Brevet FR2668961A1 — publié le 19920515

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la séparation de constituants de grosseurs diffé- rentes d'un mélange de solides, notamment de mélanges contenant des métaux non ferreux. Pour récupérer les métaux non ferreux, qui ont une grande valeur, il est connu de produire un champ magnéti- que alternatif, par exemple au moyen d'un inducteur ou au moyen d'un rotor magnétique, et de réaliser la sépara- tion, dite par courants de Foucault, de métaux non magné- tiques bons conducteurs de l'électricité Dans cette opération, le produit à traiter passe, par exemple sur une bande transporteuse ou en chute libre, devant les pÈles d'un générateur produisant un champ magnétique alternatif. Des courants de Foucault sont induits dans les constitu- ants du mélange à séparer qui sont conducteurs de l'élec- tricité et produisent leurs propres champs magnétiques qui sont orientés en sens inverse du champ du générateur et, de ce fait, en raison des forces électromagnétiques, accélèrent les constituants en question par rapport aux autres constituants du mélange La séparation par cou- rants de Foucault permet de séparer des substances non ferromagnériques bonnes conductrices de l'électricité, comme l'aluminium et le cuivre, à partir de mélanges de solides non ferreux et de mélanges de solides composés de métaux non ferreux et de substances non métalliques, comme les déchets d'automobile contenant des fibres, les ferrailles d'appareils électroniques ou lies matériaux analogues Dans le cas o ces mélanges contiennent des parties ferromagnétirques, l'installation de séparation par courants de Foucault peut être associée à une ins- tallation de séparation magnétique, située en amont, qui assure l'élimination préalable des substances ferromagné- tiques Il est par ailleurs avantageux de placer en amont de l'installation de séparation par courants de Foucault d'autres étages de tri et de classement, car un enrichis- 2- sement et un fractionnement préalables aussi poussés que possible du mélange de solides qui arrive ont une action positive sur le rendement de séparation et sur le débit de l'installation de séparation par courant 8 de Foucault. Au cours du classement par tamisage préparatoire d'un mélange de solides soumis à un broyage primaire, notamment au cours du tamisage d'une fraction du mélange ayant un granulométrie inférieure à 20 mm,, de nombreux morceaux de fils métalliques minces de 30 à 70 mm de long provenant de câbles ou d'origines analogues passent également par les orifices de tamis de 20 mm ou de di- mensions inférieures Ces morceaux de fils métalliques sont évidemment constitués également par du métal non ferreux de grande valeur à récupérer, généralement par du cuivre,et sont, lorsqu'ils passent dans un séparateur à courantsie Foucault décrit par le brevet DE OS 39 09 499, qui comporte une plaque de sommet pénétrant jusque dans la zone de turbulence du générateur de champ magnétique, entra nés avec la fraction constituée par des métaux non terreux; cependant, au cours du classement ultérieur du mélange de métaux non ferreux dans une installation de séparation en milieu dense et par flottation, les morceaux de -fils métalliques constituent une géne Ces morceaux de fils métalliques, qui ont une longueur de 30 à 60 mm environ, présentent l'inconvénient, dans l'installation de séparation en milieu dense et par flottation, de boucher les orifices du tamis et les ouvertures d'évacuation des matériaux. Lorsqu'en pratique les fils métalliques constituent une gêne pour le traitement ultérieur de la fraction cons- tituée par les métaux non ferreux, par exemple lorsqu'il y a lieu d'éviter, dans des installations de préparation situées en aval, notamment dans les installations de sé- paration en milieu dense et par flottation déjà mention- nées, des incidents dus à des obstructions, on adopte, en 3 - ce qui concerne les résultats de la séparation, des solu- tions de compromis dans lesquelles on renonce à récuperer une partie des métaux non ferreux récupérables, notamment les fils métalliques, au bénéfice d'une proportion encore acceptable de fils métalliques dans la fraction consti- tuée par des métaux non ferreux On y parvient, dans le cas d'un séparateur à courants de Foucault, en agissant sur la vitesse de transport du convoyeur qui amène au séparateur le mélange de matières et/ou sur la position du seuil de séparation Ce compromis aboutit cependant à de graves inconvénients: d'une part, à une perte de métaux non