléments dispersables en phase aqueuse. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, l'étape de destruction des matières cellulosiques présentes sur les plastiques, se fait par simple traitement mécanique par une agitation violente de la dispersion dans un turbomélangeur, par exemple, ceci afin de casser la structure des fibres cellulosiques et de les réduire en éléments dispersables en phase aqueuse. Mais on peut préférer faire une macération préalable de la dispersion, en présence d'un alcali, par exemple une lessive de soude ou de préférence une solution d'hypochlorite de sodium. La séparation selon le procédé s'effectue en phase aqueuse.. si le traitement n'a jusqu'ici pas nécessité de traitement préalable en phase aqueuse, dans le cas par exemple oti les déchets ne comportent pas de matière cellulositue, il peut être nécessaire d'assurer le mouillage des par ticules du broyat pour éviter le fixage des bulles d'air par les particules à séparer, en traitant par des agents hydrotopes. Les agents hydrotopes, c'est-à-dire mouillants, non moussants utilisés dans la phase de mouillage sont des alcools de bas poids moléculaire. La dispersion en phase aqueuse du broyat, c'est-à-dire le fluide porteur chargé en particules de plastiques et en produits lourds est alors traitée dans un dispositif de décantation sélective. La présente invention concerne également un dispositif de décantation sélective pour la mise en oeuvre du procédé, composé d'une colonne de séparation à flux ascendant, à axe sensiblement vertical comportant, dans sa partie basse, une zone de section réduite et au-dessous de la zone à section réduite, une canalisation d'arrivée de fluide porteur, et au-dessus de la zone de section réduite, une canalisation d'alimentation en broyat dispersé à décanter et en bas de la colonne, une vanne de décharaement des produits lourds, et en haut de la colonne, une canalisation d'évacuation du fluide porteur chargé en particules de plastique, la colonne étant pourvue dgune hélice coaxiale d'angle au moins égal à environ 600. Cette colonne permet de séparer les verres, cailloux et autres produits lourds qui descendent par sédimentation et sont évacués par la vanne des particules de plastique portées par le fluide qui est évacué par le haut. Ce dispositif permet d'éviter les mouvements de convection et par là même, la rétention des produits lourds et des particules de plastique à séparer. I1 peut être utile en vue d'une réutilisation diffe- rente des plastiques lourds (polychlorure de vinyle, polyéthylène, tétraphtalate, polystyrène, par exemple) et légers (polyoléfine par exemple), de séparer les particules de plastiques lourds et légers.Pour cela, on peut utiliser en aval du dinositif de décantation selective, un décanteur à ailettes fixes dont les parois de la partie basse du décanteur sont inclinées vers un point bas et dont les parois de la partie haute du décanteur sont inclinées versun point haut et, qui comporte à mi-hauteur une canalisation d'alimentation en fluide porteur chargé, muni d'un dispositif d'agitation du fluide porteur chargé, et un extracteur à vis au point bas, et un extracteur à vis au point haut, et à mi-hauteur à l'opposé de la canalisation d'alimentation, une canalisation d'évacuation du fluide porteur déchargé, et dont les ailettes fixes sont sensiblement parallèles et disposées perpendiculairement à la direction principale du courant de fluide porteur et laissent une zone de libre passage au courant principal de fluide porteur entre les canalisations d'alimentation et d'évacuation. Ce dispositif permet de séparer les fractions du broyat chargées en particules de plastiques légèrement plus lourds et plus légers que le fluide porteur. On peut choisir la densité à laquelle on veut faire la coupe, entre 1 et environ 1,4, en ajustant la densité du fluide porteur à la densité de coupe désirée ; pour cela, on ajoute au fluide porteur des sels minéraux, par exemple Caca2 ou NaCl. Les particules de plastique sont alors séparées du fluide porteur par essorage, lavées pour les débarasser des différents sels, alcalis et agents mouillants éventuellement adjoints au fluide porteur, puis séchées. De fines particules de produits lourds qui auraient été entraînées avec les particules de plastique dans la décantation sélective peuvent alors être éliminées par tamisage fin (0,2 à 0,8 mm) ou elutriation Le fluide porteur et les effluents de lavage peuvent être recyclés et/ou épurés avant leur recyclage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description détaillée suivante du procédé et des dispositifs, et sur les dessins qui sont annexés. La figurela donne une représentation schématique en coupe de la colonne de décantation sélective, sans l'hélice coaxiale. La figure 1 b donne une représentation schématique en coupe de la zone A de la colonne de décantation sélective munie de l'hélice. La figure 2 donne une représentation schématique en coupe du dispositif de décantation statique. Les déchets de plastiques à réutiliser sont broyés dans des broyeurs mécaniques, jusqu'à atteindre une granulométrie de 3 à 15 mm, et les matières ferreuses contenues dans ce broyat sont éliminées par un traitement de déferrisation, selon une méthode classique d'aimantation. Ce broyat est alors mélangé à de l'eau chargée en hypochlorite de sodium. On laisse macérer le broyat en phase aqueuse avant de passer dans un turbomélangeur où il subit une agitation violente jusqu'à ce que les fibres cellulosiques arra chées des plastiques soient réduites en éléments dispersés dans la phase aqueuse, - de dimensions inférieures à 1 mm -. La macération facilite la destruction ultérieure des fibres cellulosiques. Dans ce mode particulier de réalisation, il n'est pas nécessaire de traiter la dispersion avec des agents mouillants, avant son arrivée en phase de decantation,- dans la colonne de décantation. Comme le montre la figure 1 a, qui donne une représentation simplifiée en coupe de la colonne de décantation, ladite colonne de décantation comporte une zone de section réduite 11 dans sa partie basse, au dessous de la zone 10 