Brevet FR2687592A1 — publié le 19930827

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour stabiliser dans une masse vitreuse, sans pollution de l'environnement, des particules susceptibles de libérer des agents polluants. Elle s'applique en particulier à la stabilisation des cendres volantes. On a proposé de stabiliser les cendres volantes, c'est-àdire d'empêcher qu'elles puissent libérer des agents polluants dans l'environnement, en les agglomérant en un bloc durci au moyen d'un liant hydraulique, mais ce bloc peut à la longue devenir friable et libérer les polluants. On a aussi proposé de piéger les cendres volantes dans une masse vitreuse mais les techniques proposées pour introduire les cendres volantes dans le magma vitreux en fusion provoquent à la surface du bain une décomposition des cendres qui libèrent dans l'atmosphère les agents polluants, notamment les métaux lourds qu'elles contiennent. La présente invention vise à stabiliser dans une masse vitreuse des particules polluantes, sans que l'incorporation de ces particules libère des agents polluants. On y parvient, selon l'invention, en enrobant les particules polluantes au moyen d'une matière d'enrobage et en introduisant les particules polluantes enrobées directement au coeur du bain de matière vitreuse en fusion, la matière d'enrobage ayant un point de fusion inférieur à la température du bain et étant choisie de façon à constituer un écran thermique provisoire suffisant pour empêcher les particules polluantes de se décomposer pendant leur traversée depuis la surface du bain jusqu'au coeur du bain, et on recueille la matière vitreuse ayant reçu les particules polluantes et on la laisse refroidir. Dans des modes de mise en oeuvre de ce procédé, on utilise de plus, selon l'invention, une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - on enrobe les particules polluantes de façon à obtenir des granules ou des pastilles dans un tube en matériau réfractaire qui débouche au coeur du bain. Dans le cas des cendres volantes, notamment, la poussée est rendue possible par le fait de l'enrobage qui permet d'agglomérer les cendres en particules plus grosses ayant une résistance mécanique suffisante pour pouvoir être poussées. - on utilise comme matière d'enrobage une matière ayant un point de fusion compris entre 800 et 1 000 C, de préférence entre 850 et 900"C, - on utilise un silicate comme matière d'enrobage, - on utilise un silicate de sodium comme matière d'enrobage, - on utilise un silicate de calcium comme matière d'enrobage, - on utilise 5 à 25 % en poids de silicate par rapport au poids des particules à enrober, - on utilise une matière d'enrobage à l'état liquide que l'on projette sur les particules polluantes pour en faire des pastilles, ensuite dans une zone suivante les pastilles sont chauffées de façon à fixer l'enrobage, - on règle la température du bain de réception des pastilles à une valeur légèrement supérieure à 1 200"C, - on utilise des mâchefers, du verre ou autres refus vitrifiables comme matière vitreuse, La figure unique du dessin joint est un schéma d'un exemple de dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, étant entendu que cet exemple n'est pas limitatif. Le dispositif comprend un poste A de préparation des cendres volantes enrobées, un poste B d'incorporation de ces cendres dans un magma vitreux et un poste C de conditionnement. On décrira ci-après un exemple de préparation de l'enrobage. Les cendres volantes provenant du réservoir 1 sont envoyées dans un conduit vertical ou incliné 2 tout en étant soumises à des jets d'une solution de silicate de sodium provenant de buses 3 réparties sur le parcours des cendres volantes. Les cendres ainsi mouillées sont reçues et conditionnées en pastilles sur un tapis transporteur 4 qui traverse un tunnel chauffant 5 avant de déverser les pastilles de cendres enrobées dans un récipient 6 ou dans une trémie. En variante, L'enrobage se fait par une technique au tonneau, comme dans les techniques d'enrobage utilisées dans l'industrie pharmaceutique. Au poste B, les pastilles reprises du récipient 6 ou de la trémie sont envoyées par un tube d'entrée 7 dans un tube principal 8 en acier qui aboutit au coeur d'une cuve 9, un poussoir 10 permettant, si nécessaire, de pousser les pastilles dans le tube principal en direction de la cuve. La cuve 9 contient un bain de matière vitreuse provenant d'une source quelconque appropriée. Ces matières vitreuses sont par exemple des crasses d'acierie ou