Brevet FR2588854A1 — publié le 19870424

L'invention se rapporte à un procédé de production de semi-hydrate de gypse bêta par fractionnement de la matière première et cuisson au moyen d'un courant de gaz chauds ; l'invention se rapporte également à une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. La production de semi-hydrate de gypse bêta se fait en principe jusqu'à présent en deux étapes successives. A la première, la matière première est fractionnéea tandis qu'à la seconde, cette matière première fractionnée subit la cuisson au moyen d'un courant de gaz chauds La cuisson de la seconde étape s'effectue par exemple dans un four tubulaire rotatif (CH-PS 445 359), dans une installation de cuisson se composant de plusieurs cyclones montés les uns à la suite des autres (DE-AS 19 40 007) ou dans une une installation de cuisson à courant continu et à suspension par un gaz (DE-AS 27 05 463). Par ailleurs, suivant un procédé connu de production de fleur de plâtre (DE-PS 638 800), la matière première est chauffée au maximum à 1800C pendant le fractionnement dans un broyeur à tambour balayé par de l'air chaud. Après tamisage de la matière déchargée du broyeur dans le courant d'air, les particules les plus grosses sont chauffées dans une cuve à environ 8000C, puis à nouveau mélangées à la matière première pour etre encore une fois broyées. Un inconvénient majeur des procédés connus, mentionnés ci-dessus, réside dans les frais élevés d'installation dus aux deux étapes du processus de fabrication. L'invention a donc pour objet un procédé tel que spécifié en préambule, mais nécessitant des frais d'installation considérablement moindres que ceux exigés par les procédés connus. Sur une particularité essentielle de l'invention, la matière première est fractionnée dans un broyeur autogène en subissant un mouvement de retournement continu et sa cuisson s'effectue simultanément par un courant de gaz chauds passant par le broyeur. D'autres particularités avantageuses de l'invention font l'objet des sous-revendications. Un broyeur autogène est un tube broyeur court de grand diamètre ; le rapport de la longueur au diamètre est compris de préférence entre 0,25 et 0,4. Le fractionnement de la matière dans un broyeur autogène s'effectue essentiellement par les chocs qu'elle subit. Pour obtenir une grande hauteur de chute, le broyeur autogène peut être équipé du côté intérieur de barres de levage et de longerons qui font monter la matière en cours de broyage le plus haut possible. Le broyeur autogène peut contenir dans le cadre de l'invention des éléments broyeurs (par exemple des billes d'acier) jusqu'à un volume de 6 % de la charge pour favoriser le processus de fractionnement autogène. Ce type de machine a été utilisé essentiellement jusqu'à présent pour le broyage autogène dans la préparation des minerais ainsi que pour le broyage à sec de la matière première du ciment. Ainsi, le broyeur autogène n'a jamais été utilisé que pour le séchage de la matière et non pour un autre traitement thermique. Il a par contre été observé de manière surprenante, au cours des nombreux essais ayant abouti à la présente invention, que la circulation interne considérable de la matière dans le broyeur autogène a pour conséquence que le temps pendant lequel cette matière demeure dans le broyeur suffit à la transformation chimique de la matière première (dihydrate) en semi-hydrate de gypse bêta. Il peut être judicieux, dans certains cas, d'allonger le temps pendant lequel la matière demeure dans le broyeur par des détails de construction convenables (par exemple par une surface lisse du côté intérieur des cloisons extrêmes du broyeur autogène). Le fractionnement et la cuisson de la matière première s'effectuant simultanément dans un unique appareillage suivant le procédé de l'invention, les frais d'installation sont considérablement moindres que ceux néces sités par les procédés connus. La température du courant de gaz chauds dirigé sur le broyeur autogène est comprise conformément à l'invention entre 200 et 600GC. La matière première peut être déversée dans le broyeur autogène en ayant une granulométrie comprise entre 0 et 300 mm. La décision d'ajouter des éléments broyeurs et le choix éventuel de ces éléments dépendent essentiellement de la granulométrie souhaitée du produit fini et/ou du débit souhaité. La matière suffisamment fractionnée et cuite est déchargée du broyeur autogène par le courant de gaz chauds et dirigée sur un tamis dont les gros grains du refus sont renvoyés dans le