Brevet FR2728807A1 — publié le 19960705

PROCEDE DE RECUPERATION D'ELEMENTS DE VALEUR A PARTIR DE DECHETS DE MATERIAUX SOLIDES DOMAINE DE L'INVENTION Cette invention se situe dans le domaine technique de la séparation de matériaux solides. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION L'accent mis récemment sur le recyclage des produits industriels a créé un besoin de nouvelles technologies de séparation dans l'industrie du recyclage. Ceci est particulièrement vrai pour l'industrie des déchets métalliques. Les domaines d'intérêt prédominants comprennent le fer et l'acier, l'aluminium et le cuivre. A la différence des autres, le cuivre représente un défi posant problème puisqu'un produit dérivé important (isolant plastique) est généré par le recyclage de fils métalliques de rebut. La pratique courante pour le recyclage du cuivre & partir de fils métalliques comprend une désintégration suivie d'un criblage pour séparer le fil métallique de l'isolant plastique. Bien que cette approche soit relativement efficace, recyclant 80 à 90% du fil métallique, une partie substantielle du cuivre et/ou de l'aluminium est perdue avec le matériau plastique de rejet. Ceci résulte de l'inefficacité des procédés de désintégration et de criblage. Plus récemment, des procédés standards de séparation minérale ont été appliqués pour récupérer le fil métallique déclassé. Cette approche comprend l'utilisation de la séparation électrostatique pour récupérer les métaux perdus dans le courant de rejet de plastique. Malheureusement, cette technique n'est applicable qu'aux matériaux secs fluides. C'est pourquoi la séparation de matériaux stockés à l'extérieur pendant une longue période n'est pas réalisable. L'incitation à développer un nouveau procédé pour récupérer les métaux de valeur à partir de déchets stockés est double. Premièrement, et principalement, l'exposition des métaux lourds, tels que le cuivre, aux conditions atmosphériques crée un danger pour l'environnement relatif à la contamination de l'eau du sol. Deuxièmement, la quantité de métaux présents dans ces stocks représente une source substantielle de revenu, si le matériau peut être effectivement récupéré. De plus, le potentiel existe aussi pour générer un produit propre dérivé du plastique pouvant être commercialisable. Un objet de cette invention est un nouveau procédé de récupération de plastique et de métal à partir de déchets contenant ces deux éléments de valeur. Un autre objet de cette invention est un nouveau procédé pour enlever le matériau plastique isolant de fils métalliques de rebut et pour récupérer les éléments métalliques de valeur et les éléments de valeur du matériau isolant sous forme de produits séparés et substantiellement purs. D'autres objets apparaîtront dans la description détaillée suivante. BREF RESUME DE L'INVENTION Cette invention concerne un procédé de séparation du matériau isolant et du matériau métallique d'un stock de déchets bruts déterminés de sections de fils métalliques isolés qui comprend: (a) l'addition au stock de déchets d'une quantité suffisante d'eau et de sable pour produire un coulis possédant 25 à 90% de solides en poids; (b) le malaxage important du coulis pour disperser les particules de solides de différentes tailles et en séparer les différents composants solides; (c) le criblage du coulis malaxé pour retirer toutes les particules de taille supérieure à environ 25mm; (d) la séparation du milieu dense du coulis tamisé et malaxé dans une zone dans laquelle le milieu a une densité d'environ 1,1 à 2,0, de l'eau étant introduite dans un mouvement ascendant dans cette zone; (e) la récupération d'un courant de produit de plus faible densité situé dans la partie supérieure de la zone et d'un courant de produit de plus haute densité situé dans la partie inférieure de la zone; (f) la séparation et la récupération des particules d'isolant du produit de plus faible densité; et (g) la séparation et la récupération des particules de métal du courant du produit de plus grande densité. Selon des réalisations spécifiques et préférées de l'invention, le matériau isolant est du plastique et le métal est du cuivre. Selon d'autres procédés préférés, la séparation du milieu dense comprend la formation d'un banc fluidifié ayant une densité de 1,1 à 2,0 et dans lequel les particules d'isolant remontent et les particules métalliques coulent. On préfère un procédé continu de