Brevet FR2597366A1 — publié le 19871023

La présente invention se rapporte à un procédé de lissage de la surface de particules a surface irrégulière, notamment d'un sel azoté ou phosphoré, de la potasse ou un mélange de ceux-ci. L invention se rapporte également a un dispositif pour la mise en oeuvre d un tel procédé. Les produits particulaires obtenus par compactage présentent l'inconvénient que les particules ainsi obtenues ont sur leur surfaces des arêtes vives et cassantes qui sont génératrices de poussière lors de leur manipulation. Cet inconvénient concerne également les particules obtenues par compactage de particules plus petites dans la mesure où de telles particules issues de compactage. ont tendance a s'effriter et à produire ainsi de la poussière. La présente invention a pour but de remédier a ces inconvénients en fournissant un procédé et un dispositif qui soient susceptibles de produire à partir de particules a surface irrégulière et friable, des granulés à surface a peu près lisse et qui ne produiront donc que peu de poussière par frottement lors de leur manipulation. L invention a ainsi pour obJet un procédé de lissage de la surface de particules a surface irré guliére, caractérisé en ce que dans une première phase. on humidifie au moins superficiellement les particules et on les met en mouvement relatif les unes par rapport aux autres pour réduire les aspérités de leur surface par contact mutuel de ces particules au cours de leur mouvement pour obtenir des granulés à surface a peu près lisse et en ce que dans une deuxième phase. on sèche les granulés obtenus. Suivant d autres caractéristiques - On humidifie les particules avec une bouillie dont la phase solide est destinée a enrober les particules. - Pendant la phase de séchage. on pulvérise sur les granulés. une substance destinée â les enrober pour augmenter leur taille. - La phase solide de la bouillie et/ou la substance pulvérisée. sont de la meme nature que les particules. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte un premier étage comprenant des moyens d'humidification des particules et des moyens de mise en mouvement relatif de ces particules les unes par rapport aux autres. un deuxième étage comprenant des moyens de séchage des granulés produits par le premier étage. des moyens pour introduire les particules dans le premier étage. des moyens pour transférer dans le deuxième étage les granulés formés au premier étage et des moyens pour évacuer les granulés du deuxième étage. Suivant d autres caractéristiques de ce dispositif - le premier étage comprend au moins une partie de la longueur d'un tambour rotatif. d'axe a peu prés horizontal. à l'intérieur et au voisinage d'une extrémité de laquelle, débouchent les moyens d introduction des particules. les moyens de transfert des granulés débouchant au voisinage de l'extrémité opposée de cette partie de tambour dont la surface intérieure est å peu prés lisse et des moyens d'aspersion d'un fluide sur les particules étant également prévus à l'intérieur de ladite partie de tambour. - Le deuxième étage comprend au moins une partie de la longueur d'un tambour rotatif, d'axe à peu prés horizontal. à 1 intérieur et au voisinage d'une extrémité de laquelle. débouchent les moyens de transfert des granulés provenant du premier étage. des moyens d'évacuation des granulés. disposés à l'extrémité opposée de cette partie de tambour et des moyens d'agitation du produit et de séchage par un fluide gazeux, prévus a l'intérieur de ladite partie de tambour. - Les deux étages du dispositif peuvent être ménagés dans un tambour ou dans deux tambours distincts. Suivant un mode de réalisation préféré. les moyens de séchage comprennent un dispositif à lit fluidisé disposé à l'intérieur du tambour faisant partie du deuxième étage. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement a titre d'exemple. et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - les Fig.1 a 3 sont des vues schématiques de trois modes de réalisation du dispositif de l'ln- invention. Dans la définition donnée ci-dessus. et dans la suite de la description. on entend par particules le produit brut particulaire issu directement du concassage ou du compactage, et par granulés, les particules obtenues après lissage de la surface des particules brutes. Le dispositif illustré sur la Fig.1, comporte un tambour 1 d'axe a peu près horizontal et monté a rotation autour de cet axe. Ce tambour comporte a chacune de ses extrémités. une virole 2 ar- nulaire délimitant chacune un rebord orienté radialement vers l'intérieur du tambour autour d'une ouverture centrale correspondante. Ce tambour 1 est divisé en deux parties suivant sa longueur par une virole annulaire 3 délimitant. un rebord annulaire orienté radialement vers l'intérieur et d'une ouverture centrale. Une première partie du tambour s'étendant entre une virole 2 d'extrémité et la virole 3 intermédiaire. délimite un premier étage A du dispositif de l'invention. La deuxième partie de ce tambour comprise entre l'autre virole d'extrémité 2 et la virole intermédiaire 3, délimite le deuxième étage du dispositif. Une goulotte 4 d'introduction de particules à surface irrégulière. débouche a l'intérieur du tambour au voisinage de son extrémité comprise dans le premier étage et une buse 5 d'aspersion d'un fluide. tel que de l'eau ou une boullie aqueuse. est prévue à l'intérieur de la partie du tambour 1 du premier étage 1. Cette buse 5 est orientée vers le bas pour asperger une masse de particules P présente au fond du tambour et est reliée à des moyens d'alimention en fluide d'aspersion a l'extérieur du tambour par l'lntermé- diaire d'une canalisation 6. La paroi cylindrique intérieure de cette première partie du tambour 1 du premier étage A. est a peu prés lisse de façon à ce que par rotation du tambour, les particules de la masse P soient mises en mouvement relatif les unes par rapport aux autres comme cela va être explicité dans la suite. La deuxiéme partie du tambour 1 du deuxième étage B. est analogue au tambour de granulation décrit dans la demande de brevet n 85 12 082 de la demande resse et comprend sur l ensemble de sa paroi cylindrique intérieure des ailettes 7 longitudinales, repar ties circonferentiellement sur cette paroi cylindrique, ces ailettes faisant saillie radialement vers l lnterieur du tambour. Le deuxieme etage B comprend egalement un dispositif a lit fluidise 8 fixe. relié a un ventilateur (non represente) a l exterleur du tambour par l lntermedialre d'une canalisation 9. Comme cela est decrit dans le brevet precite, la grille du dispositif a lit fluidise 8 s'etend a peu pres sur l'ensemble de la longueur du deuxieme etage B en etant orientee vers le haut tout en etant également incline vers le haut dans le sens de rotation du tambour de sorte que les granules issus du premier etage A et releves par les ailettes 7, retombent sur ce dispositif a lit fluidise 8 ou ils sont seches et/ou refroidis avant de chuter dans le tambour. De façon facultative, une rampe 10 de pulverisation d'un fluide contenant une substance susceptible d'enrober les granules, par exemple un sel fondu, une bouillie ou une suspension, peut etre prevue, sous le dispositif a lit fluidise 8 de telle façon que les buses 11 de cette rampe soient orientees dans une direction appropriee pour pulveriser sur le rideau de granules qui chutent a partir du dispositif a lit fluidise 8. Cette rampe de pulverisation 10 est reliee a des moyens d'alimentation prevus a l exte- rieur du tambour par l lntermedialre d'une canalisation 12. Le fonctionnement du dispositif suivant ce premier mode de realisation est le suivant: des particules a surface lrregullere, issues d'un concassage ou d'un compactage, sont introduites dans le premier étage A du tambour 1 par l'intermédiaire de la goulotte 4; les particules ainsi introduites sont mises en mouvement relatif les unes par rapport aux autres par rotation du tambour 1 et sont aspergées avec un fluide, de préférence de l'eau ou un produit aqueux par l'intermédiaire de la buse 5 afin d'humidier au moins superficiellement ces particules.Au cours de leurs mouvements relatifs, les particules entrent en contact les unes avec les autres de sorte que leurs aspérités préalablement ramollies par humidification, sont réduites. la formation de poussiere étant empêchée