ferreux et, d'une part, à une fraction de rebuts contenant des métaux non ferreux en quantité cor- respondante Pour que les fils métalliques et les métaux non ferreux contenus dans la fraction des rebuts puissent être récupérés, il faut une séparation dans une installa- tion coûteuse de séparation en milieu dense et par flot- tation pour séparer les constituants de valeur de la partie, proportionnellement beaucoup plus importante, qui est contenue dans les rebuts Une séparation par un nou- veau tamisage ne peut pas être envisagée, car l'expé- rience montre que la plus grande partie des fils métal- liques minces de 30 à 70 mm de long qui sont contenus dans une fraction mixte de O à 20 mm retomberait par les petits orifices du tamis. Le but de l'invention est la mise au point d'un procédé et d'un dispositif permettant la séparation de ces fils métalliques à partir d'un mélange de solides prélablement tamisérayant une granulométrie inférieure à 20 mm ou à partir d'un mélange de métaux ferreux de cette fraction déjà séparé des parties non métalliques. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que, pour la séparation de morceux de fils métalliques,de goupilles ou de pièces analogues à partir d'un mélange de solides prélablement tamisé à travers des orifices 4 - de tamis inférieurs à 20 mm, le mélange de solides conte- nant des morceaux de fils métalliques orientés dans la direction du transport est amené sur un convoyeur sans fin jusqu'à un espace vide qui, sur le trajet de trans- port, se situe immédiatement après le convoyeur sans fin de manière à laisser passer les matières granulai- res et dont la largeur d'ouverture est plus petite que la plus petite longueur de fil métallique à séparer. Dans ces conditions, pour le traitement d'un mélange de matières soumis à un classement préalable, comme notam- ment dans un étage de prétraitement ou post-traitement en vue d'une séparation par courants de Foucault, l'é- tage de prétraitement devant s'entendre comme consis- tant en ce que tout d'abord les fils métalliques sont séparés à partir d'un mélange tamisé de métaux non fer- reux, de fils métalliques et de rebuts et qu'ensuite le mélange restant constitué par les métaux non ferreux et les rebuts est soumis à la séparation par courants de Foucault, lorsque le mélange arrive au niveau de l'espace vide ménagé sur le trajet de transport, les constituants granulaires (métaux non ferreux ou métaux non ferreux et rebuts) de dimensions inférieures tombent dans l'espace vide en question; par contre, les fils métalliques pas- sent au-dessus de l'espace vide et, de ce fait, s'accu- mulent en étant séparés des autres constituants du mé- lange. La largeur d'ouverture de l'espace vide se mesure par rapport à l'extrémité, normalement courbe, du con- voyeur sans findans le sens radialpar rapport à la zone de projection; il suffit qu'elle soit légèrement supérieure aux dimensions du grain le plus gros détermi- nées par le tamisage Pour l'orientation des fils métal- liques, le dispositif peut comporter, en amont du con- voyeur sans fin, une gouttière vibrante (transporteur vibrant) munie de stries longitudinales dans lesquelles - viennent se placer les fils métalliques orientés dans le sens longitudinal par les vibrations L'orientation des fils métalliques est également assurée du fait que le mélange de solides est déversé depuis le transporteur d'amenée,situé en amont, constitué par la gouttière vi- brante,sur le convoyeur sans fin et qu'en général les deux extrémités d'un morceau de fil ne viennent pas si- multanément en contact avec le convoyeur sans fin De ce fait, l'extrémité de fil qui entre en contact la pre- mière avec le convoyeur sans fin est déjà entratnée dans le sens du transport avant que l'autre extrémité de fil entre en contact avec le convoyeur sans fin; il en résulte que les fils métalliques se trouvent orientés sur le convoyeur sans fin Du fait que la vitesse du convoyeur sans fin est plus élevée, cet effet est plus accentué encore, car les extrémités de fil qui sont en contact avec le convoyeur sans fin sont entrainées plus vite Enfin, des pièces d'orientation très pointues pourraient pénétrer par en haut dans le flux de matières et orienter les fils métalliques sans provoquer de bou- chons d'accumulation. Dans un dispositif permettant la séparation du mé- lange de solides tamisé en question, l'espace vide se situe entre le convoyeur sans fin et une tôle de guidage qui est disposée de préférence de telle manière que les plus gros constituants