Brevet FR2707657A1 — publié le 19950120

L'invention concerne un procédé de traitement, notamment la fragilisation et la fragmentation, d'un produit essentiellement constitué de matière plastique ou de caoutchouc, par exemple des soufflets ou des joints d'étanchéité. L'invention se rapporte également à un dispositif de traitement de ces produits par un procédé thermique sous vide et de fragmentation mécanique, à savoir le procédé traitement considéré. Des déchets renfermant des matières plastiques ou du caoutchouc sont produits en masse, aussi bien dans le domaine privé que dans le domaine industriel. L'élimination de ces déchets devient de plus en plus problématique pour des raisons écologiques. Le seul procédé économique connu jusqu'à présent, est la combustion. La combustion n'est pas sans poser de problème, parce qu'elle libère en partie des composés de chlore et de souffre. Les déchets de caoutchouc renferment en partie des inserts métalliques à revêtements de protection contre la corrosion (par exemple Zn), qui son oxydés et libérés sous la forme de cendres de fumées. Les opérations de combustion utilisent de très grandes quantités d'air, qui doivent être purifiées dans de grands filtres à gaz et à poussières. Jusqu'à présent l'on a ignoré les procédés de recyclage pour les matières produites dans ce cas. Ainsi, à titre d'exemple, des arbres de transmission dans les véhicules automobiles, sont protégés à l'encontre de la crasse et des poussières, par- des soufflets élastiques en caoutchouc. Ces soufflets remplissent une double fonction en service. D'une part, ils forment une réserve de graisse de lubrification pour le joint de transmission, et empêchent d'autre part, la pénétration d'eau et de crasses agressives. Après une durée de service limitée, ces soufflets doivent être remplacés, en raison de leur vieillissement ou bien également suite à leur détérioration. Cela s'effectue pratiquement toujours lors du remplacement de l'arbre de transmission. Les soufflets usés sont considérés comme déchets à problèmes. Ces soufflets sont produits de la même manière lors de la récupération de voitures, avec d'autres pièces, telles que par exemple des joints d'étanchéité à lèvre à ressort, des manchettes chapeau, des joints toriques ou d'autres joints d'étanchéité. Un recyclage ou bien uniquement une élimination est possible si la matière plastique ou le caoutchouc sont séparés des agents de lubrification. Jusqu'à présent cette séparation a le plus souvent été effectuée par des opérations de lavage. Un autre procédé pour le dégraissage et le déshuilage de pièces renfermant une matière plastique ou du caoutchouc, est l'évaporation thermique des graisses et huiles, sous vide. A cet effet, l'état de la technique divulgue un procédé (document DE P 4136990.4). Ce document décrit un procédé de dégraissage et de nettoyage de produits contaminés par des substances renfermant des graisses et/ou des huiles, et est caractérisé en ce que le produit à nettoyer est chauffé dans une chambre de traitement, dans des conditions de vide, de manière à ce que les graisses et/ou les huiles puissent être séparées du produit, en fonction de leur état physique. Pour le recyclage des pièces de caoutchouc ainsi dégraissées, celles- ci doivent être découpées en petits fragments et être broyées. L'opération de broyage est de loin plus compliquée que le dégraissage, mais peut être réalisée par refroidissement poussé, par exemple à l'aide d'azote liquide. L'inconvénient de ces procédés et dispositifs connus réside dans le fait que, par exemple, même après la combustion, il reste encore de grandes quantités de matériaux de déchet solides ou gazeux, qui sont, soit éliminés séparément, soit également, en partie, délivrés à l'atmosphère, par combustion. Les fumées de la combustion renferment de grandes quantités d'oxydes métalliques (par exemple, entre- autres des oxydes de zinc, de cadmium, de vanadium, d'arsenic), qui en partie, sont très nocifs. Le but de la présente invention consiste, à fournir un procédé et un dispositif, qui permettent, d'une part de conditionner le produit à traiter de façon à ce qu'il puisse ensuite être fragmenté sans problème, et d'autre part de réduire simultanément à un minimum la quantité de gaz se formant lors de l'élimination de matière plastique ou de caoutchouc, et d'amener ces gaz dans un circuit fermé de gaz, aussi bien les gaz que les substances solides pouvant être amenés à un traitement de recyclage ou d'élimination qui se justifie sur le plan écologique et économique.. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que d'une part, le produit, le cas échéant dégraissé par un procédé connu, est introduit, pour la fragilisation, dans une chambre de traitement, la chambre étant mise sous vide et chauffée, de préférence à une température au-dessus de 250 C, et le produit étant ensuite fragmenté de manière mécanique, que d'autre part, les vapeurs et les gaz se formant dans la chambre de traitement sont dirigés hors de la chambre, dans un système sensiblement fermé, à savoir un circuit fermé de gaz, qui est notamment constitué de conduites tubulaires, d'un condenseur, d'une pompe et d'un accumulateur, et qu'auusi bien le produit fragilisé et fragmenté, que les vapeurs et les gaz sont amenés, soit à un recyclage, soit à une élimination contrôlée. Après la fin du processus de chauffage, les pièces ainsi fragilisées sont fragmentées de manière mécanique. Les substances de lubrification ayant été distillées, peuvent ensuite à nouveau être préparées et être tranférées à une nouvelle utilisation. Si les pièces ayant ainsi été nettoyées restent dans la chambre de traitement sous vide, après le dégraissage, et que l'on continue à faire augmenter la température de traitement, ces pièces en matière plastique ou en caoutchouc, initialement flexibles, perdent leur élasticité. Les composés organiques sont détruits et il ne reste qu'un squelette de carbone. Les métaux aisément vaporisés (par exemple Zn, Cd) sont séparés sous forme métallique dans le condenseur. En raison de leur densité plus élevée par rapport aux huiles, les condensats métalliques se déposent sur le fond du condenseur. Le squelette de carbone cité, libre de métaux pouvant être vaporisés, peut ensuite, sans problème, être fragmenté ou broyé en poudre. Les composés de S, Cl, F et N produits lors du processus de fragilisation, peuvent être neutralisés et précipités selon des procédés connus. Par rapport à la combustion usuelle, le procédé conforme à l'invention ne produit avantageusement, que des quantités de gaz résiduels à traiter, nettement plus faibles. En même temps, ce processus peut être réalisé sous forme de processus en circuit fermé, de sorte qu'il est impossible que des gaz parviennent de manière involontaire, dans l'air environnant. Au contraire, les gaz collectés dans le réservoir à gaz, peuvent être analysés par un analyseur de gaz et être amenés de manière contrôlée, à une utilisation ultérieure ou à une élimination. Cela peut par exemple être obtenu en mettant les gaz en bouteilles susceptibles d'être transportées. Les pièces en caoutchouc fragilisées, ayant par exemple été broyées en poudre, peuvent être utilisées partout o l'on met en oeuvre de la poussière ou de la poudre de carbone, et être transformées en produits semi-finis de carbone ou de graphite, et éventuellement en articles en caoutchouc. Tous les produits de distillation peuvent à nouveau être transformés en nouveaux agents de lubrification. Dans un exemple de réalisation, des pièces de caoutchouc, huileuses, ont été chauffées dans une installation de dégraissage sous vide, tout d'abord à C, puis ensuite jusqu'à 300 C, en vue de les fragiliser. La durée de l'opération de chauffage de la température ambiante de 20 C jusqu'à 300 C a été d'environ 3 heures. Après avoir atteint les 300 C, l'installation a été arrêtée et refroidie à la vitesse naturelle de refroidissement. Ce procédé et ce dispositif permettent de fragiliser par exemple des articles en matière plastique et en caoutchouc de tous types. On fait ici référence, par exemple, à des pneumatiques de voiture, des soufflets, des joints d'étanchéité, des sachets, des gobelets et d'autres pièces moulées. De manière plus précise, le procédé de l'invention est caractérisé en ce que le produit graisseux et/ou huileux, avant la fragilisation, subit un dégraissage et/ou un déshuilage, au cours d'une opération de nettoyage préalable par chauffage sous vide. Selon une autre caractéristique du procédé conforme à l'invention, la température ou la pression au cours de l'opération de nettoyage préalable est inférieure à la température ou à la pression lors de la fragilisation. Ainsi, selon une configuration particulière, la température dans la chambre de traitement, au cours de la fragilisation, est réglée temporairement à au moins 250 C. Le chauffage de la chambre de traitement peut s'effectuer par induction, par un chauffage par résistance électrique, ou bien par un chauffage direct par combustion. Conformément à une autre caractéristique du procédé de l'invention, la pression dans la chambre de traitement est réglée en-dessous de la pression atmosphérique, pendant la fragilisation. Ainsi, la pression dans la chambre de traitement est réglée temporairement inférieure à 103 Pa. Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé de l'invention, pour empêcher la vaporisation de parts métalliques dans le produit, la pression dans la chambre de traitement est réglée temporairement au- dessus de la pression atmosphérique. De manière particulièrement avantageuse, le dégraissage et la fragilisation du produit à traiter peuvent être réalisés dans une seule et même chambre de traitement. Finalement, le produit fragilisé est transféré vers un procédé de broyage et est ensuite comprimé. Par ailleurs, l'invention se rapporte également, comma cela a déjà été mentionné, à un dispositif destiné à fragiliser et à fragmenter un produit essentiellement constitué de matière plastique ou de caoutchouc, par un procédé thermique sous vide et de fragmentation mécanique. Le dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué d'une chambre de traitement sous vide, d'au moins un séparateur de condensats, d'une pompe à vide, d'un dispositif de neutralisation des gaz, d'un sécheur de gaz et d'un réservoir à gaz comportant un analyseur de gaz ainsi que plusieurs vannes, d'un sas, d'un silo ou d'une chambre de refroidissement, et d'un dispositif de broyage. Selon une configuration avantageuse de l'invention, la chambre de traitement peut être isolée des autres éléments de construction par au moins une vanne, cette vanne pouvant se présenter sous la forme d'une vanne de régulation. Dans le dispositif conforme à l'invention, est prévu un condenseur en tant que condenseur à vapeurs d'huile, ou en tant que condenseur à vapeurs métalliques. Conformément à une configuration du dispositif de l'invention, les gaz sont tout d'abord collectés dans le réservoir à gaz, duquel ils peuvent être évacués séparément. Ainsi, l'azote N2 peut être évacué dans l'air environnant, et l'hydrogène H2 peut être soumis à une postcombustion. Selon une configuration de construction, la chambre de traitement est prévue sous forme de chambre à sas, comportant une ouverture de chargement ainsi qu'une ouverture de déchargement. Par ailleurs, à la chambre de traitement se raccordent un silo ou une chambre de refroidissement et un dispositif de broyage, un sas pouvant être prévu entre la chambre de traitement et le silo ou la chambre de refroidissement. L'invention permet les modes de réalisation les plus divers; l'un d'entre-eux va être décrit plus en détail dans la suite, et est représenté sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une représentation schématique des composants du dispositif de traitement pour réaliser un procédé de fragilisation de caoutchouc, Fig. 2 l'allure de la courbe de pression au cours de l'exécution d'un procédé de fragilisation, Fig. 3 l'allure de la courbe de température au cours de l'exécution d'un procédé de fragilisation, et Fig. 4 l'allure de la courbe de pression au cours de l'exécution d'un procédé de fragilisation, avec condensation simultanée des vapeurs métalliques. Une chambre de traitement 1, chauffée électriquement ou par combustion de gaz et/ou de fuel, est reliée, par l'intermédiaire d'une conduite de condensats 2, à un séparateur de condensats 3. Dans la conduite 2 est prévue une vanne d'isolement 4. Le séparateur 3 est à son tour relié, par l'intermédiaire d'une conduite d'aspiration 5, à une pompe à vide 6, une vanne 7 étant disposée dans la conduite d'aspiration 5. Sur le côté de sortie de la pompe à vide 6, se trouve une conduite d'évacuation 8 et une conduite en boucle 9, qui peuvent être réglées respectivement par les soupapes 10 et 11. Dans la conduite en boucle 9, sont en outre prévus, un dispositif de neutralisation des gaz 12, ainsi qu'un sécheur de gaz 13. Par ailleurs, sur le dispositif de neutralisation des gaz 12 est prévue une conduite 14, qui relie le dispositif de neutralisation des gaz 12 à un