par l'humidification du milieu. Par débordement au-dessus du rebord ménagé par la virole 3, les granulés formés par lissage de la surface des particules, sont transférés dans le deuxième étage B ou ils sont repris par les ailettes élévatrices 7 qui relèvent ces granulés et les laissent tomber sur le dispositif à lit fluidisé 8 où ils sont séchés et/ou refroidis avant de retomber en rideau au fond du tambour en étant, le cas échéant, enrobés au cours de leur chute par la substance pulvérisée par les buses 11. Les granulés répètent un certain nombre de fois ce cycle de reprise par les ailettes élévatrices 7, de refroidissement et/ou séchage sur le dispositif à lit fluidisé 8, avant de sortir du tambour 1 par débordement par dessus le rebord ménagé par la virole 2 fixée à l'extrémité de sortie du tambour. Le fluide pulvérisé par la buse 5 dans le premier étage A peut être simplement de l'eau pour humidifier au moins superficiellement la masse P de particules dont la surface est en cours de lissage par contact mutuel de ces particules entre elles ou une bouillie aqueuse dont la phase solide est d'une nature identique ou différente de celle des particules afin de les humidifier au moins superficiellement tout en les enrobant de la phase solide pour contribuer à leur lissage par recouvrement des aspérités résiduelles et comblement des creux entre ces aspérités. La substance d'enrobage pulvérisée, le cas échéant, par la rampe 10, peut être d'une nature identique ou différente de celle des particules initiales et peut être mise sous la forme d'une bouillie ou d'un sel fondu. Dans le cas où cette substance d'enrobage du deuxième étage 8 se présente sous la forme d'un sel fondu, l'air diffusé par le dispositif a lit fluidisé 8, a non seulement une fonction de séchage des granulés issus du premier étage A mais également une fonction de refroidissement du revêtement du sel fondu pulvérisé par les buses 11 de la rampe 10. Les changements apportés au mode de realisation illustré sur la Fig.2 par rapport au mode de réalisation precédemment décrit, consistent en la modification des moyens de séchage de ce dispositif. Le dispositif à lit fluidisé 8 est remplacé par un agencement classique dans lequel le tambour est balayé par un courant de gaz chauds introduits par l'extrémité de sortie du produit et extraits dans une zone intermédiaire 13 du tambour située a l extremite du deuxième étage B voisine du premier étage A. En variante, cette disposition peut être inversée, les gaz chauds étant alors introduits au niveau de la zone intermédiaire 13 tandis qu'ils sont extraits par l'extrémité de sortie du deuxième étage B. Avec cet agencement, l'air de séchage pénétrant suivant les flèches F dans le deuxieme étage B, déshydrate les granulés qui sont agités par rele vage à l'aide des ailettes 7. Dans le troisième mode de réalisation illustré sur la Fig.3. le dispositif comprend deux tambours îj et lb distincts et munis à chacune de leurs extrémités d'une virole 2 analogue à celle décrite ci-dessus. Le tambour la est compris dans le premier étage A et le tambour lb est compris dans le deuxième étage B. Le tambour lb est disposé à un niveau légè- rement inférieur au tambour li et une goulotte 16 est disposée à la sortie de ce tambour la, et débouche à son extrémité inférieure a l'intérieur du tambour lb au voisinage de l'extrémité d'entrée de celui-ci. Avec cet agencement, les particules sont introduites dans le premier étage A par l'intermédiaire de la goulotte 4. Les granulés obtenus à la sortie du premier étage A par lissage de la surface des particules débordent dans la trémie 16 à partir de laquelle ils sont introduits dans le tambour lb du deuxième étage B par l'intermédiaire de la goulotte 17. Dans ce mode de réalisation, l'agitation est effectuée par l'intermédiaire des ailettes élévatrices 7 et le séchage par le dispositif à lit fluidisé 8, ce dernier pouvant bien entendu être remplacé par tout autre moyen de séchage connu. Les moyens de transfert réalisés ici sous la forme d'une trémie et d'une goulotte, sont indiqués à titre d'exemple dans la mesure où la disposition relative des tambours la et lb peut être différente