Brevet FR2886569A1 — publié le 20061208

PROCEDE DE SEPARATION DE CAOUTCHOUC OU PLASTIQUE D'INSERTS METALLIQUES ET INSTALLATION La présente invention concerne le domaine général de la séparation de matériaux, tels que le caoutchouc, le plastique et les métaux, assemblés pour former un article, par exemple un joint d'étanchéité utilisé dans le domaine de l'automobile. L'invention porte sur un procédé de séparation de 10 matériaux assemblés ainsi que sur une installation pour mettre en uvre un tel procédé. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un procédé de séparation de matériaux assemblés formant un article, un premier desdits matériaux étant constitué de métal et étant plus lourd qu'un deuxième desdits matériaux, ledit deuxième matériau étant constitué de caoutchouc ou de plastique, ledit procédé comprenant une étape préalable de broyage ou déchiquetage desdits articles. Dans l'art antérieur, on connaît par exemple le document DE-A-2936856 qui décrit un procédé de séparation d'articles composites constitués de matière non métallique et de matière métallique non magnétique. Après broyage des articles et obtention de particules de matière non métallique ou de métal, les particules sont séparées, à l'aide d'un séparateur électrostatique, en une fraction granulée non métallique et une fraction granulée métallique. La présente invention a pour but de proposer un procédé de séparation permettant une meilleure séparation, en particulier en terme de pureté des produits obtenus après séparation, par rapport aux procédés de séparation décrits dans l'art antérieur, particulièrement dans le cas de matériaux adhérant l'un à l'autre, par exemple par l'intermédiaire d'un produit d'accrochage. A cette fin, le procédé de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend, à la suite de l'étape préalable de broyage ou déchiquetage, une voie principale de séparation comprenant une première étape de broyage-granulation suivie d'une première étape de séparation, ladite étape de séparation résultant en une partie lourde relativement riche en premier matériau et en une partie légère relativement riche en deuxième matériau, ainsi qu'au moins une première boucle de séparation fine et recyclage pour ladite partie lourde, et au moins une deuxième boucle de séparation fine et recyclage pour ladite partie légère, lesdites première et deuxième boucles de séparation fine et recyclage rejoignant l'une des étapes de la voie principale avant la première étape de séparation. L'invention présente l'avantage, par la mise en place de boucles de recyclage, de parfaire la séparation des matériaux assemblés. La voie principale de séparation peut comprendre en outre une deuxième étape de broyage-granulation réalisée à la suite de la première étape de broyage-granulation. De préférence, la première étape de séparation est 30 une étape de séparation densimétrique. Selon une version avantageuse de l'invention, chacune des première et deuxième boucles de séparation fine et recyclage comprend, à la suite de la première étape de séparation, une deuxième étape de séparation, par tamisage, conduisant à l'obtention d'une fraction hétérogène comprenant au moins deux matériaux assemblés, cette fraction hétérogène étant recyclée au niveau de la première ou de la deuxième étape de broyage- granulation. La première boucle de séparation fine et recyclage peut comprendre de manière avantageuse, à la suite de la deuxième étape de séparation, une troisième étape de séparation, de nature densimétrique, de la fraction hétérogène, la nouvelle fraction hétérogène issue de ladite troisième étape de séparation étant recyclée au niveau de la première étape ou de la deuxième étape de broyage-granulation. De manière avantageuse, le premier matériau peut être constitué d'aluminium et le deuxième matériau de caoutchouc, de préférence d'EPDM. EPDM désigne un élastomère composé d'un copolymère d'éthylène et de propylène et d'un diène. Préférentiellement, les premier et deuxième matériaux sont assemblés, pour former l'article, au moyen d'un produit d'accrochage. Selon un mode préféré de réalisation, la voie principale de séparation comprend en outre une étape de séparation magnétique après l'étape préalable de broyage ou déchiquetage et avant la première étape de séparation. Un autre objet de l'invention est une installation pour séparer des matériaux assemblés formant un article, un premier desdits matériaux étant constitué de métal et étant plus lourd qu'un deuxième desdits matériaux, ledit deuxième matériau étant constitué de caoutchouc ou de plastique, caractérisée en ce qu'elle comprend, dans l'ordre, au moins un broyeur ou déchiqueteur, au moins un premier granulateur, une première table de séparation densimétrique, qui sépare une partie lourde relativement riche en premier matériau et une partie légère relativement riche en deuxième matériau, et deux tamis recevant respectivement lesdites parties lourde et légère et étant placés sur deux voies de séparation fine et recyclage respectivement pour les parties lourde et légère, chacune de ces voies comprenant