BE1005466A5

BE1005466A5 - Produit agglomere de poussieres et son procede de fabrication.

Info

Publication number: BE1005466A5
Application number: BE9101000A
Authority: BE
Original assignee: Lhoist Rech & Dev Sa
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 1993-08-03
Also published as: US5591247A; WO1993009257A1

Abstract

Produit aggloméré à base de dérivés métallurgiques caractérisé en ce qu'il contient en outre des fibres et un hydroxyde d'un métal alcalino-terreux.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  PRODUIT AGGLOMERE DE POUSSIERES ET SON PROCEDE DE FArRICATION FABRICATION 
La présente invention a pour objet un produit aggloméré contenant entre autres des fibres et un dérivé de calcium. 



   Le document EP-A-0272242 décrit un produit aggloméré contenant du CaO et de 0,5 à 10% en poids de fibres cellulosiques à titre de liant. Selon ce document, l'utilisation de fibres permet d'accroître, d'une part, la résilience du produit aggloméré et, d'autre part, la réactivité du produit aggloméré. 



   Des tests effectués par le demandeur ont montré qu'un produit aggloméré contenant des poussières métallurgiques et des fibres présentait une meilleure résilience qu'un produit aggloméré contenant uniquement des poussières métallurgiques. 



   Par poussières métallurgiques on entend des poussières provenant des industries ou techniques qui assurent la fabrication ou la mise en oeuvre des métaux, ces poussières peuvent être métalliques ou non, provenant des métaux ferreux ou non ferreux. 



   De façon inattendue, le demandeur a remarqué qu'il était possible d'encore accroître la résilience d'un produit aggloméré contenant des poussières métallurgiques et des fibres en ajoutant audit produit aggloméré un hydroxyde de métal alcalino-terreux, en particulier de l'hydroxyde de calcium. 



   Le produit aggloméré suivant l'invention est 

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 un produit aggloméré à base de poussières métallurgiques contenant en outre des fibres et au moins un hydroxyde d'un métal alcalino-terreux. 



   Dans une forme de réalisation, le produit aggloméré suivant l'invention. contient moins de 75% en poids, avantageusement de 0,5 à 20% en poids, de préférence environ 10% en poids d'hydroxyde de métal alcalino-terreux. 



   La teneur en poids en fibres du produit aggloméré est avantageusement inférieure à 20%, de préférence comprise entre 0,5 et 10%. 



   Dans une forme de réalisation avantageuse, le produit aggloméré contient de l'eau, la teneur en humidité du produit suivant l'invention étant avantageusement inférieure à 20% en poids, de préférence inférieure à 10% en poids, en particulier comprise entre 5 et 10% en poids. 



   De préférence, l'hydroxyde de métal alcalino-terreux est l'hydroxyde de calcium tel qu'un hydroxyde de calcium obtenu par extinction de 1 part en poids de CaO ou de CaO. MgO avec environ 0,7-0, 8 part en poids d'eau éventuellement en présence d'additif tel qu'une amine ou un aminoalcool. L'hydroxyde de calcium peut donc se présenter sous la ferme Ca (OH) 2. MgO ou 
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 Ca (OH) 2. Mg (OH) 2' 
La présente invention a encore pour objet un procédé de préparation d'un produit aggloméré suivant l'invention dans lequel en prépare un mélange de poussières métallurgiques, de fibres et d'hydroxyde d'un   nétal alcalino-terreux   et dans lequel on soumet ledit mélange à une compression. 



   Des exemples de fibres qui peuvent être   utilisées dans le produit suivant l'invention sont   : des fibres synthétiques telles que des fibres de verre, fibre de carbone, fibres de bore, fibres de carbure de 

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 silicium, fibres aramide, polyamide, phénolique, fibres de polyalkyle (par exemple de polyéthylène, de   polypropylène, ) fibres de polyester, fibres acrylique,   cellulosique, acétate, rayonne, viscose ; les fibres d'origine végétale, telles que le sisal, le jute, le lin, le coton, le bois, le papier tiré du bois, les fibres d'origine minérale telles que l'asbeste ; les fibres métalliques. 



   De préférence, les fibres utilisées sont des fibres cellulosiques telles que des fibres de bois ou de papier. 



   Dérivés métallurgiques désignent entre autre des poussières sèches ou à faible teneur en humidité (par exemple moins de   10%)   de l'industrie de la métallurgie, en particulier de la sidérurgie tel que scorie, poussières de hauts fourneaux, des boues obtenues lors du dépoussiérage des fumées sortant de convertisseurs (dépoussiérage par voie sèche ou humide), des produits pulvérulents ou non provenant de catalyseurs contenant des métaux utilisés dans l'industrie chimique en particulier pétrochimique (catalyseurs de craquage, etc). 