de préférence des mâchefers fondus ou pâteux provenant en continu d'une installation de combustion, en particulier une installation d'incinération de déchets et, si nécessaire, des moyens de chauffage 12 sont prévus pour maintenir la température du bain à 1 200-1 300"C. Les cendres volantes agglomérées introduites au coeur de la masse vitrifiée en fusion deviennent pâteuses puis liquides et/ou gazeuses, ce qui permet leur diffusion dans l'ensemble de la masse vitreuse en fusion. L'introduction des cendres volantes dans le bain provoque une augmentation du volume du bain et le magma en excès est évacué par débordement au poste de conditionnement C où elle est reçue dans un récipient 11, par exemple une lingotière ou une auge contenant de l'eau de façon à former par éclatement des billes. Les lingots ou les billes sont par exemple mis à la décharge ou utilisées comme corps de remplissage. Bien que l'invention s'applique en particulier à la stabilisation des particules de cendres volantes, elle n'est pas limitée à cette application et elle est applicable à d'autres particules polluantes, comme par exemple des particules de graphite. REVENDICATIONS 1. Procédé pour stabiliser des particules polluantes dans une masse vitreuse, dans lequel on enrobe les particules polluantes au moyen d'une matière d'enrobage et on introduit les particules polluantes enrobées directement au coeur d'un bain de matière vitreuse en fusion, ladite matière d'enrobage ayant un point de fusion inférieur à la température du bain et étant choisie de façon à constituer un écran thermique provisoire suffisant pour empêcher les particules polluantes de se décomposer pendant leur traversée depuis la surface du bain jusqu'au coeur du bain, on recueille la matière vitreuse ayant reçu les particules polluantes et on la laisse refroidir. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on enrobe les particules polluantes de façon à obtenir des granules ou des pastilles de particules polluantes enrobées et on pousse ces granules ou ces pastilles dans un tube en matériau réfractaire qui débouche au coeur du bain. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise comme matière d'enrobage une matière ayant un point de fusion compris entre 800 et 1 000"C, de préférence entre 850 et 900"C. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise un silicate comme matière d'enrobage. 5 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise un silicate de sodium comme matière d'enrobage. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise un silicate de calcium comme matière d'enrobage. 7 Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise 5 à 25 % en poids de silicate par rapport au poids des particules polluantes. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on utilise une matière d'enrobage à l'état liquide que l'on projette sur un courant de particules polluantes en amont d'une zone où ce courant est chauffé, de façon à réaliser l'enrobage. 9 Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on règle la température du bain à une valeur légèrement supérieure à 1 200C C. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on utilise des mâchefers ou autres refus vitrifiables comme matière vitreuse. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on recueille par débordement l'augmentation de volume du bain qui résulte de l'introduction des particules polluantes enrobées dans le bain. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on alimente en continu le bain avec la matière vitreuse. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'on utilise le bain ayant reçu les particules polluantes enrobées pour constituer des lingots ou des billettes. 14. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 13, qui comprend un poste (A) d'enrobage des particules polluantes, un poste (B) d'introduction des particules polluantes enrobées dans le bain et un poste (C) de conditionnement du bain ayant reçu les particules polluantes enrobées. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le poste (B) d'introduction des particules polluantes enrobées dans le bain comprend un tube (8) qui plonge dans le bain pour introduire les particules polluantes enrobées et, éventuellement, un poussoir (10) qui pousse dans le tube les particules polluantes enrobées en direction du bain. 16. Application d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 13, et/ou d'un dispositif selon la revendication 14 ou 15 à la stabilisation des cendres volantes.