des moyens de convoyage entre la première table de séparation densimétrique et le premier granulateur ou un deuxième granulateur, ledit deuxième granulateur étant placé en aval du premier granulateur et en amont de la première table de séparation densimétrique. Selon une version avantageuse, l'installation comprend en outre une deuxième table de séparation densimétrique placée sur la voie de séparation fine et recyclage pour la partie lourde, à la suite du tamis. D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente un diagramme d'un mode de réalisation du procédé conforme à la présente invention; et la figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation de l'installation conforme à la présente invention. Le procédé selon l'invention comprend un certain nombre d'étapes au fur et à mesure desquelles les fractions obtenues et les granulés les constituant sont de plus en plus purs, c'est-à-dire tendent vers une teneur en un seul des matériaux de départ égale à 100%. La figure 1 montre les différentes étapes du procédé conforme à l'invention. Des articles comprenant du métal et du caoutchouc ou du plastique subissent une étape 1 préalable de broyage ou déchiquetage. Dans l'exemple présenté, les articles sont tout article manufacturé contenant un caoutchouc synthétique extrudé, alvéolé ou compact, renforcé par un insert métallique au moment de l'extrusion. L'insert est rendu totalement adhérent et solidaire du caoutchouc par un produit d'accrochage. Les articles peuvent ainsi comprendre comme métal de l'aluminium et/ou un ou plusieurs métaux ferromagnétiques tels que l'acier et le fer. Le caoutchouc est par exemple un EPDM, acronyme pour les terpolymères éthylène-propylène-diène. Le caoutchouc peut être remplacé par un plastique, constitué par exemple de polymères composites dont la souplesse et les qualités techniques sont semblables à l'EPDM une fois extrudé. Ensuite, les produits de l'étape 1 sont soumis à 30 au moins une étape de broyage-granulation. Selon un mode de réalisation préféré, deux étapes de broyage-granulation sont réalisées. Sur la figure 1, une première étape 2 de broyagegranulation et une deuxième étape 3 de broyage-granulation sont représentées. Par exemple, l'étape 1 résulte en des morceaux d'articles de dimension inférieure à 20 mm, de préférence à 15 mm. L'étape 2 et l'étape 3 donnent des granulés de diamètre inférieur respectivement à 10 mm et à 6 mm, de préférence à 7 mm et à 4 mm. Les granulés de diamètre inférieur à 6 mm, de préférence à 4 mm, sont alors soumis à une première étape 4 de séparation. Le critère de séparation choisi est de manière avantageuse la masse volumique des granulés. On opère de préférence une séparation densimétrique. Suite à cette étape 4, une partie légère et une partie lourde sont récupérées. Dans le cas d'une séparation densimétrique, la partie légère est la partie de plus faible masse volumique et la partie lourde est la partie de plus forte masse volumique. La partie légère est donc plus riche en caoutchouc que la partie lourde, qui est plus riche en aluminium. Ainsi, la partie légère contient des granulés relativement riches en caoutchouc, certains pouvant contenir un assemblage de caoutchouc et d'aluminium, et des granulés relativement riches en aluminium, certains pouvant contenir un assemblage de caoutchouc et d'aluminium. Les parties lourde et légère sont alors dirigées chacune vers une boucle de séparation fine et recyclage, qui consiste en au moins une deuxième étape de séparation qui est plus fine que celle de l'étape 4 et en un recyclage des fractions dont les granulés contiennent toujours, après passage par les différentes étapes de séparation, un assemblage d'aluminium et de caoutchouc, autrement dit des fractions hétérogènes. Ainsi, la partie légère subit, après l'étape 4, une deuxième étape 5 de séparation, de préférence par tamisage, pendant laquelle elle est scindée par vibrations en deux parties. Cette étape 5 permet d'isoler, par la sortie 6, une fraction contenant les granulés, plus petits, constitués de caoutchouc seul. Les granulés, plus gros, contenant encore de l'aluminium assemblé au caoutchouc, suivent, après l'étape 5, une voie 7 de recyclage vers l'étape 2 ou vers l'étape 3. On choisit, selon une version avantageuse, plutôt un recyclage au niveau de l'étape 2. La partie lourde issue de l'étape 4 subit également une deuxième étape 8 de séparation, de préférence par tamisage, pendant laquelle elle est scindée par vibrations en deux parties. Cette étape 8 permet d'isoler, par la sortie 9, une fraction contenant des petits granulés constitués d'aluminium seul, par exemple de diamètre inférieur à 3 mm et de préférence à 2 mm. Les autres granulés subissent une troisième étape 10 de séparation, de préférence densimétrique. Une sortie lla évacue de gros granulés constitués d'aluminium seul, par exemple de diamètre compris entre 3 et 6 mm, de préférence entre 2 et 4 mm. Une sortie lib évacue des granulés constitués de caoutchouc seul, qui sont plus gros et donc de masse volumique plus importante que les granulés, également constitués