réservoir de gaz 15. Le réservoir de gaz 15 comprend un analyseur de gaz 16, ainsi qu'une conduite d'évacuation 17, qui peut être obturée par la vanne 18, et qui peut, par exemple, être utilisée pour mettre le gaz dans des bouteilles de transport. La chambre de traitement 1 est réalisée sous forme de chambre à sas, de sorte que le produit à traiter peut être introduit (direction de charhement B) dans la chambre 1, par une porte de chargement 19, sur un côté de la chambre, et après la fin du procédé de traitement, peut être extrait de la chambre 1, sur le côté opposé de la chambre, par une porte de déchargement 20. La porte de déchargement 20 peut être isolée de la chambre de traitement 1, par un sas 21. A la chambre de traitement 1, se raccorde, dans la direction de déchargement E, un silo 22 ou un dispositif de refroidissement, en guise de stockage intermédiaire pour un dispositif de broyage non représenté, dans lequel le produit fragilisé est ensuite fragmenter de manière mécanique, et, le cas échéant, comprimé. Les figures suivantes 2, 3 et 4 montrent à titre d'exemple, l'allure des courbes de pression et de température en fonction du temps, à l'intérieur de la chambre de traitement 1, au cours d'un processus de fragilisation. Après l'introduction dans la chambre, du produit initialement flexible et souple, on établit tout d'abord, en partant de la pression atmosphérique (figure 2), un vide de par exemple 10 Pa, qui est maintenu constant pendant une courte durée. A présent débute l'opération de chauffage, de sorte que la pression de la chambre s'élève légèrement, jusqu'à, par exemple, 103 Pa. Cette pression reste pratiquement constante, à condition que l'on évacue continuellement la chambre de traitement, au-delà de la fin du processus de fragilisation, jusqu'au début de la remise à l'air libre de la chambre. Ensuite, la pression de la chambre augmente à nouveau jusqu'à la pression atmosphérique, et la chambre peut être ouverte et vidée. L'allure de la courbe de température (figure 3) reste constante, à température ambiante, jusqu'au début de l'opération de chauffage. A présent on chauffe de manière soutenue jusqu'à la température de fragilisation; celle-ci débute généralement à 250 C pour des pièces à traiter en caoutchouc, et peut aller jusqu'à 400 C. Si, par contre, les pièces à fragiliser ne sont pas exclusivement constituées de caoutchouc, matière plastique ou matière analogue, mais qu'elles renferment en outre des inserts métalliques, comme par exemple dans le cas de pneumatiques à carcasse métallique, la température de traitement devra se situer au-dessus de la température de vaporisation du métal considéré. Celle-ci vaut, par exemple, pour le cadmium, au moins 320 C, et pour le zinc, au moins 400 C, à chaque fois pour une pression de vapeur métallique > 10 Pa. Après la fin de l'opération de fragilisation, la charge est centrifugée, ou la température de la chambre est à nouveau abaissée jusqu'à la température ambiante, et à cette température, la chambre est remise à l'air libre et déchargée. Par rapport à l'allure de la courbe de pression montrée sur la figure 2, la courbe de pression prend un autre allure (figure 4) lorsque pendant la fragilisation, du métal est également séparé du produit par vaporisation, comme cela a été évoqué au regard de la courbe de température de la figure 3. Dans ce cas, la pression varie (au cours de la fragilisation proprement dite), par le fait que la chambre de traitement, lors du début du chauffage, est fermée, et que son évacuation n'est pas poursuivie. Ainsi, la pression de la chambre croît jusqu'à une valeur, qui peut se situer au-dessus de la pression atmosphérique. Avec le début de la vaporisation du métal, la conduite d'aspiration est à nouveau ouverte en direction de la chambre, la chambre est à nouveau évacuée, et la pression est abaissée à sa valeur minimale, au-delà de la fin de la fragilisation, Après que la chambre ait été complètement évacuée, le vide est maintenu à sa valeur de pression minimum, pendant une courte durée, et la chambre est ensuite remise à l'air libre et vidée. REVENDICATIONS. 