FR 2135028 A1 19721215 FR 7111520 A 19710401 71 11520 1 il 35028 La présente invention concerne une composition vitrifiable permettant l'élaboration de verres de nature diverse, tels que des verres sodo-calciques, boro-silicàtés, alumino-silicatés. Cette invention vise aussi le procédé permettant de fabriquer la compo-5 sition considérée et l'installation pour l'exécution de ce procédé en vue de fabriquer ladite composition. De nombreuses recherches ont été menées jusqu'à présent en vue d'améliorer la fusion des mélanges vitrifiables servant à l'élaboration du verre. Ces recherches ont notamment porté sur s 10 - la composition du mélange vitrifiable, celle-ci pouvant en particulier comprendre divers adjuvants tels que : laitier de hauts-fourneaux, lessives alcalines dans lesquelles peut être en outre dissoute de l'alumine ; - la présentation physique du mélange vitrifiable, sous forme 15 notamment de briquettes, de pastilles ou de granules. Il est connu que la présentation physique de la composition vitrifiable sous forme d'éléments agglomérés, tels que briquettes ou granules, permet d'augmenter notablement la vitesse de fusion du mélange vitrifiable. 20 Pour assurer le briquettage ou la granulation d'une composi tion vitrifiable, il est connu d'utiliser diverses méthodes telles que boudinage suivi d'un tronçonnage, pressage ou compactage. Toutefois, ces méthodes ne peuvent convenir pratiquement si elles sont directement appliquées à un mélange vitrifiable de granulo-25 métrie usuelle, car il en résulte une usure excessive du matériel de fabrication. De plus la durée de préparation n'est pas négligeable et en cas de production à grand débit, il faut un matériel de préparation trop important et coûteux. On a également proposé pour remédier à cet inconvénient, 30 d'utiliser comme appareils de granulation le tambour tournant ou la sole granulatrice. L'expérience montre toutefois que ceux-ci ne peuvent être pratiquement utilisés avec des compositions vitrifiables usuelles dont la granulemétrie est peu fine et s'étend sur une large gamme (de 0,1 à 2 mm environ). Il en résulte un mauvais 35 rendement de la sole granulatrice ce qui nécessite ie recyclage des produits, complique les circuits et augmente le prix de revient de manière prohibitive. Le recours à la sole granulatrice est donc exclu en fabrication industrielle, si l'on ne peut être assuré que le rendement de celle-ci est pratiquement égal à 100$. 2,0 Pour remédier à ces limitations, on a prévu d'effectuer un 71 11520 2 1135028 broyage préalable du mélange vitrifiable avant son élaboration en éléments indépendants. Ce broyage peut être effectué de deux manières distinctes ; a) par broyage séparé de chacune des matières premières. Selon 5 un procédé précédemment proposé, les constituants et notamment les matières les plus difficilement fusibles, telles que la silice, sont broyés à une finesse telle que plus de 50$ de ceux-ci aient une dimension inférieure à 20 microns. Cette condition se traduit par des traitements très onéreux, et par de nombreuses servitudes 10 (analyses granulométriques multiples et fréquentes, nécessité d'un haut degré de pureté, d'absence de fer - ce dernier pouvant être introduit par les boulets de broyage - risques de volatilisation, difficultés de transport et de mélange). L'expérience a de plus montré que si les particules ont la finesse ci-dessus visée, la 15 vitesse de fusion diminue, de manière paradoxale, sans doute à cause d'un frittage superficiel de la composition dans le bain, s'opposant au dégagement des gaz. Pour toutes ces raisons, un tel procédé n'a pas reçu d'application pratique. b) par broyage de l'ensemble du mélange vitrifiable. Ce broyage 20 simultané des constituants du mélange, par exemple au moyen d'un broyeur à boulets, est suivi selon une technique connue, par une granulation au tambour tournant. On a également proposé d'utiliser, comme indiqué plus haut, la sole granulatrice pour assurer la formation des granules. Si l'usage de cet appareil est classique en 25 cimenterie, il n'en est pas de même, dans 1'industrie.verrière, car l'expérience a montré qu'il était difficile d'obtenir un rendement très élevé de l'appareil. Ainsi avec un mélangé vitrifiable dont plus de 50$ des constituants auraient une dimension inférieure à 20 microns, le rendement de la granulation à la sole granulatrice 30 serait inférieur à $0$, ce qui nécessiterait un recyclage des produits et limiterait le rendement horaire de la fabrication. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et limitations. Suivant l'invention, la composition vitrifiable constituée 55 par un mélange broyé de produits tels que sable, calcaire, dolomie, carbonates et autres produits vitrifiables est caractérisée en ce qu'un échantillon élémentaire de ladite composition répond aux conditions de finesse suivantes î - sa; surface spécifique est sensiblement comprise entre 1500 et 40 7500 cm2/g et de préférence entre 2Ô00 et 6000 cm2/g ; 71 11520 3 2.135028 - la répartition granulométrique de ses constituants est telle que le refus au tamis à mailles de 150 microns soit sensiblement compris entre 0 et 35$ et de préférence entre 0,5 et 12$. L'expérience a, en effet, montré que ces conditions, lors-5 qu'elles étaient vérifiées conjointement, permettaient d'augmenter de façon remarquable la vitesse de fusion de la composition. La référence au tamis à mailles de 150 microns tient au fait que ce tamis est communément employé pour caractériser la granulométrie d'un mélange. 