   Comme on le sait, le dérivé métallurgique peut se présenter à la fois sous forme d'une poudre sèche (de préférence pulvérulente) et sous forme d'une boue. 



   Dans le cas d'une poudre, on peut préparer, dans le procédé suivant l'invention, le mélange par un simple mélange ou malaxage par exemple de 10 parts en poids de poussières métallurgiques, de moins de 3 parts en poids d'hydroxyde de métal alcalino-terreux et de moins d'une part en poids de fibres. 



   Dans le cas d'une boue, on prépare avantageusement ledit mélange en mélangeant ladite boue contenant des poussières métallurgiques avec des fibres 

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 et un oxyde de métal alcalino-terreux (en particulier CaO et CaO. MgO). Au contact de l'eau, l'oxyde se transforme en hydroxyde avec séchage de la boue dû, d'une part, à l'absorption d'eau et, d'autre part, à l'évaporation d'eau, cette dernière étant due à la chaleur libérée par la réaction exothermique. 



   De préférence, la teneur en humidité du mélange est ajustée à une valeur inférieure à 20%, de préférence à 10%. 



   Cet ajustement peut être réalisé par le séchage des poussières métallurgiques, mais est de préférence réalisé par addition d'une quantité appropriée d'un oxyde de métal alcalino-terreux (CaO et/ou CaO. MgO par exemple) de manière à éviter les frais importants inhérents à une étape de séchage. 



   Dans le cas desdites boues, on prépare dans une forme de réalisation du procédé suivant l'invention ledit mélange au moyen de CaO et/ou MgO et de fibres, en particulier de CaO et/ou MgO contenant de 0,5 à 10% en poids de fibres cellulosiques. 



   D'autres particularités et détails de l'invention ressortiront de la description détaillée des exemples de préparation suivants : Exemple 1 
Une poudre provenant d'un sous produit du traitement de catalyseurs contenant entre autres du molybdène, du nickel, du vanadium et de l'aluminium a été séchée jusqu'à abaisser la teneur en humidité de la poudre à une valeur de l'ordre de 5%. 



   On a ensuite mélangé   cette poudre   avec de l'hydroxyde de calcium scus ferme (Ca   (OH12"     MgC)   et des fibres de papier de manière à obtenir un mélange dont la composition était la suivante : 

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 poudre (sous forme sèche) 78% en poids humidité 5% en poids Ca (OH)   zu   MgO 15% en poids fibres de papier 2% en poids 
Ce mélange a ensuite été transformé en briquette ou produit aggloméré à l'aide d'une presse à rouleaux, la pression excercée sur le mélange entre les rouleaux étant d'environ 10 tonnes par centimètre linéaire des rouleaux. 



   Le produit aggloméré avait une densité de 1, 95 et une résistance à la compression de 2068 N (résistance à l'écrasement de la briquette ovoide entre les plateaux d'une presse). 



   A titre de comparaison, on a préparé de la manière décrite ci-avant des produits agglomérés ne contenant ni fibres et/ou ni Ca (OH) 2MgO. 



   Le tableau 1 suivant donne la résilience et la densité de différents produits agglomérés. 

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  Tableau 1 
 EMI6.1 
 
<tb> 
<tb> Composition <SEP> du <SEP> produit <SEP> densité <SEP> résistance
<tb> aggloméré <SEP> à <SEP> la <SEP> comen <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> pression
<tb> 1 <SEP> poussière <SEP> Ca <SEP> (OH) <SEP> 2 <SEP> H20 <SEP> Fibres <SEP> N <SEP> 1
<tb> humidité
<tb> 1 <SEP> 100 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 79 <SEP> 568
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 98 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> 1,79 <SEP> 1078
<tb> 3 <SEP> 93 <SEP> 0 <SEP> 5 <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 95 <SEP> 1470
<tb> 4 <SEP> 80 <SEP> 15 <SEP> 5 <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 95 <SEP> 1078
<tb> 1 <SEP> L'luven- <SEP> 1
<tb> tion <SEP> 78 <SEP> 15 <SEP> 5 <SEP> 2 <SEP> 1,95 <SEP> 2068
<tb> 
 

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Il ressort de ce tableau que l'utilisation combinée de Ca (OH) 2.

   MgO et de fibres permet d'obtenir un produit aggloméré présentant une très haute résistance à l'écrasement par rapport à celle d'un produit aggloméré contenant soit du Ca (OH)   . MgO,   soit des fibres ou ne contenant ni l'un ni l'autre. L'homme du métier ne pouvait s'attendre à obtenir un produit aggloméré présentant une résistance à la compression supérieure à 2000 N, alors que l'utilisation de fibres ou de Ca (OH) 2 seul ne permettait que d'obtenir un produit aggloméré dont la résistance à la compression est inférieure à 1500 N. 