dans sa partie haute. La dispersion en phase aqueuse du broyat, c'est-à-dire le fluide porteur chargé en particules de plastique et en produits lourds est introduite à une concentration en produits à séparer comprise entre 1 et 20 e dans la colonne, au-dessus de la zone à section réduite 11 par la canalisation 12, dont les dimensions sont choisies pour éviter tout dépôt avant l'arrivée dans la colonne de séparation.L'apport en fluide porteur, par la canalisation 13 d'alimentation, permet d'ajuster les débits dans la colonne de façon que la vitesse du fluide porteur soit inférieure à la vitesse de sédimentation des produits lourds qui sont déchargés par la vanne 14, et supérieure à la vitesse de sédimentation des particules de plastiques, évacuées avec le fluide porteur par la canalisation 15 d'évacuation. Enfin, la colonne est munie, sensiblement sur toute sa hauteur, d'une hélice de même axe que la colonne, d'angle au moins égal à 600, constituée d'une lame hélicoidale 16 portée par un arbre fixe 17, la liaison entre l'arbre et la lame étant assurée par soudure. Afin de ne pas surcharger la figure 1 a, il n'y est pas représenté cette hélice, qui apparait dans la figure 1 b représentant,à une autre échelle, la zone A de la colonne munie de l'hélice. La canalisation 15 d'évacuation du fluide porteur, chargé en particules de plastique, conduit ledit fluide porteur chargé au décanteur à ailettes1 représenté à la figure 2. Le fluide porteur chargé en particules de plastique emprunte la canalisation 21 d'alimentation du décanteur à ailettes munie d'un agitateur 22, et le fluide porteur chargé, est ainsi homogénéisé avant d'entrer dans le décanteur, à une concentration en particules de plastique de 1 à 20 %. Dans le décanteur, les parois 30,31,32 et 33 de l'enceinte sont inclinées avec un angle d'environ 450 vers des collecteurs au point bas 23 et au point haut 24. Les ailettes fixes 26, permettent la séparation des particules de plastiques lourds et légers, avec un minimum de mouvements perturbateurs du fluide porteur. Elles laissent une zone 29 de libre passage au courant principal de fluide porteur. Les déchets de plastique sont extraits au point haut 24 et au point bas 23 au moyen des extracteurs à vis 27 et 28. Tls sont séparément essorés dans des essoreuses en continu, lavés et séchés en vue de leur réutilisation. Le fluide porteur évacué par les essoreuses et par la canalisation 25 d'évacuation du fluide porteur déchargé ainsi que les effluents de lavage, sont épurés par un traitement aux polyélectrolytes. Les agglomérats formés par les polyélectrolytes et les particules d'impuretés sont séparés du fluide porteur en bassin, et traités en station de traitement spécialisée. REVENDICATIONS 1, Procédé de séparation et de traitement de déchets de plastiques en vue de leur réutilisation, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes a) le broyage des déchets et la dispersion du broyat en phase aqueuse, b) une décantation sélective du broyat dispersé en phase aqueuse, c) la récupération des fractions du broyat dispersé chargées en matière à réutiliser. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, après le broyage et avant la décantation, une étape de déferrisation. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, après le broyage et avant la décantation, une étape de destruction des matières cellulosiques. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on détruit les matières cellulosiques par une agitation violente du broyat dispersé, éventuellement précédée d'une macération du broyat dispersé en présence d'un alcali. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on emploie de la soude ou de l'hypochlorite de sodium pour la macération du broyat dispersé. 6. Procédé selon la revendication 1. caractérisé en ce que l'on traite le broyat dispersé avant la décantation sélective par un agent mouillant. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la décantation sélective comporte le passage du broyat dispersé dans une colonne de décantation, éventuellement suivi d'une décantation statique. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans l'étape de décantation statique, on pratique une coupe à une densité comprise entre 1 et 1,4, déterminée par la quantité de sels minéraux préalablement ajoutée au fluide porteur. 9. Dispositif de décantation sélective d'une dispersion pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8, composé d'une colonne de séparation à flux ascendant à àxe senibîement-vertical comportant, dans sa partie basse, une zone de section réduite (11) et au-dessous de la zone de section réduite, une canalisation (13) d'arrivée de fluide porteur, et au-dessus de la zone de section réduite, une canalisation (12) d'alimentation en broyat dispersé à décanter et en bas de la colonne, une vanne (14) de déchargement des produits lourds, et en haut de la colonne, au-dessus de la zone (10), une canalisation (15) d'évacuation du fluide porteur chargé en particules de plastique, la colonne étant pourvue d'une hélice (16) coaxiale d'angle au moins égal à environ 604. 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comporte, en aval de ladite colonne de séparation, un dispositif de décantation statique du type décanteur à ailettes dont les parois de la partie basse du décanteur sont inclinées vers un point bas (23) et dont les parois de la partie haute du décanteur sont inclinées vers un point haut (24) et qui comporte à mi-hauteur une canalisation (21) d'alimentation en fluide porteur chargé muni dtun dispositif (22) d'agitation du fluide porteur chargé, et un extracteur à vis (27) au point bas (23), et un extracteur à vis (28) au point haut (24) et à mi-hauteur, à l'opposé de la canalisation (21) d'alimentation, une canalisation (25)d'évacuation du fluide porteur déchargé, et dont les ailettes fixes (26) sont sensiblement paral lèles et disposées perpendiculairement à la direction principale du courant de fluide porteur et laissent une zone (29) de libre passage au courant principal de fluide porteur entre les canalisations (21), (25) d'alimentation et d'évacuation.