10 De préférence, la composition est présentée sous forme granu lée grâce à l'incorporation d'un liant, formé au moins en partie par les oxydes entrant dans la composition du verre, qui confère la solidité mécanique désirable et évite la formation de poussières. Ce liant peut être constitué de façon en elle-même connue par 15 du silicate de sodium ou par une lessive alcaline de soude ou de potasse. A l'intérieur de la fourchette préférée (2Ô00-6000 cm2/g et refus au tamis de 150 microns compris entre 0,5 et 12$), l'expérience a montré ce résultat inattendu, que même dans des conditions 20 industrielles habituelles (c'est-à-dire sans contrôle sévère des conditions opératoires), le rendement de la granulation avec l'appareil appelé sole granulatrice s'établissait au voisinage immédiat de 100$. La corrélation inattendue des conditions de finesse de la composition vitrifiable pour l'augmentation de la vitesse de 25 fusion et du. rendement sensiblement unitaire de la granulation à la sole granulatrice dans des conditions industrielles, constitue l'une des découvertes qui est à la base de la présente invention. L'expérience a encore montré que même à l'extérieur de la fourchette préférée ci-dessus définie, il était également possible 30 d'effectuer une granulation à la sole granulatrice, en laboratoire et sous Tin faible débit, avec un rendement convenable pourvu que l'on contrôle la granulation avec un soin particulier. Selon une réalisation préférée de l'invention, pour la fabrication d'un verre sodo-calcique avec un liant constitué par du 35 silicate de sodium ou de la chaux éteinte, la composition répond aux caractéristiques suivantes après broyage et avant granulation : 71 11520 1135028 Valeurs extrêmes Valeurs, préférées - Surface spécifique 1500-7500 cm2/g 3500-6000 cm2/g Répartition granulométrique : - Refus à 315 microns 0-3$ 0-1$ 5 - Refus à 150 microns 0-35$ 0,5- 5$ - Refus à 100 microns 3 - 60 $ 10 - 25 $ - Refus à 60 microns 15 - 75 $ 20 - 50 $ Toujours dans le cas d'un verre sodo-calcique, on peut utiliser comme liant une lessive alcaline (de soude ou de potasse), 10 remplaçant 25 à 50$ au maximum du total des corps alcalins et dans ce cas, la composition doit avantageusement répondre aux caractéristiques préférentielles suivantes, après broyage mais avant granulation : - Surface spécifique de 2800 à 6000 cm2/g 15 - Refus à 315 microns 0 à 3$ - Refus à 150 microns 0,5 à 12$ - Refus à 100 microns 10 à 30$ " . Ces caractéristiques préférées, énoncées pour chacun des liants précités,permettent d'obtenir un rendement de granulation 20 sensiblement égal à 100$. En ce qui concerne la répartition granulométrique, l'expérience a montré que le refus à 150 microns était la caractéristique la plus critique. Selon une autre caractéristique préférée, la répartition gra-25 nulométrique est telle que le pourcentage de particules ayant des dimensions inférieures à 20 microns est au plus égal à 30$. Un troisième facteur à prendre en considération, à titre préféré, est l'homogénéité de la composition vitrifiable granulée. Cette homogénéité est pour chaque granule, sensiblement comprise 30 entre + 1,5$. Le respect de ce facteur d'homogénéité se traduit par le fait qu'on retrouve dans chaque granule (dont le diamètre est avantageusement compris entre 8 et 12 mm et le poids de 0,5 à 1 g), la composition globale du mélange vitrifiable à + 1,5$ près. 35 L'expérience a montré que l'invention permettait d'obtenir avec des compositions vitrifiables du genre précité les avantages techniques suivants î a) Une augmentation surprenante de la vitesse de fusion, de 85 à 110$, suivant la finesse du mélange vitrifiable broyé, dans les 40 limites compatibles de la granulation par rapport à l'utilisation 71 11520 5 Ï135028 de compositions non broyées et non granulées. En se référant aux mêmes compositions non broyées et non granulées, les procédés connus faisaient état d'une augmentation possible de la vitesse de fusion de 30 à 60$ seulement. 