  Exemple 2 
On a opéré de la manière décrite dans l'exemple 1 si ce n'est que la teneur en Ca (OH) 2. Mgo était de 24% au lieu de 15%. 



   Le produit aggloméré dont la composition était la suivante : 69% poussières métallurgiques, 24% Ca (OH) 2. MgO, 2% de fibres et 5% d'humidité avait les propriétés suivantes : densité : 1,95 résistance à la compression : 2009 N
Ces valeurs sont comparables à celles obtenues pour le produit aggloméré suivant l'invention de l'exemple 1. 



  Exemple 3
Un sous produit de traitement de catalyseurs contenant du molybdène, du nickel, du vanadium et de l'aluminium a été séché par un procédé de séchage instantané. Ce sous produit a été mélangé dans un mélangeur à socles de charrue d'une capacité de 80 litres avec des fibres et un hydroxyde d'un métal 

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 alcalino-terreux. Après 5 minutes, on a obtenu un mélange présentant une bonne répartition de fibres. 



   Le mélange ainsi préparé a ensuite été transformé en briquettes en forme de coussinet (45x40x25mm) au moyen d'un presse à rouleaux à 3 empreintes, la pression exercée entre les rouleaux étant de 12 tonnes par cm linéaire. 



   Des produits agglomérés de composition différentes ont ainsi été préparés. Le tableau 3 suivant donne la composition desdits produits agglomérés ainsi que leur densité, leur résistance à la compression et la fraction F en % des produits ayant une granulométrie supérieure à 10 mm après 4 chutes   d'une   hauteur de 2 m. 

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 TABLEAU 2 
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<tb> 
<tb> @
<tb> 1 <SEP> Composition <SEP> (%) <SEP> densité <SEP> résistance <SEP> F
<tb> 1 <SEP> poussière <SEP> H20 <SEP> Ca <SEP> (OH) <SEP> 2 <SEP> Ca <SEP> (OH) <SEP> 2.

   <SEP> MgO <SEP> fibre <SEP> Newton <SEP> %
<tb> de
<tb> 1 <SEP> papier <SEP> 1
<tb> 77 <SEP> 6 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> 2,18 <SEP> 2482 <SEP> 95, <SEP> 6
<tb> 75, <SEP> 7 <SEP> 7,3 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> 2,18 <SEP> 2482 <SEP> 95, <SEP> 6
<tb> 75, <SEP> 2 <SEP> 7,8 <SEP> 15 <SEP> 2 <SEP> 2,22 <SEP> 3280 <SEP> 95, <SEP> 5
<tb> 76, <SEP> 2 <SEP> 7,3 <SEP> 15 <SEP> 1,5 <SEP> 2,16 <SEP> 2697 <SEP> 92, <SEP> 2
<tb> 74, <SEP> 5 <SEP> 8 <SEP> 15 <SEP> 2,5 <SEP> 2,18 <SEP> 3060 <SEP> 98
<tb> 1 <SEP> 80, <SEP> 7 <SEP> 7,3 <SEP> 10 <SEP> 2 <SEP> 2,19 <SEP> 2710 <SEP> 94
<tb> 78, <SEP> 2 <SEP> 7,3 <SEP> 12,5 <SEP> 2 <SEP> 2,21 <SEP> 2666 <SEP> 95
<tb> 79, <SEP> 4 <SEP> 8,1 <SEP> 10 <SEP> 2,5 <SEP> 2,21 <SEP> 3280 <SEP> 98
<tb> 81, <SEP> 4 <SEP> 8,6 <SEP> 7,5 <SEP> 2,5 <SEP> 2,17 <SEP> 3046 <SEP> 96, <SEP> 5
<tb> 81, <SEP> 9 <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> 10 <SEP> 2,5 <SEP> 2,

  16 <SEP> 3462 <SEP> 98
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 
Ces essais montrent que l'utilisation combinée de 15% Ca (OH) 2. MgO et de 2,5% de fibres (c'est-à-dire un produit aggloméré contenant environ 
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 10% de Ca (GH) 2. MgO calculé sous forme de Ca (OH) 2 et 2,5% de fibres) ou de 10% de Ca (CH) 2 et de 2, 5% de fibres permet d'obtenir des valeurs optimales de résistance ainsi que pour le facteur F, et qu'une teneur en humidité d'environ 7% pour Ca (OH) 2. Mgo et d'environ 6% pour Ca (OH) 2 semblent être les valeurs optimales pour obtenir le meilleur résultat pour la résistance et le facteur F. 