de caoutchouc seul, évacué en sortie 6. Des granulés contenant encore un assemblage d'aluminium et de caoutchouc suivent, après l'étape 10, une voie 12 de recyclage vers l'étape 2 ou vers l'étape 3. On choisit, selon une version avantageuse, plutôt un recyclage au niveau de la première étape 2 de broyage-granulation. Dans le cas où les articles contiennent au moins un métal ferromagnétique tel que le fer et l'acier, une étape de séparation magnétique doit être effectuée à la suite de l'étape 1 préalable de broyage ou déchiquetage. Ainsi, les morceaux d'articles obtenus suite à l'étape 1 sont soumis à une telle séparation afin d'en éliminer les parties ferriques et/ou les parties en acier, qui sont toutes deux indésirables dans les granulés d'aluminium qui sont récupérés en sorties 9 et ila du procédé selon l'invention et destinés, par exemple, à être recyclés par refonte. En effet, le recyclage de l'aluminium par refonte dans des poches de fusion ne tolère pas la présence d'acier ou de particules ferriques car cela compromet la coulée de l'aluminium pour le moulage de pièces ou la fabrication de tôles. On peut envisager de réaliser l'étape de séparation magnétique à la suite de l'étape 2 de broyage-granulation voire à la suite de l'étape 3 de broyage-granulation. Cependant, sa réalisation à la suite de l'étape 1 est plus aisée et moins perturbatrice. Une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est schématisée sur la figure 2. On soumet à cette installation en fonctionnement des joints d'étanchéité, utilisés par exemple dans le domaine automobile. Ces joints sont de différents types en fonction des matériaux assemblés qui les forment. Les assemblages peuvent comprendre un EPDM avec un renfort en acier, classiquement inoxydable, un EPDM avec un feuillard en acier ou un EPDM avec un renfort en aluminium. On peut aussi trouver des joints constitués d'EPDM seul. L'EPDM, compact ou expansé, avec un renfort, quel qu'il soit, est accroché au métal par un liant collant. Les deux textures compact et expansé peuvent être couplées sur le même joint lors de l'extrusion de la pièce. Les joints peuvent en outre comprendre des parties ferriques, collées à l'EPDM. Un broyeur 13, qui peut être remplacé par un déchiqueteur, reçoit les articles formés de matériaux assemblés et fournit des morceaux de ces articles de dimension inférieure à 20 mm, de préférence à 15 mm. Un tapis convoyeur 14 transporte ces morceaux vers un séparateur magnétique 15 dont la fonction est de séparer les parties métalliques ferromagnétiques, soit les parties ferriques et celles en acier, des autres matériaux. Lesdites parties sont mises de côté. Les autres matériaux empruntent un tapis convoyeur 16. De manière avantageuse, une trémie de régulation 17 et un tapis convoyeur 18 font partie de l'installation, comme illustré sur la figure 2. Le flux des morceaux issus du broyeur 13 puis du séparateur magnétique 15 est ainsi régulé en amont de l'installation, ce qui permet son fonctionnement optimal. La trémie de régulation 17 assure à la fois un stockage intermédiaire des articles broyés à l'étape 1 et une régulation du flux vers l'aval de la chaîne de séparation en alimentant celle-ci de façon régulière. Un premier granulateur 19 permet un deuxième broyage des morceaux d'articles et la sélection, par l'intermédiaire de la grille du granulateur, des granulés obtenus. De préférence, on choisit de sélectionner les granulés de diamètre inférieur à 10 mm, ou encore à 7 mm. Un tapis convoyeur 20 amène ces granulés à un deuxième granulateur 21. Ce deuxième granulateur 21 permet un troisième broyage, plus fin que le précédent, et la sélection des nouveaux granulés, de préférence de diamètre inférieur à 6 mm, ou plus préférentiellement à 4 mm. Un convoyeur à vis 22 amène ces derniers granulés à une table de séparation densimétrique 23 qui sépare une partie légère, dirigée vers un convoyeur à vis 24, d'une partie lourde, soumise à un tamis 28 pour un second tri sélectif. Le convoyeur à vis 24 mène la partie légère à un tamis 25 pour un second tri sélectif. La sortie 26 évacue les granulés de caoutchouc seul de la partie légère alors que les granulés hétérogènes de cette partie légère sont recyclés par un convoyeur à vis 27 vers le premier granulateur 19. La sortie 29 faisant suite au tamis 28 évacue des granulés d'aluminium seul, qui sont de préférence de diamètre inférieur à 3 mm voire, plus préférentiellement, à 2 mm. Les granulés hétérogènes de cette partie lourde sont conduits, via un convoyeur à vis 30, vers une table de séparation densimétrique 31. Deux types de granulés peuvent alors être récupérés et évacués par les sorties 32a et 32b: respectivement, les granulés d'aluminium seul de diamètre compris entre 3 et 6 mm, de préférence entre 2 et 4 mm, et les granulés de caoutchouc seul de la partie lourde. En sortie de la table de séparation densimétrique, de nouveaux granulés hétérogènes de la partie lourde sont aussi séparés. Ils sont recyclés, via le convoyeur à vis 33, vers le premier granulateur 19. Ainsi, de façon très avantageuse par rapport