5 b) Pour une surface spécifique donnée du mélange vitrifiable broyé, un taux moindre d'usure des boulets et des armatures du broyeur, ainsi qu'une consommation d'énergie plus faible que si l'on broyait séparément chacun des constituants. c) Une excellente résistance mécanique des granules entraînant 10 la suppression des poussières au cours des manutentions. d) Dans le cas où la composition est granulée avec un liant, le fait que les conditions spécifiées permettent d'obtenir, dans le cas d'une granulation à la sole granulatrice, un rendement égal à 100$, ce qui influe considérablement sur l'intérêt économique du 15 procédé. L'invention met ainsi à profit la corrélation fortuite entre les conditions de finesse et de répartition granulométrique optimales pour la fusion du mélange d'une part et pour sa granulation d'autre part. L'ensemble de ces avantages permet, pour les verres sodo-20 calciques usuels, dans les conditions de fabrication actuelles, de doubler la tirée des fours, ou à tirée égale, de fabriquer le3 verres en les portant à des températures plus basses, ce qui entraine une consommation d'énergie moindre ainsi qu'un allongement de la durée de vie des fours. Pour les verres peu fusibles, tels 25 les alumino-silicates, il suffit d'atteindre une température de fusion comparable à celle des verres sodo-calciques dans les conditions actuelles. On va maintenant détailler à titre d'exemples non limitatifs certains modes de réalisation particuliers de l'invention. 30 L'invention s'applique en premier lieu aux verres sodo- calciques qui représentent 90$ environ de la production verrière mondiale. Ces verres ont pour constituants principaux la silice, les oxydes alcalins et alcalino-terreux, l'alumine et répondent sensiblement aux proportions suivantes : 35 Si02 66 à 75 $ Oxydes alcalins (Na20, K20) 8 à 18 % Oxydes alcalino-terreux (CaO, MgO, BaO) 6 à 15 $ 40 Alumine 0,5 à 3,5 $ 71 11520 6 ZI 35028 Avec ces mélanges, les liants utilisables sont : - la soude et la potasse sous forme de lessives, représentant de 20 à 40$ du total des oxydes alcalins contenus dans le verre. - le silicate de sodium (Si03Na2) représentant de 5 à 20$ du 5 total des oxydes alcalins contenus dans le verre. - la chaux éteinte Ca(0H)2 représentant de 50 à 100$ du total de l'oxyde de calcium contenu dans le verre. L'utilisation du silicate de sodium ou de la chaux éteinte comme liant ne change pas, comme il a été indiqué, les caractéris- 10 tiques de finesse du mélange vitrifiable broyé, lorsqu'on veut obtenir un rendement de granulation de 100$ environ. Par contre l'utilisation de lessives alcalines pour une granulométrie comparable facilite la granulation et permet d'augmenter la Vitesse de fusion. 15 EXEMPLE 1.- Pour obtenir 1000 g d'un verre à glace dont les différents constituants en poids d'oxydes, en pourcentage, sont les suivants j Si02 70,70 A1203 0,65 20 Na2°) 14,65 k2° CaO 9,85 MgO 3,95 S03 0,20 25 on part de la composition suivante i Sable 678,50 g Calcaire 63,71 g Dolomie 197,48 g Feldspath 20,70 g 30 C03Na2 203,50 g S04Na2 21,26 g Si03Na2 (liant) 30,60 g Cette composition est préparée pour répondre aux conditions de finesse suivantes, après broyage et homogénéisation mais avant 35 granulation : Surface spécifique : 4300 cm2/g Refus à 315 microns : 0 $ Refus à 150 microns : 1,5 $ Refus à 100 microns : 12,5 $ 40 L'homogénéité des granules est établie à + 1,2$. 71 11S20 7 2135028 La résistance des granules après séchage dans un courant d'air à 50°C est de 8 kg. Si on compare, par la méthode de A. et F. PONS décrite dans la communication 56 du 7ème Congrès International de Verre (Bruxelles 5 1965), la vitesse de fusion du mélange vitrifiable préparé suivant l'invention à celle du même mélange non broyé et non granulé, on constate une amélioration de 85$. Si on porte, au moyen d'un'broyage plus fin, la finesse à une valeur telle que la surface spécifique soit égale à 58OO cm /g, on 10 obtient une augmentation de la vitesse de fusion de 110$ par rapport au même mélange non broyé et non granulé. Toutefois, au-delà d'une certaine finesse le temps de broyage devient trop important et ne compense plus l'avantage résultant d'une vitesse de fusion plus grande. 15 Conjointement l'expérience a montré que les mélanges ci-dessus conformes à l'invention permettaient d'obtenir à la sole granulatrice un rendement de granulation (défini par le rapport de la quantité de granules sortant à la quantité de matière pulvérulente introduite) égal à 100$. 20 Les granules suivant l'invention présentent une résistance remarquable à l'abrasion, comme l'ont montré les essais comparatifs suivants : On a réalisé des granules correspondant à des mélanges vitri-fiables d'une part et à des crus de cimenterie d'autre part ayant 25 la même surface spécifique. Ces granules ont été introduits dans un tambour de 100 mm de diamètre et de 225 mm de longueur dont la surface extérieure est constituée par un tamis de maille égale à 1,2 mm et qui tourne à 1 tour/minute. La résistance à l'abrasion comparée exprimée en $de matière 30 sortant du tambour par les mailles du tamis s'établit ainsi : Nombre de tours Granules de verrerie Granules de cimenterie 25 0,003 0,3 50 0,005 0,6 75 0,009 1,0 35 100 0,011 2,5 La mesure de l'homogénéité au niveau des granules peut être faite au moyen d'un calcimètre, dans lequel on envoie la matière d'un granule préalablement broyé, ce calcimètre ayant été étalonné en fonction de l'analyse chimique complète de la composition vitri-40 fiable. A titre indicatif, le taux d'homogénéité de + 1,5$ spécifié 71 11520 s 2,135028 par l'invention pour la composition de chaque granule doit être comparé au taux de + 3% relevé sur les échantillons de 100 g des mélanges vitrifiables usuels. EXEMPLE 2.