Brevet FR2610540A1 — publié le 19880812

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de broyage de matières minérales quelconques, telles que par exemple du clinker de ciment. Elle vise également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il est connu depuis longtemps que le broyage de matières minérales quelconques peut s'effectuer en plusieurs étapes en vue de rendre l'opération de broyage possible ou d'améliorer son rendement. C'est ainsi que les matières minérales peuvent être tout d'abord broyées par compression lente dans un broyeur à rouleaux, ce après quoi les matières pré- broyées alimentent un autre broyeur conduisant au produit final désiré. Ce processus de broyage présente un certain nombre d'inconvénients au niveau de l'étape de pré-broyage des matières minérales. En effet, en raison de l'effort d'écrasement à fournir, il se produit des usures au niveau des rouleaux du broyeur assurant le pré-broyage, et la durée de vie des roulements du broyeur est limitée. En outre, le pourcentage de particules grossières obtenues après le prébroyage demeure élevé, de sorte qu'il y a un risque de bourrage dans le broyeur final surtout si celui-ci est un broyeur à boulets, ce qui bien sûr diminue le rendement de ce broyeur. Par ailleurs, le rendement, énergétique de l'opération de pré-broyage est limite. La présente invention a pour but de proposer un procédé et une installation perfectionnés de broyage qui remédient notamment aux inconvénients ci-dessus par le fait que l'effort d'écrasement au niveau du pré-broyage étant limité, on limite d'autant les pressions à appliquer et donc l'usure des éléments du broyeur, sans parler du fait que les particules sortant du pré-broyage sont suffisamment fines pour conférer au broyage final un rendement optimum. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de broyage de matières minérales quelconques, telles que par exemple du clinker de ciment et du type consistant à broyer la matière en au moins deux étapes et à savoir une première étape d'écrasement lent de cette matière, et une deuxième étape de broyage conduisant au produit final désiré, caractérisé en ce que la première étape consiste à effectuer plusieurs cycles d'écrasement lent de la matière sans extraction intermédiaire de produit fini entre ces cycles, ledit produit fini n'étant extrait qu'au niveau de ladite deuxième étape de broyage. On comprend donc déjà que les cycles successifs d'écrasement lent de la matière au niveau de la première étape de broyage procureront tous les avantages susmentionnés. Suivant une autre caractéristique de ce procédé, le nombre de cycles d'écrasement lent de la matière lors de la première étape est compris entre 2 et 10. Ce procédé est encore caractérisé par un premier cycle d'écrasement lent pour conditionner la matière minérale brute préalablement aux cycles d'écrasement lent suivants. On précisera encore ici que les cycles d'écrasement lent peuvent résulter d'un recyclage de la matière. Selon encore une autre caractéristique de ce procédé, après la deuxième étape de broyage précitée, les particules grossières sont séparées du produit fini et recyclées au moins en partie vers la première étape de broyage. L'invention vise encore une installation pour l'exécution du procédé répondant à l'une ou l'autre des caractéristiques ci-dessus et du type comprenant un moyen de broyage de la matière minérale par compression lente, ce moyen étant raccordé à un broyeur final, caractérisé en ce que le moyen de broyage permet la réalisation de plusieurs cycles d'écrasement lent de la matière soit au moyen d'au moins deux broyeurs à compression lente et communicants soit au moyen d'un broyeur à compression lente muni d'un système de recyclage de la matière depuis la sortie vers l'entrée de ce broyeur. Cette installation est encore caractérisée en ce que, dans le cas o le moyen de broyage est constitué par au moins deux broyeurs communicants, au moins l'un des broyeurs est muni d'un système de recyclage vers l'entrée de ce broyeur ou vers l'entrée de l'un quelconque des broyeurs précédents. On précisera encore ici que le premier broyeur recevant la matière minérale brute est constitué par un broyeur à rouleaux qui comporte de préférence des alvéoles. Quant à la sortie du broyeur final, elle est de préférence raccordée à un séparateur de particules qui est relié notamment à l'entrée de l'un des broyeurs à compression lente. Suivant un mode de réalisation particulier, le broyeur final est un broyeur à sortie centrale alimenté à chaque extrémité par un broyeur à compression lente et dont la sortie est reliée à deux séparateurs de particules indépendants, chaque séparateur étant relié à l'un des broyeurs à compression lente, et à l'une et/ou l'autre des extrémités ou entrées du broyeur final. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit, et se réfère aux figures 1 et 2 annexées montrant schématiquement et respectivement deux réalisations d'installations conformes aux principes de cette invention. En se reportant à la figure 1, on voit qu'une installation selon l'invention comprend un broyeur 1 à compression lente, muni d'au moins une paire de rouleaux 2, ledit broyeur étant alimenté en une matière minérale quelconque et telle que par exemple du clinker de ciment, comme matérialisé par la flèche 4. Les rouleaux 2 comportent de préférence sur leur périphérie des alvéoles 3 qui régularisent avantageusement l'écoulement de la matière broyée par les rouleaux 2. Le broyeur 1 débouche par une trémie ou analogue 5 dans un deuxième broyeur 6 muni lui-aussi de rouleaux 7 à compression lente, c'est-à-dire permettant un écrasement lent de la matière sortant du broyeur 1. Comme montré sur la figure 1 à titre d'exemple, la matière sortant du broyeur 6 est recyclée vers l'entrée de ce broyeur, comme cela est matérialisé par les flèches 8, étant entendu que ce recyclage peut être effectué à l'aide de tout moyen approprié, tel que par exemple un élévateur représenté schématiquement en 9. On comprend donc qu'on réalise ainsi des cycles successifs d'écrasement lent de la matière dans le broyeur 6, et cela sans aucune extraction intermédiaire de matière. De tels cycles successifs peuvent être réalisés, sans sortir du cadre de l'invention, autrement que par le recyclage précité, c'est-à-dire en prévoyant dans l'installation plusieurs broyeurs tels que 6 et agencés les uns au-dessus des autres par exemple. La matière broyée sortant du broyeur 6 est acheminée par la ligne 10 dans un broyeur final 11 qui est de préférence un broyeur à boulets. Il est à noter que le rendement de ce broyeur final conduisant au produit fini sera nécessairement très élevé du fait que la matière minérale a déjà subi des cycles successifs d'écrasement lent et présente par conséquent une fragmentation idéale évitant tout bourrage dans le broyeur final 11. Il est important de remarquer ici que les cycles d'écrasement lent effectués préalablement au broyage final peuvent être compris entre 2 et 10. Le produit sortant du broyeur final 11 peut être recueilli pour utilisation ou bien, suivant l'exemple représenté, acheminé par tout moyen approprié, tel que par exemple un élévateur montré schématiquement en 12, dans un séparateur 13 qui peut être par exemple un séparateur dynamique du type pneumatique. C'est ainsi que le séparateur 13 peut être alimenté avec un fluide gazeux sous pression et contenir une turbine 14, de sorte que les particules fines provenant de l'élévateur 12 passeront au travers de la turbine 14 et seront évacuées du séparateur 13, comme on le voit en 15, tandis-que les particules grossières, qui ne pourront pas pénétrer dans la cage 14, pourront s'écouler dans une conduite 16. Cette conduite 16 se divise en une portion de conduite 16a aboutissant à l'entrée du broyeur final 11, et en une portion de conduite 16b aboutissant à l'entrée du broyeur 6 à compression lente de façon à recycler ainsi les particules grossières provenant du séparateur 13. Dans la réalisation visible sur la figure 2, le broyeur final 11 est un broyeur à sortie centrale lla alimenté à ses deux extrémités 11b par deux broyeurs à compression lente indépendante 6. La sortie centrale lla du broyeur final 11 est raccordée par deux élévateurs ou analogues tels que 12 à l'entrée de deux séparateurs indépendants 13 contenant chacun une turbine 14 comme expliqué précédemment. Chaque séparateur 13 comporte une conduite 16 qui se subdivise comme expliqué à propos de la figure 1, en une conduite 16b reliée à l'entrée du broyeur à compression lente 6, et en une conduite-16a reliée à l'extrémité ou entrée llb du broyeur à boulets 11. Il est à noter que, sans sortir du cadre de l'invention, et comme montré en 16c sur la figure 2, la sortie de chaque séparateur 13 peut être raccordée aux deux entrées llb du broyeur final 11. Il n'est pas nécessaire d'expliquer le fonctionnement de l'installation qui se déduit de la description qui précède. Cependant, on insistera ici sur les nombreux avantages.présentés par cette invention et qui se situent essentiellement au niveau du pré- broyage effectué