aux procédés de l'art antérieur, le procédé et l'installation selon l'invention permettent de récupérer, aux sorties 9 (ou 29) et lla (ou 32a), au moins 95% de l'aluminium contenu dans les articles de départ. Or, à titre de comparaison, une chaîne classique de broyage de câbles, qui sert aujourd'hui à la séparation EPDM-aluminium, ne permet de récupérer que 60% de l'aluminium. Grâce à l'invention, au moins 95%, et préférentiellement au moins 97%, de l'aluminium des joints d'étanchéité automobile peut être réutilisé en ce qu'il est correctement séparé des matériaux avec lequel il était préalablement assemblé, de préférence par collage. De même, le caoutchouc qui entre dans la composition des mêmes joints est récupéré et recyclable, ce qui n'est pas possible à l'heure actuelle avec la séparation EPDM-aluminium par pyrolyse. 12 REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation de matériaux assemblés formant un article, un premier desdits matériaux étant constitué de métal et étant plus lourd qu'un deuxième desdits matériaux, ledit deuxième matériau étant constitué de caoutchouc ou de plastique, ledit procédé comprenant une étape (1) préalable de broyage ou déchiquetage desdits articles, et étant caractérisé en ce qu'il comprend à la suite de ladite étape (1) préalable de broyage ou déchiquetage, une voie principale de séparation comprenant une première étape (2) de broyage- granulation suivie d'une première étape (4) de séparation, ladite étape (4) de séparation résultant en une partie lourde relativement riche en premier matériau et en une partie légère relativement riche en deuxième matériau, ainsi qu'au moins une première boucle de séparation fine et recyclage pour ladite partie lourde, et au moins une deuxième boucle de séparation fine et recyclage pour ladite partie légère, lesdites première et deuxième boucles de séparation 25 fine et recyclage rejoignant l'une des étapes de la voie principale avant la première étape (4) de séparation. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la voie principale de séparation comprend en outre une deuxième étape (3) de broyagegranulation réalisée à la 30 suite de la première étape (2) de broyagegranulation. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première étape (4) de séparation est une étape de séparation densimétrique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chacune des première et deuxième boucles de séparation fine et recyclage comprend, à la suite de la première étape (4) de séparation, une deuxième étape (5, 8) de séparation, par tamisage, conduisant à l'obtention d'une fraction hétérogène comprenant au moins deux matériaux assemblés, cette fraction hétérogène étant recyclée au niveau de la première étape (2) ou de la deuxième étape (3) de broyage-granulation. 5.Procédé selon la revendication 4, dans lequel la première boucle de séparation fine et recyclage comprend, à la suite de la deuxième étape (8) de séparation, une troisième étape (10) de séparation, de nature densimétrique, de la fraction hétérogène, la nouvelle fraction hétérogène issue de ladite troisième étape (10) de séparation étant recyclée au niveau de la première étape (2) ou de la deuxième étape (3) de broyagegranulation. 6.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier matériau est constitué d'aluminium et le deuxième matériau est constitué de caoutchouc, de préférence d'EPDM. 7.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les premier et deuxième matériaux sont assemblés, pour former l'article, au moyen 30 d'un produit d'accrochage. 8.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la voie principale de séparation comprend en outre une étape de séparation magnétique après l'étape déchiquetage et séparation. 9.Installation pour(1) préalable de broyage ou première étape (4) de séparer des matériaux la avant assemblés formant un article, un premier desdits matériaux étant constitué de métal et étant plus lourd qu'un deuxième desdits matériaux, ledit deuxième matériau étant constitué de caoutchouc ou de plastique, caractérisée en ce qu'elle comprend, dans l'ordre, au moins un broyeur ou déchiqueteur (13), au moins un premier granulateur (19), une première table de séparation densimétrique (23), qui sépare une partie lourde relativement riche en premier matériau et une partie légère relativement riche en deuxième matériau, et deux tamis (25, 28) recevant respectivement lesdites parties lourde et légère et étant placés sur deux voies de séparation fine et recyclage respectivement pour les parties lourde et légère, chacune de ces voies comprenant des moyens de convoyage (27, 33) entre la première table de séparation densimétrique et le premier granulateur (19) ou un deuxième granulateur (21), ledit deuxième granulateur (21) étant placé en aval du premier granulateur (19) et en amont de la première table de séparation densimétrique (23). 10.Installation selon la revendication 9, comprenant en outre une deuxième table de séparation densimétrique (31) placée sur la voie de séparation fine et recyclage pour la partie lourde, à la suite du tamis (28).