- 5 Pour obtenir 1000 g d'un verre à bouteilles résistant à la pression et dont les différents constituants, en poids d'oxydes, en pourcentage, sont les suivants s Si02 70,05 A1203 2,54 10 TiOg 0,19 Fe203 0,08 CaO 9,28 MgO .1,57 Na90) 15 K20 i ",19 30, 0,30 on part de la composition ci-après s 20 Sable 625 g Feldspath 140 g Calcaire 138 g Dolomie 42 g Carbonate de sodium 203 g Sulfate de sodium 16 g Silicate de 2j sodium (liant) 30,4 g Après broyage et homogénéisation mais avant granulation, cette composition répond aux conditions de finesse suivantes i o Surface spécifique 3600 cm /g Répartition granulométrique : 2Q Refus à 315 microns 0,5 % Refus à 150 microns 2 % Refus à 100 microns 13 % Homogénéité + 1,5$ EXEMPLE 3.- 35 Pour obtenir le même verre qu'à l'exemple 1, en utilisant la lessive de soude à 50$ comme liant, on part de la composition suivante : Sable 697,50 g Calcaire 63,71 g 40 Dolomie 197,48 g Feldspath 20,70 g 71 11S20 9 £135028 C03Na2 141,95 g S04Na2 21,26 g On utilise par ailleurs, au niveau de la sole granulatrice une solution aqueuse de soude caustique (lessive de soude à 50 %) 5 à raison de 131,00 g. Après broyage et homogénéisation mais avant granulation, cette composition répond aux caractéristiques de finesse suivantes : 2 Surface spécifique 4150 cm /g Répartition granulométrique : 10 Refus à 315 microns 0,5 Refus à 150 microns 0,7 $ Refus à 100 microns 15,5 $ Homogénéité : + 1,5$ Après granulation et séchage des granules à 110°C pendant 15 30 minutes, la résistance des granules est de 10 kg. Si l'on compare la vitesse de fusion du mélange ainsi préparé à celle du même mélange non broyé et non granulé, on constate une amélioration de 90 $, tandis que le rendement de la granulation à la sole granulatrice est de 100 $. 20 Sâon une autre particularité de l'invention, il est prévu de réaliser des mélanges vitrifiables.adaptés pour réaliser facilement l'hydrolyse des halogénures alcalins. Dans ces conditions, la composition est établie de façon que les sels alcalins (carbonate et sulfate de sodium) soient remplacés par du chlorure de sodium. 25 EXEMPLE 4. Dans le cadre de l'application précitée, et pour obtenir le même verre qu'à l'exemple 1, on part de la composition suivante : Sable 678,50 g Calcaire 77,00 g 30 Dolomie 178,30 g Feldspath 20,70 g Sel de mer 301,00 g Silicate de sodium (liant) 30,60 g Après broyage, et homogénéisation, la composition présente les 35 caractéristiques de finesse suivantes : 2 Surface spécifique 4.200 cm /g Répartition granulométrique : Refus à 315 microns 0,8 $ 71 11520 10 2,135028 Refus à 150 microns 1,2 % Refus à 100 microns 14,5 $ L'homogénéité est de ± 1,3 fo. Après séchage à 40° C, les granules qui renferment encore 7 f° 5 d'eau ont une résistance mécanique de 8 kg. Le traitement d'hydrolyse par de la vapeur d'eau à raison de 2.500 g à 5 kg par kg de granules est effectué sur une grille pendant une heure en chauffant progressivement entre 200°C et 790°C. Ce traitement transforme les chlorures alcalins contenus dans 10 la composition initiale en oxydes alcalins suivant une réaction du genre : 2 NaCl + 1^0 ^ 2 HC1 + Na20. Le taux de chlore restant dans les granules est inférieur à 0,5 de sorte que le rendement de la réaction d'hydrolyse est supérieur à 99,5 fo. On peut expliquer les résultats favorables obtenus dans le cadie 15 de cette application par le fait que les.granules sortant de la sole granulatrice ont une teneur en eau variable (de 10 à environ). Quand on chauffe ces granules, une partie de l'eau participe à la réaction d'hydrolyse, tandis que l'autre partie s'élimine, mais en créant dans chaque granule de petites veines permettant à la vapeur 20 d'eau participant à la réaction de s'introduire au coeur du granule, tout en permettant, de plus, aux gaz résiduaires de s'échapper facilement. Ces conditions favorisent au maximum la réaction d'hydrolyse. L'invention s'applique aussi aux verres boro-silicatés. On désigne ainsi des verres dont la teneur en I^O^ est supérieure-à 25 5 fo et la teneur en oxydes alcalins ne dépasse pas 10 Les liants utilisables avec ces verres sont les suivants - soude ou potasse sous forme de lessives ( 50 à 100 fo du total des ) oxydes alcâlins contenus ( dans le verre " 30 - silicates alcalins - chaux éteinte ( 50 à 100 fo du total de EXEMPLE 5 ^ con^enu d-ails le verre Pour préparer 1.000 g d'un verre Pyrex dont les différents cons- 35 tituants, en poids d'oxydes, en pourcentage, sont les suivants : Si02 79 ,"42 B203 12,60 AI2O3 2,92 CaO 0,42 40 Na20 3,66 K20 0,98 71 11520 11 Î135028 on part de la composition suivante : Sable 795,40 g Calcaire S,00 g Alumine hydratée 46,72 g 5 C03K2 14,60 g Acide borique 223,00 g Silicate de sodium (liant) 72,00 g Après broyage, et homogénéisation, mais avant granulation, les caractéristiques de finesse de cette composition sont les 10 suivantes : Surface spécifique 3500 cm2/g Répartition granulométrique : Refus à 315 microns 0 % Refus à 150 microns 0,5 fo 15 Refus à 100 microns 14 % Homogénéité + 1,3 % L'invention srapplique encore aux verres dits alumino-silicatés, ces verres comportant comme constituants principaux, en poids d'oxydes du verre fabriqué : 20 la silice 55 à 00 % l'alumine 10 à 30 % oxyde tel que MgO, CaO, ZnO 2 à 15 % oxyde tel que NagO, KgOj LigO 2 k 7 %» Les liants utilisables sont la soude ou la potasse, sous for-25 me de lessives, ou les silicates alcalins ou la chaux éteinte. Ces liants peuvent remplacer, même à faible dose, en totalité les carbonates alcalins ou alcalino-terreux. En effet l'alumine introduite sous forme de kaolin présente des propriétés liantes notables, même à faible dose. 30 EXEMPLE 6.