séparation avec récupération des matériaux utilisés dans le procédé. BREVE DESCRIPTION DU DESSIN Les nouvelles particularités considérées comme étant caractéristiques de l'invention sont développées dans les revendications annexées. Cependant, l'invention elle-même peut être mieux comprise, pour ce qui concerne son organisation et sa méthode d'opération, avec d'autres objectifs et avantages, en se référant à la description suivante prise en relation avec le dessin annexé dans lequel: la Figure 1 est un bloc-diagramme de flux du procédé selon l'invention pour traiter un flot de déchets sectionnés de fil de métal isolé par du plastique pour récupérer, pour un produit, un métal relativement pur et, pour un second produit, un plastique relativement pur et récupérer les matériaux utilisés dans le procédé. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention est un procédé dont on considère qu'il constitue une nouvelle combinaison d'étapes de procédé qui peut ou non employer une instrumentation connue pour accomplir ces étapes. Un des nouveaux facteurs de ce procédé est qu'il accepte, en tant que matériau de base, un mélange de déchets qui peut être contaminé par d'autres détritus et/ou l'humidité provenant de la pluie. De nombreux autres procédés nécessitent une étape de nettoyage ou de séchage préliminaire, alors que ce procédé accepte le déchet tel qu'il est. Dans le cas de déchets de fils électriques les particules de déchets peuvent comprendre du papier ou des couches de fibres formant une partie de l'isolation, aussi bien que la couche externe de matériau plastique ou de caoutchouc. Il est préférable que les déchets de base soient des particules de dimension maximale de 1,0 pouce, et, par conséquent, dans certains cas, le stock de déchets peut être prétraité pour réduire leur taille afin d'éliminer les grandes longueurs de fil métallique de rebut. Les déchets de base (11) sont déposés dans une zone de nettoyage par frottement (14) avec du sable (12) et de l'eau (13). Les quantités respectives de ces composants sont telles qu'un coulis final eau/sable/déchets d'environ 25 à 90% de solides en poids est nettoyé. Une teneur préférée en solides est d'environ 70 à 80%. L'opération de nettoyage consiste en une intense agitation, par exemple par des brosses de frottement, qui comprennent habituellement deux ou plusieurs propulseurs/agitateurs de grand diamètre (10 à 18 pouces), placés en opposition et agissant à des vitesses modérées. Cette agitation déchiquette tout papier ou matériau fibreux, désagrège et enlève l'isolant et disperse les particules dans le coulis. Toute machine ou tout procédé produisant un malaxage intense convient pour cette étape. Le sable est important en ce qu'il assure une augmentation de l'action tranchante nécessaire pour accomplir le déchiquetage et la dispersion. Le matériau quittant la zone de nettoyage par frottement (14) passe à travers un crible à grosses mailles, par exemple avec des mailles d'environ 0,5 à 1,0 pouces, pour retirer les matériaux de rebut de grande taille (roche, verre, etc.) du courant traité, qui est alors soumis à une étape de séparation du "milieu dense". Une telle étape fait référence à une séparation des éléments de valeur (par exemple les métaux ou le plastique) en faisant passer la matière première à travers un milieu possédant une densité déterminée intermédiaire de celles du métal et du plastique de telle manière que la majorité des éléments plastiques de valeur remonteront alors que la majorité des éléments métalliques de valeur couleront dans ce milieu, produisant ainsi une séparation entre les matériaux de densités différentes. Ce procédé est aussi appelé parfois "classification hydraulique". La séparation peut être réalisée dans des machines telles que le classificateur "Floatex" ou l'"Hydrosizer" Linatex disponible dans le commerce. En général cette étape comprend le dépôt d'un matériau, tel que le produit tamisé du nettoyage par frottement (14) après l'élimination des éléments rejetés de grande taille ou grossiers (16), dans une zone de classification (27) et la réalisation de la séparation tout en apportant de l'eau (21) dans la zone (27) et en ajustant les flux de telle manière qu'un courant de surface (17) du plastique, du sable et de l'eau se produise. Au centre de la zone (27) un banc fluide d'eau et de sable se forme, ledit banc ayant une densité apparente d'environ 1,1 à 