1. Procédé de traitement d'un produit essentiellement constitué de matière plastique ou de caoutchouc, caractérisé en ce que d'une part, le produit est introduit, pour la fragilisation, dans une chambre de traitement (1), la chambre (1) étant mise sous vide et chauffée, et le produit étant ensuite fragmenté de manière mécanique, en ce que d'autre part, les vapeurs et les gaz se formant dans la chambre de traitement (1) sont dirigés hors de la chambre (1) dans un système sensiblement fermé, qui est notamment constitué de conduites tubulaires, d'un condenseur, d'une pompe et d'un accumulateur, et en ce qu'aussi bien le produit fragilisé et fragmenté, que les vapeurs et les gaz sont amenés, soit à un recyclage, soit à une élimination contrôlée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit graisseux et/ou huileux, avant la fragilisation, subit un dégraissage et/ou un déshuilage, au cours d'une opération de nettoyage préalable par chauffage sous vide. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la température ou la pression au cours de l'opération de nettoyage préalable est inférieure à la température ou à la pression lors de la fragilisation. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que la température dans la chambre de traitement (1), au cours de la fragilisation, est réglée temporairement à au moins 250 C. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le chauffage de la chambre de traitement (1) s'effectue par un moyen choisi parmi le chauffage par induction, le chauffage par résistance électrique et le chauffage direct par combustion. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression dans la chambre de traitement (1) est réglée en-dessous de la pression atmosphérique, pendant la fragilisation. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pression dans la chambre de traitement (1) est réglée temporairement inférieure à 103 Pa. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour empêcher la vaporisation de parts métalliques dans le produit, la pression dans la chambre de traitement (1) est réglée temporairement au- dessus de la pression atmosphérique. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dégraissage et la fragilisation du produit à traiter peuvent être réalisés dans une seule et même chambre de traitement (1). 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit fragilisé est transféré à un procédé de broyage et est ensuite comprimé. 11. Dispositif destiné à fragiliser et à fragmenter un produit essentiellement constitué de matière plastique ou de caoutchouc, par un procédé thermique sous vide et de fragmentation mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué d'une chambre de traitement sous vide (1), d'au moins un séparateur de condensats (3), d'une pompe à vide (6), d'un dispositif de neutralisation des gaz (12), d'un sécheur de gaz (13) et d'un réservoir à gaz (15) comportant un analyseur de gaz (16) ainsi que plusieurs vannes (7, 10, 11, 18), d'un sas (21), d'un silo (22) ou d'une chambre de refroidissement, et d'un dispositif de broyage. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la chambre de traitement (1) peut être isolée des autres éléments de construction par au moins une vanne (4). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la vanne (4) peut se présenter sous la forme d'une vanne de régulation. 14. Dispositif selon la revendication 11, 12 ou 13, caractérisé en ce qu'un condenseur est prévu en tant que condenseur à vapeurs d'huile. 15. Dispositif selon la revendication 11, 12 ou 13, caractérisé en ce qu'un condenseur est prévu en tant que condenseur à vapeurs métalliques. 16. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que les gaz sont tout d'abord collectés dans le réservoir à gaz (15). 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les gaz peuvent être évacués séparément du réservoir à gaz (15). 18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'azote (N2) peut être évacué dans l'air environnant. 19. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'hydrogène (H2) est soumis à une postcombustion. 20. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la chambre de traitement (1) est prévue sous forme de chambre à sas, comportant une ouverture de chargement ainsi qu'une ouverture de déchargement. 21. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'à la chambre de traitement (1) se raccordent un silo ou une chambre de refroidissement et un dispositif de broyage. 22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé qu'entre la chambre de traitement (1) et le silo ou la chambre de refroidissement, est prévu un sas.