- Pour préparer 1000 g d'un verre alumino-silicaté dont les différents constituants, en poids d'oxydes, en pourcentage,sont, les suivants : Si02 71,10 A1203 10,00 BrO^ 0,30 CaO 0,20 Na20 0,63 Li^ 3,55 sb2o3 1,00 71 11520 12 1135028 TiCU -ZnO Zr02 on part de la composition vitrifiable ci-après : Sable 516,00 g Kaolin 44^,00 g Acide borique 5,30 g Calcaire 5,00 g CO^Lig 07,33 g sb2o3 10,00 g Ti02 20,00 g ZnO 10,00- g Zr02 13,50 g Silicate de sodium (liant) 12,00 g Pour fondre et affiner cette composition non broyée et non granulée par les procédés connus, une température de l6êO°C est nécessaire. Après broyage et homogénéisation, mais avant granulation, le 20 mélange précité répond aux caractéristiques suivantes : Surface spécifique 4250 cm /g Répartition granulométrique : Refus à 315 microns 0 % Refus à 150 microns 1 % _ 25 Refus à 100 mierons 13 % Homogénéité ± 1>5 % Pour fondre et affiner le verre à partir de la composition ci-dessus,granulée, une température de 1530°C seulement est nécessaire. 30 L'invention, suivant un autre de ses aspects, concerne un procédé de fabrication des mélanges vitrifiables du genre visé ci-dessus. Suivant l'invention, ce procédé de fabrication, qui comprend un pré-mélange de la composition suivi de son broyage, est carac-35 térisé en ce qu'on effectue un recyclage vers le broyeur des gros grains délivrés par celui-ci et en ce qu'on règle les caractéristiques du broyage et le taux de recyclage de manière à obtenir pour la composition la finesse spécifiée. Pour obtenir du broyage la finesse requise, on peut, dans le 40 cas d'un broyeur à boulets, agir notamment sur : 2,00 1,80 1,34 71 11520 13 2.135028 - le débit d'entrée des matières premières - les dimensions des grains recyclés et le taux de recyclage - la vitesse de rotation du broyeur - la charge active du broyeur (quantité et dimensions des 5 boulets). Suivant l'invention, il est prévu en particulier de recycler les grains dont la dimension dépasse 150 microns et d'assurer un taux de recyclage sensiblement compris entre 2 et 10. Ceci signifie notamment que le rapport entre la quantité de grains trop gros 10 recyclés et celle de matière première entrant dans le broyeur est compris entre les limites spécifiées. Le contrôle de la surface .spécifique peut être effectué rapidement par l'appareil LEÂ et NURSE et celui de la répartition granulométrique par mesure rapide des refus aux tamis de 150 microns 15 et accessoirement 100 microns. Les conditions de réglage sont fixées expérimentalement sans difficultés par levtechnicien pour line composition vitrifiable donnée, afin de répondre aux conditions de finésse spécifiées par l'invention. Une fois ces conditions obtenues, on s'efforce de les 20 maintenir pendant tout le cours de la fabrication. De préférence le broyage est précédé d'un séchage de la composition vitrifiable, ce séchage étant assuré soit par la flamme d'un brûleur à propane, soit par de l'air chaud. La température des gaz ou de l'air chaud varie suivant la teneur en humidité de la ma-25 tière première de 150 à 250°C environ. Selon une particularité avantageuse du procédé, l'ensemble des constituants de la composition, y compris la phase servant de liant, est soumis à un pré-mélange avant le broyage. Ce prémélange est de préférence obtenu en introduisant ces 30 constituants dans une mélangeuse à axe vertical (telle qu'une mé-langeuse EIRICH) pendant un temps donné (3 à 5 minutes par exemple). Le prémélange prévu par l'invention est remarquable du fait qu'on n'ajoute pas d'eau dans la mélangeuse, la seule phase aqueuse présente étant celle provenant du liant lorsque celui-ci est cons-35 titué par une lessive alcaline. Suivant une autre caractéristique du procédé, celui-ci comprend une étape d'homogénéisation du mélange à l'issue du broyage. Cette opération est avantageusement réalisée par un mélange-brassage de la matière première broyée effectué en lit fluidisé. iiX3 Grâce à cette homogénéisation préalable à la granulation, les 71 11520 14 Î,135028 conditions d'homogénéité prévues par l'invention pour les granules peuvent être plus aisément respectées. Suivant une caractéristique avantageuse du procédé, on ajoute au mélange vitrifiable avant broyage et granulation un liant cons-5 titué au moins en partie par l'un des oxydes entrant dans la composition du verre. - Suivant une autre particularité importante de l'invention, le mélange des constituants de la composition vitrifiable est envoyé dans une sole granulatrice pour la granulation. 