broyeur, tandis que la matière fine est extraite dans un séparateur. Au moins une partie des gaz chauds quittant le séparateur est avantageusement renvoyée dans le broyeur autogène après filtrage et chauffage. Ainsi, le rendement thermodynamique du procédé est amélioré et la quantité des gaz évacués est considérablement réduite. Il est bien entendu possible aussi de renvoyer dans le broyeur autogène une partie des gaz chauds quittant le séparateur avant filtrage et après réchauffage. Dans ce cas, les frais d'installation pour le filtrage sont réduits, mais il faut, dans le courant de gaz chauds non filtrés, une soufflante qui est soumise à une certaine usure. Un exemple de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est représenté sur la figure unique du dessin annexé. L'installation représentée comprend un broyeur autogène 1, un tamiseur à courant d'air 2, un séparateur 3 conformé en cyclone, un filtre 4, un bruleur 6 disposé à l'extrémité supérieure d'une cuve 5, un dispositif 7de chargement de la matière, une goulotte 8, un élévateur à godets 9 ainsi qu'une soufflante 10. Les éléments mentionnés de linstallation sont reliés par des canalisations de la manière indiquée sur le dessin. L'installation fonctionne de la manière suivante la matière première est dirigée par le dispositif de chargement 7 et la goulotte 8 dans le broyeur autogène 1 dont le dispositif de commande n'est pas représenté. Les gaz chauds, dont la température est de 200 à 6000C, sont produits dans la cuve 5 conformée en chambre de combustion et équipée du brûleur 6, ces gaz parvenant dans le broyeur autogène 1 par la goulotte 8 avec la matière première. La matière première est fractionnée à la finesse souhaitée dans le broyeur 1. La finesse du produit fini peut être modifiée - indépendamment du mode de construction du broyeur - par une certaine addition d'éléments broyeurs, par la vitesse du courant de gaz chauds passant par le broyeur et/ou par la vitesse de rotation du broyeur. La transformation chimique du dihydrate en semi-hydrate bêta a lieu simultanément avec le fractionnement de la matière première. L'énergie calorifique nécessaire à cette fin est fournie par le courant de gaz chauds qui dirige le produit fini suffisamment fractionné et convenablement cuit dans le tamiseur pneumatique 2. La matière en gros grains provenant de ce dernier est renvoyée par l'élévateur à godets 9 dans le broyeur autogène 1, tandis que la matière fine est extraite dans le séparateur 3. Les gaz chauds quittant le séparateur 3 sont dépoussiérés dans le filtre 4. Une partie des gaz filtrés est renvoyée dans la cuve 5 et réchauffée par le brûleur 6. Le reste, qui n'est pas nécessaire, des gaz filtrés s'échappe à l'atmosphère. REVENDICATIONS 1. Procédé de production de semi-hydrate de gypse bêta par fractionnement de la matière première et cuisson au moyen d'un courant de gaz chauds, caractérisé en ce que la matière première est fractionnée dans un broyeur autogène (1) en subissant un mouvement de retournement continu et sa cuisson a lieu simultanément au moyen d'un courant de gaz chauds passant par le broyeur 2. Procédé selon la revendication 1s caractérisé en ce que le broyeur autogène (1) contient des éléments broyeurs jusqu'à 6 8 en volume de la charge 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température du courant de gaz chauds dirigé sur le broyeur autogène (1) est comprise entre 200 et 600"C. 4. Procédé selon la revendication 1 r caractérisé en ce que la matière première déversée dans le broyeur autogène (1) a une granulométrie comprise entre 0 et 300 mm. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière suffisamment fractionnée et cuite est déchargée du broyeur autogène (1) par le courant de gaz chauds et dirigée sur un tamiseur pneumatique (2), les gros grains provenant de ce dernier étant renvoyés dans le broyeur autogène (1), tandis que la matière fine est extraite dans un séparateur (3). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins une partie des gaz chauds quittant le séparateur (3) est renvoyée dans le broyeur autogène (1) après filtrage et chauffage. 7. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par un broyeur autogène (1) dont le rapport de la longueur au diamètre est compris entre 0,25 et 0,4. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le coté intérieur des cloisons extrêmes du broyeur autogène (1) est lisse. 9. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le côté intérieur des cloisons extrêmes du broyeur autogène (1) est profilé.