Brevet FR2629449A1 — publié le 19891006

La présente invention concerne une procédure d traitement des laitiers granulés de hauts fourneaux pou permettre leur stockage avant utilisation dans les domaine ou ils sont destinés. Ce procédé s'applique - aux laitiers de fonte hématite, fraîchement produits; - aux laitiers de fonte phosphoreuse ayant eu une réactif de prise de type hydraulique. Les laitiers de hauts fourneaux sont les impuarté de la fonte recueillie par différence de densité dans l creuset des hauts fourneaux au moment de la phase liquide Ils sont constitués de la roche mère du minerai et des additif à sa fusion, résidus de cocke, calcaire, etc...) Ce laitier est traité sous deux formes distinctes La première consiste au déversement en fosse avec refroidis sement lent à l'air. Il en résulte une roche cristalline. La seconde consiste à projeter le laitier en fusion dan un bassin alimenté en eau sous pression-. Du brusque refroidis sement, résulte une vitrification du laitier qui se présent alors sous une forme granulé; Sa dénomination commercial est "laitier granulé" ou claine" en région Lorraine. Des variantes existent à ce traitement, donnan des aspects différents aux laitiers mais le principe fonda mental de la vitrification subsiste. En raison de leur composition chimique moyenne - Cao 43 % - SiO2 30 % - Mgo 5 X - A1203 17 X et du rapport Cao SîO2 Les laitiers granulés, en présence d'eau, ont une réactio hydraulique par formation de GEHLENITE ou d'ETTRINGITE suivan la base en présence. La réaction sera d'autant plus rapid fin et importante que le laitier comportera d'éléments/ inférieur à 80t , que la surface spécifique blaine de ces dernier sera importante et qu'il ee trouvera dans un milieu basique. Le principe de l'hydraulicité de ces laitiers granulés est intéressant dans le domaine des ciments où il est introduit après-séchage et mouture dans des proportions importantes. Il intéresse aussi les structures routières, soit à l'état naturel, soit après broyage sommaire (technique du prébroyage qui produit une quantité d'élements fins pour augmenter la prise). Ce type de liant hydraulique est économiquement et techniquement intéressante car, ne nécessitant pas de séchage, les éléments de réaction étant incorporés au moment de la confection du béton -de plus, celui-ci a une prise très lente et il est peu sensible aux variations de la teneur en eau dues aux précipitations atmosphériques. Les laitiers granulés de fonte hématite ont une structure superficielle instable à leur premier sage, ce qui entraine, lors des opérations de manutention et de stockage, la formation de fines (processus décrit ci-dessus). De la même manière, les laitiers granulés de fonte phosphoreuse créent aussi des fines mais dans des proportions moindres et plus stables, sous l'effet des manutentions et stockages. Cependant, à des temps différents (quelques semaines ou jours pour les premiers - quelques mois ou années pour les seconds) en fonction de l'environnement rencontré, le phénomène de prise hydraulique se déclanche et le matériau stocké devient un bloc monolitique sans, cependant, avoir perdu ses caractériques essentielles puisque, seule la structure périphérique est cause du phénomène. Jusqu'à la période actuelle, les laitiers étaient produits à profusion par la sidérurgie; Par ailleurs, les fontes hématites produites par les seules Unités de DUNKERQUE et FOS/Sur/MER, trouvaient, pour partie, une utilisation locale; l'excédent étant déversé en "terril". Par ailleurs, depuis l'origine de la Sidérurgie en Lorraine, de tels dépôts ont été constitués en fonction des régimes économiques rencontrés avec des laitiers granulés de fonte phosporeuse. La modification des structures sidérurgiques actuelles entraine un déséquilibre entre la production et les besoins nationaux du laitier granulé, ce qui a constitué l'origine des études débouchant sur la présente invention. Le procédé consiste, pour les laitiers granul hématites, a un stockage de quelques semaines (minimum 15jours après sortie des hauts fourneaux, pour permettre la fixatif par oxydation des éléments instables. Une seconde phase consiste à un lavage à lex des laitiers granulés; Celui-ci est exécuté dans un tamboi laveur, tel que ceux utilisés en balastière ou tous autres moyens, en sorte que, par attrition et sous le flux de l'eat les grains du laitier granulé soient débarassés des élément inférieurs à 80 L'eau chargée est récupérée, épaissie par décantatior les éléments fins récupérés