en amont du broyeur final 11. Plus précisément, ces avantages résident dans l'utilisation des cycles d'écrasement lent de la matière réalisés soit par l'emploi de broyeurs séparés, soit par recyclage de la matière sur un broyeur que la matière traverse ainsi plusieurs fois. Tout d'abord, le fait que la matière soit soumise à plusieurs cycles d'écrasement successifs conduit à un pourcentage de particules grossières non fragmentées qui est considérablement réduit par rapport à de la matière qui aurait subi un seul cycle d'écrasement, de sorte que le broyeur final 11 peut fonctionner dans des conditions optimales. De plus, les pressions appliquées sur la matière peuvent être nettement réduites de sorte que l'usure des rouleaux du broyeur est minimale de même que la durée de vie des roulements des broyeurs est augmentée. Enfin, le rendement énergétique de l'opération de pré-broyage est nettement supérieur à celui que l'on obtiendrait avec un seul cycle d'écrasement lent. On a donc réalisé suivant l'invention un procédé et une installation de broyage qui sont particulièrement efficaces et économiques pour le traitement du clinker de ciment par exemple. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que les rouleaux des broyeurs peuvent comporter ou non des alvéoles sur leur périphérie. De même, dans le cas o les cycles successifs d'écrasement sont réalisés avec des broyeurs successifs, le nombre de ces broyeurs peut être quelconque. Si ces cycles successifs sont réalisés au moyen d'un recyclage, ce recyclage peut être prévu au niveau d'un broyeur ou de plusieurs broyeurs. C'est dire que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Procédé de broyage de matières minérales quelconques, telles que par exemple du clinker de ciment et du type consistant à broyer la matière en au moins deux étapes et à savoir une première étape d'écrasement de la matière, et une deuxième étape de broyage conduisant au produit final désiré, caractérisé en ce que la première étape consiste à effectuer plusieurs cycles d'écrasement lent de la matière sans extraction intermédiaire de produit fini entre ces cycles, ledit produit fini n'étant extrait qu'au niveau de ladite deuxième étape de broyage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de cycles d'écrasement lent de la matière lors de la première étape est compris entre 2 et 10. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un premier cycle d'écrasement pour conditionner la matière brute préalablement aux cycles d'écrasement lent suivants. 4. Procédé selon la revendication i ou 2, caractérisé en ce que les cycles d'écrasement lent précités résultent d'un recyclage de la matière. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'après la deuxième étape de broyage précitée, les particules grossières sont séparées du produit fini et recyclées au moins en partie vers la première étape de broyage. 6. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications i à 5 et du type comprenant un moyen de broyage de la matière minérale par compression lente, ce moyen étant raccordé à un broyeur final, caractérisée en ce que le moyen de broyage permet la réalisation de plusieurs cycles d'écrasement lent de la matière soit au moyen d'au moins deux broyeurs à compression lente et communicants, soit au moyen d'un broyeur à compression lente muni d'un système de recyclage de la matière depuis la sortie vers l'entrée de ce broyeur. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisé en ce que, dans le cas o le moyen de broyage est constitué par au moins deux broyeurs communicants, au moins l'un des broyeurs est muni d'un système de recyclage vers l'entrée de ce broyeur ou vers l'entrée de l'un quelconque des broyeurs précédents. 8. Installation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le premier broyeur recevant la matière minérale brute est constituée par un broyeur à rouleaux qui comportent de préférence des alvéoles. 9. Installation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la sortie du broyeur final est raccordée à un séparateur de particules qui est relié notamment à l'entrée de l'un des broyeurs à compression lente. 10. Installation selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le broyeur final est un broyeur à sortie centrale alimenté à chaque extrémité par un broyeur à compression lente et dont la sortie est reliée à deux séparateurs de particules indépendants, chaque séparateur étant relié à l'un des broyeurs à compression lente, et à l'une et/ou l'autre des extrémités ou entrées du broyeur final.