Brevet FR2793172A1 — publié le 20001110

PROCEDE DE VALORISATION DE MATIERE. La présente invention concerne la valorisation de matière souillée en vue de son recyclage. Elle concerne également un produit combustible de substitution issu de cette valorisation, préférentiellement pour des cimenteries. Que ce soit en provenance des industriels ou des particuliers, on trouve dans les filières de recyclage des produits dont la matière qui les constitue pourrait tre utilisée comme matière première de divers procédés de fabrication. Cependant, d'autres substances peuvent tre déposées sur ces produits et constituer des souillures dont la présence empche l'utilisation des produits comme matière première, car ces souillures nuiraient à la qualité du procédé de fabrication utilisant cette matière première ou du produit fabriqué par ce procédé. Ces produits, qui constituent une matière souillée peuvent tre des emballages, ayant des résidus de substances qu'ils ont contenues, par exemple des hydrocarbures, des peintures, des huiles, des produits des industries chimique ou agroalimentaire. On connaît actuellement des procédés d'incinération de cette matière souillée. L'émission dans l'atmosphère des gaz de combustion par les installations d'incinération pose des problèmes pour l'environnement, et il est nécessaire de doter les incinérateurs d'installations de traitement de fumées complexes et onéreuses. On perd également de cette manière la valorisation en tant que matière de la plupart des éléments combustibles. De plus, le traitement d'emballages métalliques nécessite un apport énergétique important et les pièces métalliques issues des résidus solides de l'incinération sont plus difficiles à valoriser car elles incorporent du mâchefer. On connaît également le traitement des déchets par thermolyse. La matière souillée est portée à une température moyenne qui permet de transformer certains composants sous forme de gaz combustible. On rencontre ici aussi les mmes nécessités de traitement des fumées, et une consommation énergétique élevée. De mme la matière combustible des emballages n'est pas directement valorisée. On connaît également une technique de nettoyage par lavage avec de l'eau, éventuellement avec des additifs tels que des détergents. En fonction des produits qui souillent la matière, l'efficacité de cette technique n'est pas en accord avec les exigences de propreté définies par les utilisateurs de la matière première. De plus, le procédé génère des eaux polluées par les produits contenus par la matière souillée et qui nécessitent un traitement avant d'tre rejetées. L'invention a pour but de répondre aux problèmes indiqués ci-dessus. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de nettoyage de matière souillée par des résidus, caractérisé en ce que la matière à nettoyer est amenée par brassage en contact avec un produit solide de nettoyage et frappée par des objets contondants. Le produit solide de nettoyage permet de détacher et de capter les résidus liquides ou pâteux tels que des produits chimiques, des hydrocarbures ou des peintures. Les objets contondants sont des poids denses qui ne comportent pas d'angle vif. Lors du brassage, ils viennent frapper ou rouler sur les surfaces de la matière à nettoyer. Ces chocs ou ces écrasements ont pour effet de casser et de pulvériser les résidus solides qui adhèrent à la matière à nettoyer. Ainsi les résidus ne sont plus adhérents à la matière à nettoyer. Le procédé selon l'invention comporte l'avantage de ne pas faire appel à une combustion ou à une thermolyse. De ce fait il n'y a pas de fumées à traiter et pas besoin d'installation lourde et coûteuse pour effectuer ce traitement. Ce procédé n'utilise pas non plus d'eau de lavage qui contiendrait des polluants après passage sur la matière à nettoyer. On évite ainsi l'utilisation d'une installation de traitement de 1'eau pour isoler les polluants. Grâce à l'invention, on obtient une matière suffisamment propre au regard des exigences pour une utilisation dans un cycle de valorisation de la matière. De manière avantageuse, le produit de nettoyage est un produit fibreux. On utilise avantageusement de la sciure de bois comme produit solide de nettoyage, mais d'autre produits, tels que du chanvre broyé, peuvent tre utilisés. En plus de sa capacité d'absorption, celle-ci présente l'avantage de ne pas se compacter, de ne pas s'agglomérer