de celle illustrée sur la Fig.3 et dans ce cas, ces moyens de transfert peuvent prendre toute forme connue dans la technique, par exemple un transporteur à bande ou à godet. On peut traiter par ce procédé toute sorte de matériaux appropriés particulaires et en particulier -des engrais, c' est-a-dire un matériau à base d'un sel azoté et/ou d'un sel phosphaté et/ou de potasse. Lorsqu'on pulvérise une bouillie dans le premier étage A, l'intérêt est bien sur de concentrer au maximum cette bouillie pour avoir le moins d'eau possible à éliminer dans le deuxième étage B. Pour des particules de scorie potassique, c' est-à-dire un mélange de scories issues des aciéries THOMAS et de potasse, comprenant O X d'azote, 10 à 14 t. de phosphore évalué en P 205 et 14 à 15 Z de potassium évalué en K20, la concentration de la bouillie est d'environ 40 a 50 Z. Pour un engrais du type superphosphate (NP), comprenant 14 Z d'azote évalué N20, 36 Z de phosphore évalué en P 205 et OZ de potassium, on a atteint une concentration de la bouillie d'envrion 65 Z. Le débit massique de la bouillie peut représenter de 10 à 15 Z environ de la quantité de particules entrant dans le premier étage. Sans enrobage par pulvérisation dans le deuxième étage B, l'augmentation en masse des particules entre l'entrée et la sortie du dispositif de l'invention n'est pas négligeable, cette augmentation pouvant être de 5 a lOZ environ de la masse de particules initiale. Pour illustrer l'effet du procédé de l'in- vention sur l'évolution en taille des particules et sur la résistance a l abrasion des granulés obtenus à partir de ces particules, on donne ci-apres un exemple de répartition granulométrique et d'indication sur la résistance à l'abrasion de particules a surface lrré- gulière dites particules entrantes et des granulés obtenus suivant le procédé de l'invention à partir de ces particules entrantes, dits granulés sortants. Dans cet exemple, les particules sont en scorie potassique a O Z d azote, 14 Z de phosphore évalué en P 205 et 14 Z de potassium évalué en K20, les particules entrantes étant aspergées au niveau du premier étage A avec une bouillie dont la phase solide est de même nature que celle des particules elles mêmes. Particules entrantes : granulométrie : 29,3?. > 4,00 mm 4,00 mm > 22,2Z > 3,00 mm 3,00 mm > 26,7Z > 2,00 mm 2,00 mm > 16,8Z > 1,00 mm 1,00 mm > 2,3Z > 500/, 2,7Z - Test d'abrasion : 90,8 Z Granulés sortants : granulométrie : 45,5Z > 4.00 mm 4,00 mm > 29,1Z > 3,00 mm 3,00 mm > 24,9Z > 2,00 mm 0,57. > 1,00 mm 0 Z - Test d'abrasion : 98,1 X Le test d'abrasion consiste à mesurer la résistance des particules ou des granulés après passage dans un broyeur a boulets a rotation lente.Ce broyeur comportant une jarre de 5 1 dans laquelle sont disposées 2 kg de billes en porcelaine dure de 20 mm de diamètre. On introduit dans la jarre un kilo de particules ou de granulés préalablement tamisés entre 2 et 4 mm. Après 15 mn de rotation a 40 tr/m. les billes sont éliminées et le contenu de la jarre est passé sur un tamis a grosses mailles. Le produit tamisé est retamisé sur un tamis de 2 mm et la fraction refusée par ce tamis est pesée au gramme près. On exprime le résultat du test d'abrasion en pourcentage de la façon suivante. Soit P le poids de la fraction refusée au tamis de 2 mm, le pourcentage d'abrasion est alors égal a P x 100 1000 Plus le résultat en pourcentage du test d'abrasion est élevé, plus les granulés ou les particules ont une résistance mécanique importante, c'est å-dire qu'ils ont une aptitude plus faible à former de la poussière. On voit donc en se reportant aux valeurs numériques données ci-dessus que les granulés obtenus par le procédé de l'invention a partir de particules a surface irrégulière, ont une aptitude nettement plus faible à former de la poussière que des particules a partir desquelles ces granulés ont été formés. De nombreuses variantes sont bien entendu envisageables sans sortir du cadre de l lnventlon. C'est ainsi que bien que le premier étage du dispositif de l'invention ait été décrit en mettant en oeuvre un tambour ou une partie de tambour a paroi lisse, ce premier étage peut comporter un plateau