granulaires 3 e Iafraction tamisée passent directement entrele convoyeur sans fin et la tôle de guidage, ce qui assure le tri En effet, les fils mé- talliques évacués à l'extrémité du convoyeur sans fin ne tombent pas dans l,'espace vide situé sur le trajet de transport, en amont de la tôle de guidage, mais franchis- sent l'espace vide qui se trouve devant la tôle de gui- dage et sont dirigés vers leur point d'accumulation qui est situé plus loin en contre-bas. Il est avantageux que la tôle de guidage se termine 6 - à proximité de la ligne de projection des matériaux Par contre, la largeur de l'ouverture, c'est-à-dire la dis- tance mesurée dans le sens radial entre la partie courbe de l'extrémité du convoyeur sans fin et le bord supérieur de la tôle de guidage> dépend du domaine de granulométrie et ne dépasse que de peu la plus grande dimension de mor- ceau pouvant se présenter La ligne de projection des matériaux est atteinte lorsque le mélange de matériaux granulaires se met, sur une ligne courbe située à l'ex- trémité du convoyeur sans fin, c'est-à-dire à l'endroit o il change de direction, à glisser ou à tomber en s 'écartant du convoyeur La tôle de guidage se termine nettement plus haut et empêche que les métaux non ferreux ou les métaux non ferreux et les rebuts s'engagent dans le trajetde chute des fils métalliques et se mélangent avec eux Compte tenu de la vitesse de transport, les constituants granulaires tombent essentiellement suivant la verticale avant de pouvoir suivre une parabole de projection ou encore vont heurter le côté de la tôle de guidage qui se trouve en face et rebondissent Par con- tre, les fils métalliques séparés ne peuvent pas, du fait qu'en raison de leur longueur ils ne basculent qu'après,passer dans l'ouverture de l'espace vide, beau- coup plus petite que la longueur d'un morceau de fil métallique, et tomber vers le bas; ils franchissent la largeur de l'ouverture de l'espace vide situé entre l'ex- trémité de projection du convoyeur sans fin et le bord supérieur de la tôle de guidage et sont guidés, comme sur une glissière, par la tôle de guidage jusqu'à l'empla- cement o ils s'acbumulent. Dans un convoyeur sans fin dont la vitesse est de préférence variable, il est possible d'adapter à la com- position du mélange la vitesse de transport qui détermine la parabole de projection. Il est avantageuxq le lconvoyeur sans fin comporte 7 - une courroie transporteuse entraînée guidée sur des tam- bours de renvoi au moins à ses extrémités de chargement et d'évacuation Le tambour de renvoi situé à l'extrémi- té d'évacuation du convoyeur sans fin étant pris comme point de référence pour la détermination de la position du bord supérieur de la tôle de guidage, ce bord supé- rieur peut se situer nettement au-dessus de l'axe hori- zontal du tambour de renvoi Il est donc possible, dans les séparateurs connus à courants de Foucault qui com- portent une courroie transporteuse tournant sur des tam- bours et un générateur de champ magnétique alternatif monté dans le tambour antérieur et, de plus, un seuil de séparation situé en amont du tambour de renvoi antérieur et très haut, de réaliser, compte tenu des connaissances acquises qui sont à la base de l'invention,un dispositif suivant l'invention permettant une séparation des fils métalliques du fait qu'une mélange de matériaux déjà sé- paré magnétiquement ou un mélange de matériaux tamisé, mais comprenant encore des métaux non ferreux et des mor- ceaux de fils métalliques et des rebutspasse, dans une opération à part, dans le séparateur débranché, c'est à- dire ne produisant pas de courantsde Foucault, qui de ce faitpeut toeubi Jisé -comme séparateur de fils métalliques. Par ailleurs, à la différence de ce qui est réalisé dans les séparateurs à courants de Foucault connus comportant une plaque de sommet qui s'étend vers le haut>dans les- quels les morceaux de fils métalliques et des métaux non ferreux arrivent dans la même fraction de mélange, ce que l'invention a précisément pour objet d'éviter, il est indispensable qu'entre le convoyeur sans fin et la tôle de guidage la largeur d'ouverture soit assez petite pourme dépasser que Ée peu ( de 2 mm environ) le morceau le plus gros connu ( 20 mm) du mélange de matériaux tamisé Pour obtenir un fonctionnement continu, il est cependant pré- férable de placer, en aval ou en amont d'un séparateur 8 - à courants de Foucault connu, un dispositif de séparation suivant l'invention. Lorsque la tôle de guidage, qui est de préférence'en plusieurs parties, peut être déplacée, par exemple réglée en inclinaison ou en hauteur et également déplacée dans le sens horizontal, il est possible d'effectuer d'une manière simple des réglages adaptés àchaque situation de fonctionnement. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'un exemple de réalisation en se référant au dessin, ce qui permet de mettre en évidence les caractéristiques et avantages de l'invention. La figure 1 est une vue de côté représentant schéma- tiquement un dispositif de séparation de fils métalliques dans un mélange de matériaux. La figure 2 représente, à part, l'extrémité d'éva- cuation du dispositif de séparation de la figure 1. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, un convoyeur sans fin 1 constitué par une bande ou cour- roie transporteuse sans fin 2 passe, à son Extrémité de chargement 3 et à son extrémité d'évacuation 4, sur des tambours de guidage et de renvoi 5, 6 Le tambour de renvoi postérieur 5 qui se trouve à l'extrémité de char- gement 3 est muni d'un dispositif d'entraînement (moteur de tambour) qui permet de faire varier la vitesse de transport de la bande transporteuse 2. A son extrémité d'évacuation 4, le convoyeur sans fin 1 est suivi d'une tÈle de guidage 7 qui est en plu- sieurs parties et comporte un cadre de support 8 et une plaque 11 qui peut-pivoter dans la direction de la double flèche 9 Le bord supérieur 12 de la tôle de guidage 7 ou de la plaque 11 se situe très au-dessus de l'axe mé- dian horizontal 13 du tambour de renvoi antérieur 6; la tôle de guidage 7 se termine à une hauteur voisine de celle de la ligne de projection 14 des matériaux qui est -9 - représentée schématiquement sur la figure 1 et qui se trouve su niveau du tambour de renvoi antérieur 6 La ligne de projection 14 des matériaux, qui se déplace dans le sens de la périphérie du tambour en fonction de la composition des matériaux et de la vitesse de la cour- roie transporteuse 2, se trouve sensiblement à l'endroit ou le mélange des matériaux 15 transporté par la bande transporteuse 2 glisse ou tombe sous l'action de la pe- santeur dans la zone du tambour de renvoi 6 et s'écarte de la courroie transporteuse 2 Le bord supérieur 12 de la tale de guidage 7 s'étend à une distance de l'extré- mité 4 de tète ou d'évacuation duconvoyeur sans fin 1 qui définit un espace vide 16, -cette distance, mesurée dans le sens radial entre la partie courbe du tambour de renvoi antérieur 6 ou de la courroie transporteuse 2 et le bord supérieur 12 de la plaque Il de la tôle de gui- dage 7 étant égale à la largeur d'ouverture de l'espace vide 16; la largeur d'ouverture de l'espace vide 16 est plus petite que les fils métalliques 17 contenus dans le mélange de matériaux 15 (voir figure 2) et plus grande aue les métaux non ferreux granulaires 18 contenus dans le mélange de matériaux 15 La t 8 le de guidage 7, qui a au moins la meme largeur que la courroie transporteuse 2, peut, en dehors de la position de pivotement indiquée par la flèche 9, être déplacée horizontalement dans la direction de la double flèche 19 et en hauteur dans la direction de la double flèche 21, ce qui permet d'obtenir des positions de réglage différentes adaptées à toutes les conditions de fonctionnement. Pour la séparation de fils métalliques 17 à partir d'un mélange de matériaux 15 préalablement tamisé conte- nant encore, à côté des fils métalliquesjdes métaux non ferreux 18, le mélange de matériaux 15 est chargé sur une gouttière vibrante 23 constituant le transporteur d'amenée. Pendant son transport dans la direction de transport 23, - le mélange de matériaux 15 est homogénéisé dans le sens de la hauteur et dans le sens de la largeur sur la gouttière vibrante 22 et, en même temps, les fils métalliques 17 sont orientés dans le sens de la longueur; pour que les fils métalliques 17 conservent leur orientation, la gout- tière vibrante 22 peut comporter des stries longitudina- les La gouttière vibrante 22,qui est en pente dans la di- rection 23, déversed'une faible hauteur, le mélange de matériaux 15 sur la courroie transporteuse 2 du convoyeur sans fin 1 Si des fils métalliques 17 n'étaient pas encore orientés à ce moment là, leur orientation serait cependant assurée du fait qu'au moment o les fils métalliques 17 tombent de la gouttière vibrante 22 sur la courroie trans- porteuse 2, les deux extrémités d'un morceau de fils mé- tallique 17 n'arrivent pas simultanément sur la courroie transporteuse 2 De ce fait, l'extrémité du fil métallique qui atteint la courroie transporteuse 2 