10 Cette composition peut être aspergée d'eau ou, en variante, lorsque le liant est constitué par une lessive alcaline celui-ci peut servir à asperger le reste de la composition. Il est connu d'utiliser une sole granulatrice pour assurer la granulation des compositions vitrifiables. Toutefois ce moyen 15 n'avait pas été appliqué pratiquement en.raison de la proportion importante de refus de la sole, alors qu'au contraire les conditions de finesse préférées prévues par l'invention permettent d'ob- • tenir industriellement un rendement de 100$ de la sole granulatrice, ce qui est un résultat inattendu. 20 Le caractère critique des conditions préférées de finesse p prévues par l'invention (surface spécifique 2000-6000 cm /g-refus au tamis de 150 microns compris entre 0,5 et 12%) est bien montré par les essais ci-après : 2 a) Surface spécifique de 1500 cm /g 25 Répartition granulométrique : Refus à 315 microns 1 % Refus à 150 microns 32 $ Refus à 100 microns 5& $• Au laboratoire, avec un personnel spécialisé, on obtient un 30 rendement de granulation de 80$ au prix de grandes difficultés. A l'échelle industrielle, le rendement à la sole granulatrice est de l'ordre de 20$, l'homogénéité étant de + 10$, de sorte que l'utilisation de la sole granulatrice est alors exclue d'un point de vue industriel. 35 L'utilisation de ces granules permet néanmoins d'accroître la vitesse de fusion de la composition. p b) Surface spécifique de 2200 cm /g Répartition granulométrique : Refus à 315 microns 0,5 $ 40 Refus à 150 microns 25 $ 71 11520 15 £135028 Refus à 100 microns 33 $ Au laboratoire, avec un personnel spécialisé, il est possible de granuler à la sole granulatrice avec un rendement de 100%. Industriellement le rendement tombe à 70$ et l'homogénéité est de 5 ± 5$, de sorte que l'utilisation industrielle de la sole granulatrice est encore exclue. Les granules ainsi obtenus fournissent néanmoins une augmentation de la vitesse de fusion par rapport à la composition non-broyée et non-granulée de 50$. 10 c) Surface spécifique 6800 cm2/g Répartition granulométrique : Refus à 315 microns 0 $ Refus à 150 microns 0 $ Refus à 100 microns 7,5$ 15 Au laboratoire, avec un personnel spécialisé, il est possible de granuler à la sole granulatrice avec un rendement voisin de 100$. L'homogénéité des granules obtenus est de + 5$« Industriellement, il n'est guère possible de dépasser 60$ de rendement pour la granulation. Cela peut s'expliquer par le fait 20 que la poudre, trop fine, a tendance à s'agglomérer en petits granules élémentaires de diamètre compris entre 150 et 250 microns sur la sole granulatrice. Aussi une poudre trop fine, de ce fait, se comporte comme une poudre de granulométrie plus grossière. Dans ce cas encore, on obtient néanmoins line augmentation de 25 la vitesse de fusion par rapport à la composition en vrac. Selon une autre caractéristique de l'invention, les granules sont soumis à une opération de séchage avant d'être conduits soitau four, soit au stockage. Pour les granules sans halogénures, l'humidité résiduelle doit être comprise entre 3 et 5$» Pour les gra-30 nules contenant des halogénures, cette humidité peut varier de 0,5 à 15$ suivant les traitements ultérieurs. Quand le liant utilisé est une lessive alcaline^ le séchage s'obtient dans un tambour sécheur dont la température des gaz est de 130-150°C. 35 Par exemple, pour une durée de séchage de 30 minutes, on obtient une humidité résiduelle des granules de 4$» Quand le liant utilisé est le silicate de soude ou la chaux éteinte, le séchage, pour obtenir une humidité résiduelle de 3,5$, peut être obtenu de deux façore : 40 - dans le tambour sécheur 71 11520 16 1135028 Température des gaz 50-55°C Durée du séchage 6 heures - dans une grille Température des gaz 200 à 250°C 5 Durée du séchage 20 minutes Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci concerne une installation pour l'exécution du procédé ci-dessus exposé et pour la fabrication de la composition vitrifiable granulée. Cette installation est caractérisée en ce qu'elle comprend un 10 broyeur à boulets en aval duquel est disposé un sélecteur dynamique séparant les gros grains et qui dessert un circuit de recyclage de ces grains vers l'entrée du broyeur. D'autres particularités de l'invention résulteront encore de la description ci-après. 15 Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, la figure 1 est un schéma synoptique montrant les diverses étapes du procédé. la figure 2 est un schéma simplifié d'une installation industrielle . 20 En se reportant à la figure 1 des dessins annexés, on a sché matisé les matières premières constitutives de la composition, à savoir i en 1 le sable, en 2 le calcaire, en 3 la dolomie, en 4 le carbonate, en 5 les autres constituants éventuels, en 6 le liant. 