par effet de cyclonage, ou tot autres moyens, en vue d'utilisation à d'autres fins apure séchage. Les eaux de lavage, provenant de ce premier traitement, sont à diriger sur le réseau d'eaux usées. Un troisième traitement, suivant immédiatemen le premier, consiste à faire circuler le laitier sur un cribl muni de rampes d'arrosage, libérant l'eau sous pression d trois bars, en sorte que le débit d'eau soit sensiblemen égal au 2/3 du débit en poids de laitier granulé pour qu celui-ci soit expurgé des dernières traces d'éléments instables décrits ci-dessus. L'eau de traitement doit avoir un Ph voisin de 7 et ne devant, en aucun cas, atteindre 8. Après traitement de l'eau suivant processus décrit ci-dessus, celle-ci peut autre réutilisé dans la seconde phase du traitement. granulé A la sortie du crible, le laitier/ est récupér et stocké par bande transporteuse, pour éviter la reformatio d'éléments fins que ne manqueraient pas de faire des moyen de manutention plus énergiques. La hauteur des stocks ains constitués doit se limiter à six mètres. Le laitier granulé pourra être repris dès que sa teneu: an eau sera descendue à une valeur inférieure & 10%. Le inanutentions et stockages ultérieurs devront être réalisé suivant le principe ci-dessus énoncé. Pour le laitier granulé phosphoreux de terril seule varie la phase de préparation qui consiste, après extrac tion du terril, à ramener le laitier à une granulomètri 0/6. Celle-ci s'obtient par broyage et criblage. Ainsi préparé, le laitier entrera dans la phase deux, décrite ci-dessus. Ce procédé de traitement, selon l'invention, est particulièrement destiné à rendre stockables, durant au moins deux mois, des laitiers granulés de hauts fourneaux de fonte hématite de production fral-che, ou de fonte phosphoreuse liants hydrauliques anciens, pour permettre leur utilisation en technique des structures routières. REVENDICATIONS lì Procédé de traitement des laitiers granulés de haut fourneaux, provenant de la production de fonte hématite ou phosp en vue d'obtenir une stockabilité sans effet de prise hydr durant deux mois au minimum et en conservant leur poten d'utilisation en technique routière; Caractérisé en ce qu'il c les étapes suivantes - stockage des laitiers granulés en milieu oxydants. - broyage et criblage, si nécessaire, pour donner au laitier une dimension inférieure à 6m/m. - lavage des laitiers granulés pour en extraire les surf. impuretés. - passivation complémentaire par rinçage à l'eau douce. - stockage des laitiers granulés par bande transporteuse. - avant utilisation, égouttage des laitiers granulés jusqu'à l tion d'une rétention d'eau inférieure à 10%. - Réutilisation des eaux de rinçage pour alimenter tout, ou du circuit de lavage. - traitement des eaux de lavage aux fins de récupérer le et de rejeter l'eau épurée dans les réseaux appropriés. 2) Procédé selon la revendication (1) caractérisé en c stockage du laitier granulé est effectué à l'air libre durant jours, au minimum, pour assurer son Oxydation. 3) Procédé selon la revendication (1) caractér ce qu'un broyage et criblage calibre le laitier granulé à une di inférieure à 6 m/m, si la dimension des éléments du laitier d' rend cette opération nécessaire. 4) Procédé selon la revendication (1) caractér ce qu'un lavage par attrition dans un tambour rotatif 50 d'eau douce circulant à contre-courant du sens d'avancen laitier permet l'élimination des éléments instables. 5) Procédure selon la revendication (1) carat en ce qu'un traitement des eaux de lavage par décantati une cuve conique avec prélévement à la base, puis passage à d'une pompe dans une batterie de cyclones permet la. récul à l'état pâteux des éléments fins et la restitution de l'eau dans le réseau d'eau approprié. 6) Procédure selon la revendication (1) caractérisé par lit qualité de l'eau de rinçage dont le Ph doit être neutre, ou tUtJ au plus légérement acide (7,3 maximum) mais en aucun cas basique (6,9 maximum). 7) Procédure selon la revendication (1) caractérisée en ce qu'il y a possibilité d'utiliser l'eau de rinçage en complément de celle utilisée au lavage. 8) Procédé selon la revendication (l) caractérisé en ce que le laitier est évacué et stocké par bande transporteuse à une hauteur maximum de 6m pour éviter la formation de nouveaux éléments fins dans le laitier par une trop forte pression interne. 9) Procédure selon la revendication (1) caractérisée en ce que le laitier soit utilisable dès que sa teneur en eau résiduelle se situe à un niveau inférieur à 10%.