Brevet FR3083995A1 — publié le 20200124

,3301-0brdocx La présente invention concerne le domaine du recyclage, et concerne plus particulièrement le domaine du traitement du mâchefer d'incinération d'ordures ménagères. Le mâchefer d'incinération d'ordures ménagères (appelé MIOM en abrégé) subit habituellement un traitement comprenant une extraction des métaux et un retrait des matériaux imbrulés et/ou instables (bois, plastique et papier notamment) pour constituer une grave de mâchefer. La grave de mâchefer alors essentiellement constituée d'éléments minéraux et stables peut ensuite être réutilisée en technique routière en tant que sous-couche de voirie, remblais ou soubassement de chape. Les métaux extraits sont revendus pour recyclage en fonderie. De façon connue, on extrait les métaux non ferreux à l'aide d'un séparateur à courants de Foucault après avoir extrait les métaux ferreux à l'aide d'un séparateur magnétique. Ces postes de traitement fonctionnent en général mieux lorsque le MIOM traité présente une granulométrie assez homogène, de sorte qu'il est généralement effectué, à partir du MIOM brut (après passage à l'incinérateur), une séparation en plusieurs fractions par calibrage (ou tamisage) dans un scalpeur ou dans un crible. Certains éléments constitutifs du MIOM brut ont cependant une taille zo rendant impossible leur traitement. Ces éléments sont alors mis de côté lors de la séparation par calibrage, et constituent le « refus » qui devra ensuite être mis en décharge pour enfouissement. L'enfouissement est toutefois onéreux, de sorte qu'il importe d'avoir le minimum de refus. Et ne pas traiter les plus gros éléments constitutifs du MIOM constitue une perte, car les matériaux valorisables qu'ils 25 renferment (métaux ferreux et non ferreux notamment) ne peuvent alors pas être récupérés et revendus pour recyclage (à une fonderie par exemple). Pour résoudre ce problème, les constitutifs du MIOM brut présentant une trop grande taille sont habituellement repassés dans le four incinérateur afin d'en réduire la taille, et ce jusqu'à ce que leur taille permette un traitement. Une telle 30 méthode présente cependant l'inconvénient d'induire des pertes énergétiques élevées dues aux passages répétés au four de l'incinérateur. Une autre solution a consisté en un tri manuel du MIOM brut en amont du broyeur ou concasseur. Mais cela augmente trop fortement le coût de main d'oeuvre. 35 Un problème proposé par la présente invention est de diminuer les refus tout en réduisant les coûts de l'exploitant de l'incinérateur. 7330FUL?.du, 2 L'idée qui est à la base de la présente invention est de broyer le MIOM brut pour diminuer la taille de ses éléments constitutifs. Les éléments constitutifs du MIOM sont cependant de nature très (trop) hétérogène, de sorte que l'homme du métier est a priori dissuadé d'envisager une telle solution, car le passage de tels 5 éléments hétérogènes dans un broyeur ou concasseur habituel entraîne rapidement une défaillance du broyeur, voire une casse de celui-ci, notamment lorsque des aciers inoxydables ou des éléments métalliques de taille importante et/ou de grande résistance mécanique sont présents. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention propose un 10 procédé de traitement du mâchefer d'incinération d'ordures ménagères pour l'élaboration d'une grave de mâchefer ; selon l'invention, le mâchefer brut est introduit dans un concasseur à projection comprenant des battoirs et au moins un écran de choc. Dans un tel concasseur à projection (parfois appelé concasseur à 15 percussion), le MIOM est projeté par les battoirs vers un ou plusieurs écrans de choc qu'il percute en se fragmentant. Un tel concasseur s'avère être étonnamment robuste et efficace pour traiter le MIOM brut dont les matériaux constitutifs sont très hétérogènes. Les essais menés avec d'autres types de concasseur ont conduit à des casses prématurées et parfois graves du concasseur, notamment en cas de présence d'aciers inoxydables ou d'éléments métalliques de taille importante et/ou de grande résistance mécanique, ce qui rendait toute tentative de concassage non viable économiquement. Avantageusement, les battoirs du concasseur peuvent être montés sur un rotor entraîné en rotation autour d'une direction horizontale. Un tel rotor s'est avéré moins sujet à l'usure. De préférence, lorsque le concasseur à projection est à l'arrêt, l'écran de choc le plus proche des battoirs peut être disposé en une position de repos dans laquelle il est distant des battoirs selon une première distance comprise entre 55 mm et 75 mm. Une telle distance s'est avérée être un bon compromis pour simultanément : - limiter efficacement les risques de blocage violent du rotor par des éléments constitutifs du MIOM ; - fragmenter suffisamment le MIOM pour un rendement satisfaisant lors de son traitement ultérieur par extraction des matériaux valorisables. 