25 Ces constituants sont envoyés à l'étage A où ils subissent le prémélange, puis en B où ils sont soumis au séchage, en C où s'effectue le broyage. Eventuellement les étages B et C peuvent être associés, les deux opérations ayant lieu conjointement. La sortie du broyage est envoyée vers m étage de tamisage D, 30 où s'effectue la séparation des gros grains (de diamètre supérieur à 150 microns) qui sont recyclés suivant 7. L'étage d'homogénéisation en lit fluidisé est schématisé en E, celui de granulation en F et de séchage en G. Les granules secs sont envoyés soit vers le four H, soit vers le stockage J. 35 De préférence, le procédé visé par- l'invention est réalisé au moyen de l'installation du genre de la figure 2, qu'on décrira en même temps qu'un exemple numérique donné à titre illustratif, relatif à la production de 250 tonnes/jour de granules. Sur cette figure 2, on voit en 11 la mélangeuse (par exemple 40 du type EIRICH à axe vertical d'une capacité de 2 tonnes). 71 11520 17 1135028 La mélangeuse 11 reçoit le mélange vitrifiable dont la composition par tonne est la suivante : Sable 527,7 kg Calcaire 59,8 kg 5 Dolomie 13$,7 kg Feldspath 16,0 kg Taux d,humidit4 du Sel de mer 234,1 kg mélange 2,4 $. Silicate de sodium (liant) 23,7 kg ID Ces constituants sont prémélangés pendant 4 minutes, la durée totale de l'opération (introduction, mélange, vidange) étant de 10 minutes, de sorte que la mélangeuse 11 permet de préparer 12 tonnes/ heure. Le prémélange est acheminé vers la trémie-tampon 12 dont la 15 sortie est reliée à un appareil de dosage régulé 13 qui contrôle l'alimentation d'un séchoir 14 incorporé à un broyeur à boulets 15. Le séchoir 14 comporte un brûleur à mazout dont les gaz de combustion assurent le séchage de la composition. Pour un mélange vitrifiable ayant 2,4$ d'humidité, la température des gaz de com-20 bustion est de 150°C. Le séchoir 14 permet de ramener l'humidité du mélange vitrifiable à 0,5$« Le broyeur 15 est du type à boulets. Les broyeurs à boulets et armatures en acier peuvent, suivant leur réglage et le taux d'humidité des matières premières, introduire de 60 g à 400 g de 25 fer par tonne broyée. Ceci est sans inconvénient pour les verres à bouteilles et les verres à vitres. Mais pour les verres blancs, où la teneur en doit être inférieure à 0,025$, et pour les com positions vitrifiables comportant des halogénures alcalins, il est prévu d'employer des boulets non métalliques (galets marins, corin-30 don par exemple). Les caractéristiques du broyeur sont, par exemple, les suivantes : Puissance 5^0 GV Diamètre 3 a 35 Longueur 6 m Revêtement intérieur électrocéramique Boulets corindon de 20 mm de diamètre. Le broyeur 15 est réglé de façon qu'il y ait moins de 1,5$ de refus au tamis de 150 microns. 40 A cette fin, il peut être prévu : 71 11520 1S XI35028 - Un taux de charge (taux de remplissage du broyeur) « 35$ de . boulets de corindon. - Une vitesse de rotation de 18,4 tours/minute. - Un taux de recyclage des gros grains de 250$. 5 Le broyeur 15 produit ainsi 12,6 tonnes/heure. La sortie du broyeur 15 communique avec un élévateur à chaînes 16 qui alimente une trémie 17 pourvue d'un sélecteur dynamique à pales rotatives faisant office de tamis pour séparer les grains d'un diamètre supérieur â 150 microns. Ceux-ci sont recyclés vers 10 le broyeur 15 par la goulotte 18 qui les renvoie au séchoir 14. Le reste du mélange de granulométrie convenable est envoyé par un transporteur à air 19 à un élévateur à chaînes 20 qui alimente deux silos d'homogénéisation identiques 21, 22 poturvus d'un système d'injection d'air comprimé permettant la mise de la compo-15 sition granulaire en lit fluidisé. Le transfert de matière s'effectue du silo 21 vers le silo 22 par le dispositif de versage 23. La composition homogénéisée soutirée par le transporteur 24 répond à la.composition suivante s Surface spécifique 4200 cm /g 20 Répartition granulométrique : Refus au tamis de 315 microns 0 $ « » 150 « 1,3 $ » « 100 » 11,2 $ La composition homogénéisée est amenée par le transporteur 24 25 à la trémie-tampon 25 qui dessert par un dispositif de dosage régulé 26 une sole granulatrice 27 dont le plateau tournant est aspergé par l'eau nécessaire à la granulation. Cette eau est amenée de façon que le rapport eau/matière humide soit maintenu constant et par exemple égal à l6$i 30 La production horaire de la sole granulatrice 27 est de 11,9 tonnes/heure. Les granules ainsi formés sont envoyés dans le tambour rotatif d'un séchoir 28 qui reçoit les gaz d'un brûleur 29 fournissant une ambiance à la température moyenne de 52°C. 35 Les granules séjournent 20 minutes dans le séchoir. Ils sont soutirés en 30. L'humidité résiduelle des granules .est de 12$. Leur diamètre est de 8 à 10 mm. Leur résistance mécanique de 8 kg. 40 Leur homogénéité de + 1,1$. Les essais d'homogénéité ont été faits sur les granules et sur la poudre après homogénéisation. Dans les deux cas, on a trouvé ± 1,1$. 71 11520 19 2135028 REVENDICATIONS Composition vitrifiable, notamment pour verres sodo-calciques, boro-silicatés et alumine-silicates, constituée par un mélange broyé de produits tels que sable, calcaire, dolomie, carbonates et 5 autres produits vitrifiables, caractérisée en ce qu'un échantillon élémentaire de ladite composition répond aux conditions de finesse suivantes : - sa surface spécifique est sensiblement comprise entre 1500 et 7500 cm2/g et de préférence entre 2800 et 6000 on?