est déjà entraînée dans la direction de transport avant que l'autre extrémi- tée du fil métallique atteigne la courroie transporteuse 2, de sorte que, de cette manière également, l'orientation des fils métalliques est assurée La vitesse de la cour- roie transporteuse 2 est supérieure à la vitesse de trans- port de la gouttière vibrante 22, de sorte que la hauteur de la couche du mélange de matériau 15 se trouve encore réduite en raison du déversement sur la courroie trans- porteuse 2, ce qui donne une couche simple. La courroie transporteuse 2 transporte le mélange de matériaux 15 bien au-delà du point de sommet (voir la ver- ticale 25) du tambour de renvoi 6 En atteignant la ligne de projection des matériaux 14, le mélange de matériaux 15 tombe ou glisse et s'écarte de la courroie transporteuse 2 Alors que les petits morceaux de métaux non ferreux 18 passent dans l'espace vide 16 entre la t 8 le de guidage 7 et la courroie transporteuse 2 et tombent suivant une parabole 26 sensiblement vertica Je(voir figure 2), les il - fils métalliques 17, par contre, franchissent sans diffi- culté l'espace vide 16 (voir figure 2) En effet, en rai- son de leur longueur, les fils métalliques 17 passent par-dessus l'espace vide 16 et franchissent le bord su- périeur 12 de la plaque 11 de la tÈle de guidage 7 pour arriver sur le côté de la tôle de guidage 7 (ou de la plaque 11) qui, vu dans la direction de transport 23, se trouve derrière et le long duquel ils glissent, comme l'indique la flèche 28 sur le figure 2, sur la surface arrière 27 de la plaque 11. En tout cas, la tôle de guidage 7 (ou plaque 11)e dont le bord supérieur 12 n'est qu'à une faible distance de la surface extérieure de la courroie transporteuse 2 et qui se termine sensiblement dans la zone de la ligne de projection 14, assure une séparation nette entre les fils métalliques 17 et les métaux non ferreux 18 En effet, alors que les fils métalliques 17 franchissent sans difficulté lt étroit espace vide 16 séparant le cour- roie transporteuse 2 du bord supérieur 12 de la tôle de guidage 7 et, de ce fait, s'accumulent dans un collecteur de fils métalliques 29 situé, dans le sens du transport, en arrière de la tôle de guidage 7, les métaux non ferreux tombent sensiblement à la verticale dans l'espace vide 16 (voir la parabole de chute 26 sur la figure 2) et ar- rivent dans un collecteur de métaux non ferreux 31 qui se trouve au bas du côté de la tôle de guidage 7 qui, vu dans la direction de transport 23,se trouve en avant. 12 - REVENDICATIONS 1 Procédé pour la séparation des constituants de grosseurs différentes d'un mélange de solides, notamment de mélan- ges contenant des métaux non ferreux, caractérisé en ce que, pour la séparation de morceaux de fils métalliques, de goupilles ou de pièces analogues à partir d'un mélange de solides préalablement tamisé à travers des orifices de tamis inférieurs à 20 mm, le mélange de solides con- tenant des morceaux de fils métalliques orientés dans la direction du transport est amené sur unconvoyeur sans fin jusqu'à un espace vide qui, sur le trajet de trans- port, se situe immédiatement après le convoyeur sans fin de manière à laisser passer des matières granulaires et dont la largeur d'ouverture est plus petite que la plus petite longueur de fils métalliques à séparer. 2 Dispositif pour l'application du procédé selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'espace libre ( 16) se trouve entre le convoyeur sans fin ( 1) et une tôle de guidage ( 7). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les constituants granulaires les plus gros de la fraction tamisée passent directement entre le convoyeur sans fin ( 1) et la tôle de guidage ( 7). 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que la tôle de guidage ( 7) se termine à proximité de la ligne de projection ( 14) du convoyeur sans fin ( 1). Dispositif selon une ou plusieurs des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la tôle de guidage ( 7) peut être déplacée et réglée. 6 Dispositif selon une ou plusieurs des revendications 2 à , caractérisé en ce que la tôle de guidage ( 7) est en plusieurs parties. 13 - 7 Dispositif selon une ou plusieurs des revendications 2 à 6,caractérisé en ce que la vitesse du convoyeur sans fin est variable. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le convoyeur sans fin ( 1) com- porte une courroie transporteuse entraînée ( 2) guidée, au moins au niveau de ses extrémités de chargment *et d'évacuation ( 3, 4), sur des tambours de renvoi ( 5, 6).