  Exemple 4 
On a préparé un produit aggloméré de la manière décrite dans l'exemple 1, si ce n'est que la poussière utilisée était une poussière d'hématite présentant une teneur en humidité inférieure à 0,15% et que le compactage de 30 g de matière sous forme d'un prisme cylindrique d'un diamètre de 3 cm a été effectué sous une pression de 20 tonnes. 



   Des produits agglomérés contenant divers additifs ont ainsi été préparés. Le tableau 4 suivant donne la composition desdits produits agglomérés, ainsi que leur résistance. Cette dernière a été mesurée par pression d'une bielle au centre du prisme cylindrique (essai de rupture). 

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  Tableau 3 
 EMI11.1 
 
<tb> 
<tb> Composition <SEP> (en <SEP> poids)
<tb> ématite <SEP> humidité <SEP> fibres <SEP> Ca <SEP> (OH2).MgO <SEP> densité <SEP> résistance
<tb> de <SEP> N
<tb> papier
<tb> 99, <SEP> 85 <SEP> 0,15 <SEP> 3, <SEP> 26 <SEP> 29
<tb> 97, <SEP> 85 <SEP> 0,15 <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 97 <SEP> 304
<tb> 66, <SEP> 85 <SEP> 0,15 <SEP> 33 <SEP> 2, <SEP> 67 <SEP> 274
<tb> 64, <SEP> 85 <SEP> 0,15 <SEP> 2 <SEP> 33 <SEP> 2, <SEP> 55 <SEP> 1205
<tb> 63 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 33 <SEP> 2,36 <SEP> 1735
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 
 EMI12.1 
 Ce tableau montre Ce tableau montre clairement que l'utilisation combinée d'un hydroxyde d'un métal alcalino-terreux et de fibres,

   en particulier en présence d'humidité permet d'obtenir des produits agglomérés présentant une résistance à la compression plus importante que celle d'un produit aggloméré 
 EMI12.2 
 contenant à titre de liant soit des fibres, soit du Ca (OH) 2. ego.

Claims

REVENDICATIONS 1. Produit aggloméré à base de dérivés métallurgiques caractérisé en ce qu'il contient en outre des fibres et un hydroxyde d'un métal alcalino-terreux.
2. Produit aggloméré suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient moins de 75 % en poids d'hydroxyde de métal alcalino-terreux.
3. Produit aggloméré suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il contient de 0,5 à 20 % en poids d'hydroxyde de métal alcalino-terreux.
4. Produit aggloméré suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il contient d'environ 10 à 20 % en poids, de préférence environ 10 % en poids, d'hydroxyde de métal alcalino-terreux.
5. Produit aggloméré suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend moins de 20 % en poids, de préférence de 0,5 à 10 % en poids de fibres.
6. Produit aggloméré suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il contient de 2 à 10 % en poids de fibres.
7. Produit aggloméré suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient en outre de l'eau, la teneur en humidité du produit aggloméré étant de préférence inférieure à 20 %. <Desc/Clms Page number 14>
8. Produit aggloméré suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la teneur en humidité est comprise entre 5 et 10 %.
9. Produit aggloméré suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hydroxyde de métal alcalino-terreux est l'hydroxyde de calcium.
10. Produit aggloméré suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'hydroxyde de calcium est combiné à un oxyde ou à un hydroxyde de métal alcalino-terreux.
11. Produit aggloméré suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'hydroxyde de calcium se présente sous la forme Ca (OH) . MgO ou Ca (OH)-. Mg (OH)-.
12. Produit aggloméré suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient environ 2,5 % de fibres, et environ 10 % de EMI14.1 Ca (OH) 2, Ca (OH) 2. Mg (OH) 2 et/ou Ca (OH) 2MgO, ce dernier étant calculé sous forme de Ca (OH)-.
13. Procédé de préparation d'un produit aggloméré suivant l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on prépare un mélange de poussières métallurgiques, de fibres et d'hydroxyde d'un métal alcalino-terreux et dans lequel on soumet ledit mélange à une compression.
14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'on prépare ledit mélange en mélangeant 10 parts en poids de poussières métallurgiques avec moins de 3 parts en poids d'hydroxyde de métal a : =alino-terr3ux et moins d'une part en poids de fibres. <Desc/Clms Page number 15>
15. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'on prépare ledit mélange en mélangeant une boue contenant des poussières métallurgiques avec des fibres et un oxyde de métal alcalino-terreux.
16. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la teneur en humidité du mélange est ajustée à une valeur inférieure à 20 %, de préférence à 10 %.
17. Procédé suivant la revendication 15, caractérisé en ce que l'oxyde de métal alcalino-terreux est choisi parmi le CaO ou le CaO-MgO.