731017DFP Jou. 3 Avantageusement, on peut prévoir que : - l'écran de choc le plus proche des battoirs est déplaçable à l'écart de sa position de repos vers au moins une position de recul dans laquelle l'écran de choc est distant des battoirs selon une deuxième distance supérieure à la première 5 distance, - des moyens de rappel sollicitent en permanence élastiquement ledit écran de choc vers sa position de repos. Une telle mobilité de l'écran de choc permet de limiter encore plus efficacement les risques de blocage violent du rotor par des éléments constitutifs lo du MIOM. De préférence, la deuxième distance peut être au maximum supérieure de 8 mm à 12 mm à la première distance. Avantageusement, le concasseur peut projeter le mâchefer sur ledit au moins un écran de choc à une vitesse comprise entre 15 m/s et 40 m/s. 15 De préférence, pour limiter encore la quantité des refus, on peut prévoir que : - le mâchefer en sortie du concasseur est introduit dans des moyens de séparation par calibrage qui séparent le mâchefer en au moins deux fractions calibrées de mâchefer de 0 mm à Z mm et supérieur ou égal à Z mm, 20 - en sortie des moyens de séparation par calibrage, la fraction calibrée de mâchefer supérieure ou égal à Z mm est réintroduite au moins une fois dans le concasseur. Au sens de la présente invention, une « fraction calibrée de mâchefer de O mm à Z mm » désigne une population d'éléments de mâchefer passés à travers 25 un crible (ou tamis) à mailles ayant une section carrée avec une longueur de côté égale à Z mm ou ayant une section circulaire de diamètre égal à Z mm. De façon similaire, une « fraction calibrée de mâchefer supérieur ou égal à Z mm » désigne une population d'éléments de mâchefer qui ne sont pas passés à travers un crible (ou tamis) à mailles ayant une section carrée avec une longueur 30 de côté égale à Z mm ou ayant une section circulaire de diamètre égal à Z mm. Avantageusement, après l'opération de séparation par calibrage, on peut soumettre la fraction calibrée de mâchefer supérieur ou égal à Z mm à un passage dans un flux forcé d'air. Un passage dans un flux forcé d'air permet d'extraire les imbrûlés légers, tels que les bois, plastiques et papiers, qui sont instables dans le 35 temps et dégradent l'aspect visuel de la grave de mâchefer. La grave de mâchefer finalement obtenue sera ainsi plus facilement réutilisable en technique routière. 731,0trnt.P.±r, 4 De préférence, après l'opération de séparation par calibrage, on peut soumettre les fractions calibrées de mâchefer, à l'exception de la fraction calibrée de granulométrie la plus faible, à un passage dans un flux forcé d'air. La fraction calibrée de granulométrie la plus faible contient du MIOM présentant une 5 granulométrie allant de 0 mm à une taille prédéterminée de quelques millimètres (avantageusement 3 à 10 mm par exemple). Il n'est effectué aucun soufflage sur cette fraction calibrée de granulométrie la plus faible, et ce afin de ne pas polluer inutilement l'air ambiant : souffler sur cette fraction de MIOM ne ferait que la disperser dans l'atmosphère extérieure, 10 Avantageusement, la ou les fractions calibrées de mâchefer qui sont soumises à un passage dans un flux forcé d'air subissent pour ce faire une chute verticale pendant laquelle elles sont soumises à un flux forcé d'air transversal à leur chute. La séparation des imbrûlés légers, tels que les bois, plastiques et papiers, est ainsi efficacement effectuée par des moyens simples et peu onéreux. 15 De préférence, on peut prévoir que : - la fraction calibrée de granulométrie la plus faible est introduite dans la grave de mâchefer, sans effectuer d'extraction des métaux non ferreux, et de préférence sans effectuer non plus d'extraction des métaux ferreux, - les autres fractions calibrées de mâchefer sont traitées par extraction des métaux 20 ferreux au moyen d'un séparateur magnétique et par extraction des métaux non-ferreux au moyen d'un séparateur à courants de Foucault, puis le mâchefer restant est introduit dans la grave de mâchefer. On s'est aperçu que les particules de métaux non ferreux de la fraction calibrée la plus faible sont généralement peu sensibles aux courants de Foucault. 