/g ; 10 - la répartition granulométrique de ses constituants est telle que le refus au tamis à mailles de 150 microns soit sensiblement compris entre 0 et 35$ et de préférence entre 0,5 et 12$. 2. Composition conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est présentée sous forme granulée grâce à l'incorpora- 15 tion d'un liant constitué au moins en partie par un oxyde choisi parmi ceux entrant dans la composition du verre. 3. Composition conforme à la revendication 2, pour la fabrication d'un verre sodo-calcique et pour laquelle le liant est du silicate de sodium ou de la chaux éteinte, caractérisée en ce 20 qu'elle répond aux caractéristiques de finesse suivantes après broyage et avant granulation : Surface spécifique : 1500-7500 cm2/g et de préférence 3500-6000 cm2/g Répartition granulométrique : 25 Refus à 315 microns 0 à 3$ et de préférence 0 à 1$. Refus à 150 microns 0 à 35$ et de préférence 0,5 à 5$. Refus à 100 microns 3 à 60$ et de préférence 10 à 25$. Refus à 60 microns 15 à 75$ et de préférence 20 à 50$. 4. Composition conforme à la revendication 2 pour la fabrica-30 tion d'un verre sodo-calcique et dans laquelle le liant est line lessive alcaline, caractérisée en ce qu'elle répond aux caractéristiques de finesse préférentielles suivantes, après broyage et avant granulation : p Surface spécifique : 2800 à 6000 cm /g 35 Répartition granulométrique : Refus à 315 microns de 0 à 3$ Refus à 150 microns de 0,5 à 12$ Refus à 100 microns de 10 à 30$. 5. Composition conforme à l'une des revendications 1 à 4, 40 caractérisée en ce que le pourcentage de particules ayant des 71 11520 20 5>135028 . dimensions inférieures à 20 microns est au plus égal à'30$;-* 6. Composition conforme à l'une des revendications 2 à 5, -caractérisée en ce que l'homogénéité pour chaque granule est sensiblement comprise entre + 1,5$, relativement à la composition 5 globale. 7. Composition conforme à l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la dimension moyenne des granules est sensiblement comprise entre 8 et 12 mm, le poids unitaire des granules allant sensiblement de 0,5 à 1 g. 10 8. Composition conforme à l'une des revendications 2 à 7, destinée à être hydrolysée avant d'être fondue, caractérisée en ce qu'une partie au moins des sels alcalins est constituée par du chlorure de sodium, notamment sous forme de sel marin. 9. Procédé pour la fabrication d'une composition vitrifiable 15 conforme à l'une des revendications 1 à 8 comprenant un broyage de la composition, caractérisé en ce qu'on effectue un recyclage vers le broyeur des gros grains et en ce qu'on règle les caractéristiques du broyage et le taux de recyclage de manière à obtenir pour la composition la finesse spécifiée. 20 10. Procédé conforme à la revendication 9 et caractérisé en ce que le recyclage est opéré pour les grains dont la dimension ^ dépasse 150 microns. 11. Procédé conforme à l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le taux de recyclage des gros grains est sen- 25 siblement compris entre 2 et 10. 12. Procédé conforme à l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'ensemble des constituants de la composition, y compris la phase servant de liant, est soumis à un pré-mélange avant le broyage. 30 13. Procédé conforme à l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'homogénéisation du mélange à l'issue du broyâge. 14. Procédé conforme à la revendication 13, caractérisé en ce ■ que l'homogénéisation du mélange est assurée par passage de la 35 composition broyée à l'état de lit fluidisé. 15. Procédé conforme à l'une des revendications 9 à 14> caractérisé en ce que le mélange des constituants de la composition est envoyé dans une sole granulatrice pour la granulation. 16. Procédé conforme à l'une des revendications 9 à 15, earae- 40 térisé en ce que les constituants de la composition sont soumis à 71 11520 21 2135028 un séchage avant d'être broyés. 17. Procédé conforme à la revendication 15, caractérisé en ce que les granules formés sont séchés à la sortie de la sole granulatrice. 18. Procédé conforme à l'une des revendications 9 à 17, caractérisé en ce qu'une partie au moins des sels alcalins est constituée par des halogénures alcalins tels que du chlorure de sodium et en ce qu'on effectue une hydrolyse à chaud de ces derniers avant d'enfourner la composition vitrifiable. 19. Installation pour l'exécution d'un procédé conforme à l'une des revendications 9 à 18, caractérisée en ce qu'elle comprend un broyeur à boulets en aval duquel est disposé un sélecteur dynamique séparant les gros grains et qui dessert un circuit de recyclage de ces grains vers l'entrée du broyeur. 20. Installation conforme à la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle comporte en aval du broyeur un poste d'homogénéisation constitué par au moins tin silo pourvu de moyens pour la création d'un lit fluidisé. 21. Installation pour l'exécution d'un procédé conforme à l'une des revendications 19 ou 20, caractérisée en ce qu'elle comprend une sole granulatrice montée en aval du broyeur-.