2,0. Des particules des déchets de base remonteront à travers le banc fluidifié vers le courant de surface (17) parce que ces particules ont un pouvoir flottant (c'est à dire une densité inférieure à celle du banc fluidifié); et les autres particules couleront à travers ce banc vers les régions inférieures de la zone de classification (27) car leur densité est supérieure à celle du banc. L'ajustement du flux montant d'eau (21) et l'alimentation entrante tamisée et nettoyée stabilisera le banc fluidifié dans la zone (27). Le courant de surface (17) est pris dans une goulotte de coulée (18) et alimente un crible (19), o les composants désirés de poids léger, par exemple les particules d'isolation plastique sont retenus par le crible (19) et récupérés pour être stockés en (20). Un mélange d'eau et de sable inondant la zone (17) passe à travers le crible (19). L'eau et le sable sont dirigés vers une citerne (27) et sont alors pompés vers un cyclone d'égouttage (26). Les matériaux lourds (principalement les particules de métal, par exemple le cuivre) sont drainées de la région inférieure de la zone de classification (27) et sont passés au crible en (22) pour en retirer les éléments métalliques de valeur qui sont stockés en (23) l'eau et le sable étant dirigés vers la citerne (24). Pour une opération efficace et continue l'eau (33) et le sable (32) provenant de l'étape d'égouttage (26) sont recyclés en composants d'alimentation respectivement (13) et (12), pour être réutilisés, et l'eau (33) de (26) peut être recyclée pour être utilisée en (21). Une étape alternative de récupération des éléments métalliques de valeur est montrée en pointillés dans laquelle la sortie de composant lourd de l'étape de classification (27), qui contient le métal, le sable et l'eau alimente une étape de séchage (29) pour éliminer l'eau et produire un produit sec sable/métal alimentant à un séparateur électrostatique (30) o les particules de métal sont retirées pour être stockées en (23) et le sable retiré et recyclé en matériau de départ (12). L'eau peut être récupérée de l'étape de séchage (26) et recyclée par la ligne (33) soit en approvisionnement d'eau (13) soit en entrée d'eau (21). Puisque l'invention a été décrite par certaines réalisations spécifiques, on appréciera que de nombreux changements et modifications puissent être effectués par l'homme de l'art sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Il est entendu, par conséquent, de couvrir par les revendications annexées tous les changements et toutes les modifications de cette nature tombant dans le véritable esprit et dans le domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé continu de séparation de matériau isolant et de métal provenant d'un stock de déchets bruts déterminés de sections de fils métalliques isolés caractérisé par: (a) l'addition audit stock de déchets d'une quantité suffisante d'eau et de sable pour produire un coulis ayant à 90% de solides en poids; (b) le malaxage important du coulis pour y disperser les différents composants des solides; (c) le passage au crible de ce coulis pour enlever toutes les particules de taille supérieure à 25mm; (d) la séparation du milieu dense de ce coulis malaxé et criblé dans une zone dans laquelle ledit milieu a une densité d'environ 1,1 à 2,0, de l'eau étant introduite dans un mouvement ascendant dans cette zone; (e) la récupération d'un courant de produit de plus basse densité situé dans la partie la plus haute de ladite zone et d'un courant de produit de plus faible densité au niveau de la partie la plus basse de cette zone; (f) la séparation et la récupération des particules d'isolant du produit de plus faible densité; et (g) la séparation et la récupération des particules métalliques du courant de produit de plus grande densité. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la séparation du milieu dense comprend un banc fluidifié d'eau et de sable dans lequel est amené le coulis malaxé et passé au crible. 3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le flot de produit de densité plus faible est constitué essentiellement de particules de plastique, d'eau et de sable. 4. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le flot de produit de plus grande densité est constitué essentiellement de particules de métal, d'eau et de sable. 5. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'étape (g) comprend le séchage dudit courant et la séparation du métal de celui-ci par un moyen de séparation électrostatique. 6. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les étapes (f) et (g) comprennent toutes les deux des opérations séparées de criblage pour séparer respectivement les particules de plastique ou les particules de métal, de l'eau et du sable. 7. Procédé selon la revendication 1 qui en plus comprend: (h) la récupération du sable et de l'eau de l'étape de séparation (g) et le recyclage de ce sable et de cette eau dans l'étape (a). 8. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le matériau isolant est du plastique ou du caoutchouc. 9. Procédé continu de séparation de matériau plastique et de matériau métallique d'un stock de déchets déterminés de fils métalliques isolés caractérisé par: (a) le mélange dudit stock de déchets avec suffisamment d'eau et de sable pour produire un coulis de à 90% de solides en poids afin d'obtenir un stock de base nettoyé; (b) le criblage du stock de déchets de base pour retirer les particules supérieures à 25mm pour produire un stock de base passé au crible et brossé; (c) le passage du stock de base passé au crible et brossé dans une zone de classification hydraulique dans laquelle il est fluidifié par un courant d'eau suivant un mouvement ascendant pour donner un produit de dessus de faible densité et un produit de dessous de grande densité; (d) le passage au crible dudit produit de dessus pour séparer un premier produit de particules de plastique d'un premier mélange d'eau et de sable; (e) le passage au crible dudit produit de dessous pour séparer un second produit de particules de métal d'un second mélange d'eau et de sable; (f) la combinaison desdits premier et second mélanges d'eau et de sable et l'élimination d'une partie de l'eau de ladite combinaison; et (g) le recyclage de la combinaison égouttée dans l'étape (a) pour la mélanger avec un stock de déchets de base afin de le nettoyer par frottement. 10. Procédé selon la revendication 9 dans lequel ledit stock de base fluidifié a une densité effective d'environ 1,1 à 2,0. 11. Procédé selon la revendication 9 dans lequel ledit produit de dessus est retiré de ladite classification à un niveau se situant environ au milieu de ladite zone. 12. Procédé selon la revendication 9 dans lequel de l'eau de l'étape (f) est recyclée dans le procédé. 13. Procédé selon la revendication 9 dans lequel de l'eau de l'étape (f) est recyclée dans l'étape (a). 14. Procédé selon la revendication 9 dans lequel de l'eau de l'étape (f) est recyclée dans l'étape (c). 15. Procédé continu pour la séparation de matériau plastique et de matériau métallique d'un stock de base de déchets déterminés de fils métalliques isolés coupés caractérisé par: (a) le mélange dudit stock de base de déchets avec suffisamment d'eau et de sable pour produire un coulis de à 90% en poids de solides afin d'obtenir un stock de base nettoyé; (b) le passage au crible dudit stock de base nettoyé pour enlever les particules supérieures à environ 25mm afin d'obtenir un stock de base nettoyé criblé; (c) le passage dudit stock de base criblé et nettoyé dans une zone de classification hydraulique dans laquelle il est fluidifié par un courant d'eau de mouvement ascendant pour donner un produit de dessus de densité faible et un produit de dessous de grande densité; (d) le criblage du produit de dessus pour séparer un premier produit de particules de plastique d'un premier mélange d'eau et de sable; (e) le séchage dudit produit de dessous; (f) la séparation électrostatique du métal du sable; (g) l'élimination d'une partie de l'eau dudit premier mélange d'eau et de sable; (h) le recyclage du sable égoutté de l'étape (g) dans l'étape (a) pour le mélanger avec le stock de base de déchets non traités afin de les nettoyer par frottement. 16. Procédé selon la revendication 15 dans lequel le stock de base fluidifié a une densité effective d'environ 1,1 à 2,0. 17. Procédé selon la revendication 15 dans lequel le produit de dessus est retiré de ladite classification à un niveau se situant environ au milieu de ladite zone. 18. Procédé selon la revendication 15 dans lequel une partie de l'eau de l'étape (g) est recyclée dans le procédé. 19. Procédé selon la revendication 15 dans lequel de l'eau de l'étape (g) est recyclée dans l'étape (a). 20. Procédé selon la revendication 15 dans lequel de l'eau de l'étape (g) et recyclée dans l'étape (c).