25 Par ailleurs, cette fraction calibrée de plus faible dimension représente la plus grande partie du volume de MIOM à traiter. Ainsi, introduire la fraction calibrée de granulométrie la plus faible dans la grave de mâchefer, sans effectuer d'extraction des métaux non ferreux, induit certes une légère perte (les métaux non ferreux qui y sont contenus ne sont pas extraits pour revente), mais cette perte est largement 30 compensée par l'accroissement considérable de la vitesse de traitement. Avantageusement, on peut prévoir que : - les moyens de séparation par calibrage séparent le mâchefer en quatre fractions calibrées de mâchefer de 0 mm à X mm, de X mm à Y mm avec X REVENDICATIONS1 - Procédé de traitement du mâchefer d'incinération d'ordures ménagères (MIOM) pour l'élaboration d'une grave de mâchefer (GM), caractérisé en ce que le mâchefer brut est introduit dans un concasseur (3) à projection comprenant des battoirs (14a-14c) et au moins un écran de choc (15, 16). 2 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel les battoirs (14a-14c) du concasseur (3) sont montés sur un rotor (17) entraîné en rotation autour d'une direction horizontale (1-1). 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel, lorsque le concasseur (3) à projection est à l'arrêt, l'écran de choc (16) le plus proche des battoirs (14a - 14c) est disposé en une position de repos dans laquelle il est distant des battoirs (14a-14c) selon une première distance (D16) comprise entre 55 mm et 75 mm. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel : - l'écran de choc (16) le plus proche des battoirs (14a-14c) est déplaçable à l'écart de sa position de repos vers au moins une position de recul dans laquelle l'écran de choc (16) est distant des battoirs (14a-14c) selon une deuxième distance supérieure à la première distance (D16), - des moyens de rappel (19b) sollicitent en permanence élastiquement ledit écran de choc (16) vers sa position de repos. 5 - Procédé selon la revendication 4, dans lequel la deuxième distance est au maximum supérieure de 8 mm à 12 mm à la première distance (D16). 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le concasseur (3) projette le mâchefer sur ledit au moins un écran de choc (16) à une vitesse comprise entre 15 m/s et 40 m/s. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel : - le mâchefer en sortie du concasseur (3) est introduit dans des moyens de séparation par calibrage (12) qui séparent le mâchefer en au moins deux fractions calibrées de mâchefer de 0 mm à Z mm et supérieur ou égal à Z mm, - en sortie des moyens de séparation par calibrage (12), la fraction calibrée de mâchefer supérieur ou égal à Z mm est réintroduite au moins une fois dans le concasseur (3). 8 - Procédé selon la revendication 7, dans lequel après l'opération de séparation par calibrage, on soumet la fraction calibrée de mâchefer supérieur ou égal à Z mm à un passage dans un flux forcé d'air (25). 7310FDP.P.do,x 14 9 - Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel après l'opération de séparation par calibrage, on soumet les fractions calibrées de mâchefer, à l'exception de la fraction calibrée de granulométrie la plus faible, à un passage dans un flux forcé d'air (25). 5 10 - Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel la ou les fractions calibrées de mâchefer qui sont soumises à un passage dans un flux forcé d'air (25) subissent pour ce faire une chute verticale (24) pendant laquelle elles sont soumises à un flux forcé d'air (25) transversal à leur chute. 11 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans 10 lequel : - la fraction calibrée de granulométrie la plus faible est introduite dans la grave de mâchefer (GM), sans effectuer d'extraction des métaux non ferreux (MNF), et de préférence sans effectuer non plus d'extraction des métaux ferreux (MF), - les autres fractions calibrées de mâchefer sont traitées par extraction des métaux 15 ferreux (MF) au moyen d'un séparateur magnétique et par extraction des métaux non-ferreux (MNF) au moyen d'un séparateur à courants de Foucault, puis le mâchefer restant est introduit dans la grave de mâchefer (GM). 12 - Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, dans lequel : - les moyens de séparation par calibrage (12) séparent le mâchefer en quatre 20 fractions calibrées de mâchefer de 0 mm à X mm, de X mm à Y mm avec X 13 - Installation mobile (1) pour la mise en oeuvre d'un procédé selon la revendication 12, comprenant : - un premier châssis autonome mobile (CAM4), portant : - un concasseur (3) à projection, - une première machine de calibrage (4), traitant le mâchefer en sortie du 30 concasseur (3) à projection, et effectuant une séparation en fractions calibrées de mâchefer de 0 mm à Y mm, de Y mm à Z mm, et supérieur ou égal à Z mm, - un deuxième châssis autonome mobile (CAM5), portant une deuxième machine de calibrage (5), traitant la fraction calibrée de mâchefer de 0 mm à Y mm issue de 35 la première machine de calibrage (4), et effectuant une séparation en fractions calibrées de mâchefer de 0 mm à X mm et de X mm à Y mm.