Brevet FR2710557A1 — publié le 19950407

Dans les usines de production d'aluminium par électrolyse, les mégots d'anodes usées et les anodes entières rebutées doivent être fragmentés en vue du recyclage des produits carbonés à l'atelier de fabrication d'anodes. Cette fragmentation consiste à réduire, soit des anodes entières rebutées d'un volume d'environ 0,6 m3 et d'un poids de l'ordre de 900 kg, soit des déchets recyclables dont les dimensions maximales sont d'environ 0,6 x 1,45 x 0,25 m et le poids de l'ordre de 300 kg en morceaux dont les dimensions sont inférieures à environ 30 mm. Ces produits contiennent des fragments de fonte, d'acier et d'aluminium. Par ailleurs, le revêtement des cuves d'électrolyse, qui est formé de produits carbonés et constitue la cathode, s'use et se détériore avec l'usage et il est nécessaire de les enlever périodiquement, par une opération appelée débrasquage, et de le remplacer par un revêtement neuf. Le débrasquage s'opère au moyen d'outils pneumatiques et donne des blocs de forte taille pouvant contenir des inclusions de métaux tels que le fer et l'aluminium. Ces blocs sont ensuite ramenés par différents moyens à une taille qui permet le passage à travers une grille à maille carrée de 400 mm environ. Les vieilles brasques sont réputées dangereuses parce qu'elles sont imprégnées de produits nocifs, notamment des fluorures et des cyanures, et elles doivent être traitées pour neutraliser ces produits. Les traitements connus, notamment ceux comportant une opération de calcination, exigent que la taille des produits traités soit de l'ordre de 2,5-3 mm au maximum. I1 est donc nécessaire d'effectuer un broyage des vieilles brasques pour les réduire à cette dimension. Jusqu'à ce jour, il n'existait pas d'installation pour le broyage des vieilles brasques parce que celles-ci étaient mises en décharge; les nouvelles réglementations sur la pollution et la protection de l'environnement interdisent désormais cette solution. Les installations utilisées pour la fragmentation des mégots d'anodes et des anodes rebutées sont généralement constituées par 3 étages de concassage, un crible, 3 séparateurs magnétiques pour l'élimination des ferrailles en amont de chaque étage de concassage et des appareils de manutention assurant le transport des produits entre les différents étages de concassage et entre le dernier d'entre eux et le crible. L'un des buts de la présente invention est d'assurer cette fragmentation en deux étapes seulement pour réduire les frais d'investissement, de fonctionnement et d'entretien. Un autre but de l'invention est de permettre, moyennant des modifications du matériel peu importantes et réalisables rapidement, d'utiliser la même installation pour le broyage des vieilles brasques. L'installation objet de la présente invention est caractérisée en ce qu'elle est constituée essentiellement par un concasseur à mâchoires et un broyeur autogène ou semi-autogène comportant des ouvertures périphériques équipées de grilles à orifices calibrés et une ouverture centrale pour l'évacuation pneumatique de la fraction fine des produits broyés, et en ce que des moyens sont prévus pour obturer les ouvertures périphériques du broyeur. Pour traiter les produits carbonés recyclables, la plus grande partie des produits fragmentés est évacuée à travers des ouvertures périphériques qui sont équipées des grilles à orifices calibrés. Pour traiter les vieilles brasques, les ouvertures périphériques du broyeur sont obturées et le débit total des produits broyés est évacuée pneumatiquement par l'air balayant le broyeur, à travers l'ouverture centrale du fond du broyeur. Un appareil de séparation tel qu'un cyclone permet de séparer les produits broyés du courant d'air. Eventuellement, un appareil de classification, tel qu'un crible, permet de séparer les grains trop gros pour les recycler. Pour éviter la pollution, l'un par l'autre, des produits fragmentés et permettre le passage rapide d'une production à l'autre, sans nettoyage contraignant, le broyeur autogène ou semi-autogène est associé à deux filtres indépendants, l'un d'eux étant utilisé exclusivement pour les produits carbonés recyclables et l'autre exclusivement pour les vieilles brasques. Les corps imbroyables dont la taille est supérieure à la dimension des ouvertures de sortie du broyeur restent dans le broyeur et constituent une charge broyante qui s'ajoute éventuellement à celle des boulets; ils peuvent être éliminés périodiquement par un système semi-automatique de vidange propre à ce type de broyeur. De préférence, l'angle formé par les mâchoires du concasseur sera plus faible que celui d'un concasseur à mâchoires classique et inférieur à 20 ; cet angle réduit améliore les conditions de prise d'un produit réputé savonneux comme les anodes. Un séparateur magnétique pourra être placé en aval du broyeur pour éliminer les ferrailles ayant traversé les ouvertures de sortie. Un séparateur de métaux à courants de Foucault pourra également être disposé en aval du broyeur pour éliminer les autres déchets métalliques. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'invention et sur lesquels: La figure 1 est le schéma d'une installation pour la fragmentation des mégots d'anodes et des anodes rebutées et pour le broyage des vieilles brasques conforme à l'invention; La figure 2 est une vue partielle, en coupe, du broyeur autogène montrant une ouverture de sortie équipée d'une grille; et La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 et montrant l'ouverture fermée par un obturateur. L'installation de la figure 1 est constituée essentiellement par un concasseur à mâchoires 10, un broyeur autogène 12, un crible 14, un cyclone séparateur 16, deux filtres dépoussiéreurs 18 et 20, des transporteurs 22 et 24 et un élévateur 26. Le concasseur à mâchoires 10 présente l'originalité, par rapport aux concasseurs à mâchoires classiques d'avoir un angle de mâchoires a réduit (par exemple, 160 au lieu de 220), ce qui améliore les conditions de prise des anodes, produit réputé savonneux. Le concasseur 10 réduit les produits à fragmenter en blocs dont la dimension maximale n'excède pas 400 mm. Ces blocs sont transportés par le transporteur 22 jusqu'à l'entrée du broyeur 12. Le broyeur 12 est un broyeur autogène ou semi-autogène constitué par un tambour à axe horizontal dont le diamètre est nettement supérieur à la longueur. I1 comporte sur l'un de ses fonds une ouverture centrale dans laquelle débouche une goulotte d'alimentation 28. Les produits broyés sont évacués à travers des ouvertures 30 ménagées sur sa paroi, près de l'autre fond qui est également percé d'une ouverture centrale 31. Les ouvertures 30 peuvent être munies de grilles 52 dont la dimension des orifices détermine la taille maximale des produits broyés (figure 2) ou être fermées par des obturateurs 54 (figure 3). Les ouvertures 30 sont entourées d'un carter annulaire fermé 32 qui est muni à sa base d'un sas pour l'évacuation des produits broyés. Le carter 32 et l'ouverture centrale de sortie 31 sont reliés à l'aspiration d'un ventilateur 36 à travers le cyclone 16 et les filtres dépoussiéreurs 18 et 20. Il est ainsi possible de mettre l'intérieur du broyeur en dépression et d'évacuer la fraction fine du produit broyé qui est récupérée dans le cyclone et dans les filtres. Le broyeur 12 est entraîné en rotation par un groupe moto-réducteur 38 dont le pignon de sortie attaque une couronne dentée fixée sur le corps du broyeur. Un dispositif semi-automatique de vidange 40 permet d'éliminer périodiquement les imbroyés. Ce système est essentiellement constitué par une cuillère que l'on introduit dans le broyeur, par l'ouverture centrale d'entrée, après avoir interrompu l'alimentation et évacué toute la matière broyable. Une vanne 46 permet de mettre en service, sélectivement, l'un ou l'autre des filtres 18 et 20. Lorsque l'installation est utilisée pour la fragmentation des mégots d'anode et des anodes rebutées, les ouvertures 30 sont équipées des grilles 52 et les produits sortant du broyeur 12 à travers ces grilles, sont évacués par le transporteur 24 et l'élévateur 26 et dirigés vers des silos de stockage 42 et 44. En choisissant convenablement les grilles on pourra, par exemple, obtenir un produit broyé dont pratiquement tous les morceaux auront des dimensions inférieures à 30 mm, à partir des blocs de 400 mm alimentant le broyeur. La fraction fine des produits broyés est évacuée par l'air de balayage à travers les grilles 52 et l'ouverture centrale 31 reliées à l'aspiration du ventilateur 36. Elle est séparée du courant d'air dans le cyclone 16 et dans le filtre sélectionné pour cette opération, par exemple le filtre 20, et dirigée vers un silo de stockage. Lorsque l'installation est utilisée pour le broyage des vieilles brasques, les ouvertures 30 sont fermées par les obturateurs 54, le filtre dépoussiéreur 18 est mis en service, en manoeuvrant la vanne 46, et les conditions de marche du ventilateur 36 sont réglées pour permettre l'évacuation pneumatique de la totalité des produits broyés ayant la granulométrie voulue, à travers l'ouverture centrale 31. Ces produits sont récupérés à la pointe du cyclone 16 et dans le filtre 18, et envoyés sur le crible 14. Les grains dont les dimensions sont supérieures à celles des mailles du crible -3 mm environ- sont renvoyés à l'entrée du broyeur 12. Le produit fini est stocké dans un silo 50. Pour éviter un mélange des produits, lorsqu'on passe d'une opération à l'autre, on procède de la manière suivante: on arrête l'alimentation de l'installation que l'on fait fonctionner à vide pendant un certain temps, en balayant avec de l'air l'intérieur du broyeur 12 pour le nettoyer, on vidange les imbroyés restants, au moyen du dispositif 40, on obture les ouvertures 30 ou on les équipe de grilles, suivant le type d'opération programmé, on sélectionne le filtre adéquat et on règle le débit d'air de balayage à la valeur convenable. Pour les deux opérations de fragmentation des anodes et de broyage des vieilles brasques, on peut faire fonaionner le broyeur 12 en broyeur semi-autogène en ajoutant une faible charge de boulets ou autres corps broyants. I1 est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées à la forme de réalisation décrite ci-dessus par la substitution de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation pour la fragmentation de produits carbonés recyclables et des rebuts d'une usine de production d'aluminium caractérisée en ce qu'elle est constituée par un concasseur (10) et un broyeur autogène ou semi-autogène (12) comportant des ouvertures périphériques (30) équipées de grilles à orifices calibrés (52) et une ouverture centrale (31), en ce que des moyens (54) sont prévus pour obturer lesdites ouvertures périphériques et en ce que le broyeur (12) est ventilé et la fraction fine des produits broyés est extraite par le courant d'air à travers les ouvertures périphériques (30) du broyeur, et/ou à travers une ouverture centrale (31). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le concasseur (10) est un concasseur à mâchoires dont les mâchoires font entre elles un angle inférieur à 200 et de préférence égal à 160. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'un système de vidange (40) est associé au broyeur (12) pour éliminer périodiquement les imbroyables. 4. Installation selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte deux filtres (18 - 20) dont l'entrée est reliée à l'ouverture centrale (31) et éventuellement aux ouvertures périphériques (30), et des moyens (46) pour utiliser sélectivement l'un ou l'autre de ces filtres.