lors du brassage, et également d'avoir un effet abrasif. Le passage de la sciure sur les surfaces à nettoyer permet d'obtenir un effet abrasif pour faire partir des surfaces à nettoyer des particules solides adhérentes. Pour obtenir un effet abrasif supplémentaire, on peut avantageusement utiliser du sable comme produit solide de nettoyage. Préférentiellement, le sable est un sable siliceux qui a une dureté importante et donc un effet abrasif renforcé. D'une autre manière avantageuse, le produit de nettoyage peut tre un mélange de sciure et de sable pour combiner les effets d'abrasion et d'absorption. L'invention a aussi pour objet un mode de mise en oeuvre particulier du procédé défini ci-dessus, caractérisé en ce que le brassage de la matière à nettoyer est effectué dans un tambour rotatif à axe horizontal, et en ce que le chargement à l'intérieur de ce tambour est effectué à une des extrémités du tambour par des moyens d'alimentation et de transport dans lesquels sont déversés séparément la matière à nettoyer et le produit solide de nettoyage, et en ce que le mélange est évacué par l'autre extrémité du tambour. L'axe de ce tambour est horizontal. Le mouvement de rotation du tambour entraîne la matière, le produit de nettoyage et les poids le long de la paroi où ils sont maintenus par la force centrifuge, jusqu'à ce que le déséquilibre les fasse retomber vers le point bas du tambour. Le produit à nettoyer et la matière retombent et glissent l'un sur l'autre. Le produit à nettoyer passe de cette manière sur les surfaces de la matière et absorbe les résidus liquides ou pâteux qui s'y trouvent. De par leur constitution massive, les poids tombent lourdement vers la paroi du tambour, ils écrasent la matière qui est interposée entre la paroi du tambour et les poids ou entre les poids eux-mmes et roulent dessus. On obtient ainsi un effet mécanique qui écrase les résidus solides et friables. De plus, si le produit de nettoyage est interposé entre l'un des poids et la matière à nettoyer, celui-ci se trouve comprimé contre la matière à nettoyer et glisse sur elle avec de la pression. L'effet abrasif est ainsi augmenté. On voit ainsi que la matière à nettoyer introduite dans le tambour est alors débarrassée des résidus qui y adhéraient. Le mme effet est obtenu lorsque la matière à nettoyer et le produit de nettoyage sont pris entre les poids. Selon une disposition particulière de l'invention, les objets contondants sont des barres qui s'étendent sensiblement sur la longueur du tambour rotatif. De cette manière, les barres ne peuvent se concentrer dans aucune zone privilégiée du tambour, et les chocs générés par le mouvement de ces barres sont répartis sur toute la longueur du tambour. Selon une autre disposition préférentielle, les objets contondants sont des boulets de taille suffisante pour rester à l'intérieur du tambour. De manière préférentielle, la matière à nettoyer est préalablement déchiquetée en morceaux de granulométrie inférieure à 200 mm, par exemple de 100 à 200 mm, en au moins une opération. Cette opération peut tre réalisée par exemple par des broyeurs à couteaux rotatifs. La matière ainsi déchiquetée est déversée sur un convoyeur à bande qui alimente une vis d'Archimède qui elle-mme alimente le tambour rotatif. Le mélange traité dans le tambour rotatif est convoyé à la sortie du tambour vers un crible. Le mélange est séparé en une partie fine qui est constituée essentiellement du produit de nettoyage, et en une partie grossière qui constitue la matière valorisée. Le tri est complété par la séparation des éléments métalliques de la partie grossière par une technique connue en soi, telle qu'une séparation magnétique. Eventuellement, les éléments métalliques de la partie fine sont également séparés par la mme technique, dans un but d'épuration. Cette partie fine est ensuite soit réutilisée comme produit à nettoyer, soit mise en réserve pour tre utilisée par exemple comme combustible solide, par exemple dans des cimenteries. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va tre faite à titre d'exemple d'un procédé et dispositif de traitement de matière souillée conforme à l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 est une vue en plan d'une installation avec les différents postes de traitement de la matière -la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un tambour -la figure 3 est une vue en perspective d'un tambour rotatif A titre d'exemple, la figure 1 montre une implantation d'une installation mettant en oeuvre le procédé objet de l'invention. On y trouve dans l'ordre de traitement de la matière un broyeur (2), un tambour rotatif (1), un crible (3), une trémie de stockage (4) du produit de nettoyage (22). Des convoyeurs à bande connus en soi relient les appareils entre eux. D'autres convoyeurs à bande complètent l'installation, en particulier un convoyeur à bande (9) relie la trémie au convoyeur à bande (6) qui alimente le tambour rotatif (1), et un autre convoyeur (30) depuis la sortie du crible vers un banc de tri (5). Le dessin de la figure 2 représente le tambour rotatif (1) dans lequel ont été déversés la matière à nettoyer (21) ainsi que le produit de nettoyage (22), au milieu desquels se trouvent les barres (20). Dans un exemple de réalisation, le tambour (1) a un diamètre de 1,90 m et une longueur de 3,90 m. Les barres (20) sont en acier, et ont une longueur de 3,50 m, avec un diamètre compris entre 50 et 70 mm, soit une masse de 50 à 110 kg. Le nombre de barres (20) à l'intérieur du tambour (1) est typiquement de 50 à 70, mais peut tre moins élevé en fonction du produit à traiter. On n'a représenté que quelques barres sur le dessin pour une meilleure lisibilité de celui-ci. La vitesse de rotation du tambour (1) est d'environ 20 tours par minute. Sur la figure 3, la représentation du tambour rotatif (1) fait apparaître à l'une des extrémités de celui-ci une ouverture (17) ménagée au centre de la face (11) qui ferme le tambour (1) et une vis d'Archimède (14) introduite dans le tambour (1) par cette ouverture (17). A l'autre extrémité du tambour (1), des trous oblongs (13) sont ménagés sur la partie cylindrique du tambour (1). Ces trous (13) s'étendent dans le sens tangentiel au cylindre et ont une dimension de 100 x 200 mm. Le guidage en rotation du tambour (1) est assuré par au moins quatre galets (15) répartis en deux couples dont l'axe de rotation est sensiblement horizontal et parallèle à l'axe du tambour (1), les axes des galets (15) de chaque couple étant sensiblement confondus et situés de part et d'autre d'un plan vertical passant par l'axe du tambour (1). Au moins un de ces galets (15) est entraîné en rotation par un moteur (16). La puissance mécanique absorbée par un exemple de réalisation de ce type est de l'ordre de 60 à 100 kW pour une capacité de traitement de 4 à 6 tonnes par heure. Cette puissance est très modeste en comparaison des puissances nécessaires pour le traitement de la matière par un procédé par incinération ou par thermolyse. On obtient par ces moyens la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Par le mouvement de rotation du tambour (1) autour de son axe, dans le sens horaire sur la figure 2, le contenu du tambour (1) est entraîné et remonte le long de la paroi sur le côté gauche du tambour. La force centrifuge maintient tout le contenu en application sur la paroi jusqu'à un point au-delà duquel le contenu est en déséquilibre et retombe vers le point bas du tambour. Comme les barres (20) sont des éléments massifs, elles chutent lourdement contre la paroi (10) du tambour (1) ou elles s'entrechoquent entre elles. L'effet mécanique d'écrasement est obtenu sur la matière à nettoyer (21) et le produit de nettoyage (22) qui se trouvent interposés entre les barres (20) ou entre une barre (20) et la paroi (10) du tambour (1). On voit sur la figure 3 que le mélange de la matière à nettoyer (21) et du produit de nettoyage (22) est déversé à l'une des extrémités du tambour. Bien qu'il s'agisse de matière solide, le mouvement imposé à l'intérieur du tambour crée une sorte de fluidisation du mélange, et de ce fait, celui-ci se répartit progressivement sur toute la longueur du tambour (1). Il en résulte que le mélange atteint l'autre extrémité (12) du tambour où se trouvent les trous d'évacuation (13) réalisés sur le tambour. Le mélange passe à travers ceuxci et tombe sur un convoyeur à bande (7) qui l'évacue vers le crible (3). Dans une installation préférentielle, le cycle de la matière comporte les opérations suivantes. La matière est d'abord amenée dans un broyeur à couteaux rotatifs (2). Ce broyeur, connu par ailleurs, comporte deux axes parallèles situés dans un plan sensiblement horizontal et sur lesquels sont montés des disques. A chaque disque sur un arbre correspond