de granulation ou une vis malaxeuse. De même, toute sorte de dispositifs de séchage classiques sont envisageables pour être mis en oeuvre dans le deuxième étage B du dispositif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de lissage de la surface de particules à surface irrégulière, notamment des particules d'un sel azoté ou phosphoré. de la'potasse ou un mélange de ceux-ci. caractérisé en ce que dans une première phase. on humidifie au moins superficiellement les particules et on les met en mouvement relatif les unes par rapport aux autres pour réduire les aspérités de leur surface par contact mutuel de ces particules au cours de leur mouvement pour obtenir des granulés à surface à peu pres lisse et en ce que dans une deuxième phase, on sèche les granulés obtenus. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on humidifie les particules avec une bouillie dont la phase solide est destinée à enrober les particules. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pendant la phase de séchage, on pulvérise sur les granulés une substance destinée à les enrober pour augmenter leur taille. 4. Procédé suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la phase solide de la bouillie et/ou la substance pulvérisée. sont de la même nature que les particules. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un premier étage (A) comprenant des moyens (5.6) d'humidification des granulés et des moyens (1) de mise en mouvement relatif de ces particules les unes par rapport aux autres, et un deuxième étage (B) comprenant des moyens 18,9 , 13,14,15) de séchage des granulés produits par le premier étage, des moyens (4) pour introduire les particules dans le premier étage, des moyens (3 ; 16.17) pour transférer dans le deuxième étage. les granulés formés au premier étage et des moyens (2) pour évacuer les granulés du deuxième étage étant en outre prévus. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le premier étage (A) comprend au moins une partie de la longueur d'un tambour (2) rotatif. d'axe à peu près horizontal, à l'intérieur et au voisinage d'une extrémité de laquelle, débouchent les moyens (4) d'introduction des particules, les moyens (3) de transfert des granulés débouchant au voisinage de l'extrémité opposée de cette partie de tambour dont la surface intérieure est à peu prés lisse et des moyens (5,6) d'aspersion d'un fluide sur les particules étant également prévus à l'intérieur de ladite partie de tambour. 7. Dispositif suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le deuxième étage (B) comprend au moins une partie de la longueur d'un tambour (1) rotatif, d'axe à peu près horizontal, à l'inté- rieur et au voisinage d'une extrémité de laquelle. débouchent les moyens (3) de transfert des granulés provenant du premier étage, les moyens d'évacuation (2) des granulés débouchant a l'extrémité opposée de cette partie de tambour, des moyens d'agitation (7) et de séchage (8.9 : 13,14,15) par un fluide gazeux des granulés etant également prévus à l'intérieur de ladite partie de tambour. 8. Dispositif suivant les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les parties de longueur de tambour des premier et deuxième étages, sont délimitées par un même tambour (1) les moyens de transfert des granulés comprenant une virole (3) disposée transversalement a l'intérieur du tambour en un emplacement intermédiaire de la longueur de celui-ci en délimitant ainsi deux parties dans le tambour, associées pour l'une au premier étage (A) et pour l'autre au deuxième étage (B), les granulés passant d'une partie à l'autre par débordement au niveau de l'ouverture centrale de la virole. 9. Dispositif suivant les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les premier et deuxième étages comprennent chacun un tambour (la, lb) distinct entre lesquels sont disposés les moyens (16,17) de transfert des granulés. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les moyens de séchage (8) sont du type à lit fluidisé. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les moyens de séchage sont du type à balayage par gaz chaud circulant dans le même sens que le produit ou dans le sens opposé.