un disque sur l'autre arbre, les deux disques se trouvant en recouvrement partiel. Le recouvrement de ces disques constitue ainsi une cisaille. La matière à nettoyer est introduite au-dessus des arbres en rotation inverse, de telle manière que la matière est entraînée entre les arbres et est découpée par les cisailles formées par les disques. La matière (21) ainsi déchiquetée a une granulométrie inférieure à 200 mm. Elle est déposée sur un convoyeur à bande (6) qui alimente le tambour rotatif (1). Ce convoyeur à bande (6) reçoit également le produit de nettoyage (22) qui est stocké dans une trémie (4), connue en soi, par l'intermédiaire d'un autre convoyeur à bande (9). Le mélange ainsi constitué sur le convoyeur à bande (6) est déversé dans la vis d'Archimède (14) qui alimente le tambour rotatif (1), laquelle transfère, par sa rotation, le mélange à l'intérieur du tambour (1). Après le traitement déjà décrit ci-dessus, le mélange est transféré vers le crible (3), lequel sépare le mélange en une partie fine et en une partie grossière. Dans une réalisation préférentielle, la taille des mailles du crible est d'environ 15 à 25 mm. La partie fine, constituée essentiellement du produit de nettoyage (22), est débarrassée des éléments métalliques, puis évacuée selon son état, soit vers la trémie (4) pour un nouveau cycle si cette partie fine n'est pas saturée de résidus, soit, dans le cas contraire, vers un stockage pour constituer un combustible solide de substitution. La partie grossière est ensuite évacuée vers un banc de tri (5) connu en soi et constitue la matière valorisée qui sera utilisée comme matière première. REVENDICATIONS 1. Procédé de nettoyage de matière à nettoyer (21) souillée par des résidus, caractérisé en ce que la matière à nettoyer (21) est amenée par brassage en contact avec un produit solide de nettoyage (22) et frappée par des objets contondants (20). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit solide de nettoyage (22) est absorbant. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le produit solide de nettoyage (22) absorbant est de la sciure de bois. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit solide de nettoyage (22) est un abrasif tel que du sable. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brassage d'un mélange de la matière à nettoyer (21) et du produit de nettoyage (22) est effectué dans un tambour rotatif (1), en ce que le chargement à l'intérieur de ce tambour (1) est effectué à une des extrémités du tambour par des moyens d'alimentation (14) et de transport (6) dans lesquels sont déversés séparément la matière à nettoyer (21) et le produit solide de nettoyage (22), et en ce que le mélange est évacué par l'autre extrémité (12) du tambour (1). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les objets contondants sont des barres (20) qui s'étendent sensiblement sur la longueur du tambour (1). 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les objets contondants sont des boulets. 8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mélange de matière à nettoyer (21) et de sciure de bois (22) est criblé en matière valorisée pour la partie de grande granulométrie d'une part, et en combustible solide pour la partie fine d'autre part. 9. Matière valorisée, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé de la revendication 8. 10. Combustible solide, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé de la revendication 8. 11. Installation de traitement de matière souillée selon le procédé de la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un broyeur (2), un tambour rotatif (1), un crible (3), une trémie de stockage (4), un banc de tri (5), des moyens de transport (6) de matière du broyeur (2) vers le tambour rotatif (1), du tambour rotatif (1) vers le crible (3), du crible (3) vers la trémie de stockage (4), de la trémie de stockage (4) vers le tambour rotatif (1) et du crible vers le banc de tri (5). 12. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le chargement à l'intérieur de ce tambour (1) est effectué à une des extrémités du tambour par des moyens d'alimentation (14) et de transport (6) dans lesquels sont déversés séparément la matière à nettoyer (21) et le produit solide de nettoyage (22), en ce que le mélange est évacué par l'autre extrémité (12) du tambour (1), et en ce que le tambour contient des objets contondants (20).