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Procédé de séparation de matériaux
La présente invention concerne un procédé simple de séparation de matériaux solides. Elle permet notamment de séparer économiquement et efficacement des déchets de matières plastiques différentes.
Dans de nombreux domaines industriels, il est utile de pouvoir séparer des matériaux de natures différentes. Ceci est en particulier vrai dans le domaine des matières plastiques, où les fabricants sont de plus en plus désireux de recycler des matériaux usagés en vue de les incorporer au moins partiellement dans de nouveaux articles. Le recyclage est particulièrement envisagé pour les articles de grande consommation, tels que les bouteilles et autres types d'emballages. A cet égard, notamment, un important problème à résoudre est la séparation du polychlorure de vinyle (PVC) et du polyéthylène téréphtalate (PET), deux matières plastiques couramment utilisées pour la fabrication de flacons et dont les densités fort voisines compliquent la séparation.
Cette séparation est rendue nécessaire par les exigences liées à la mise en oeuvre ultérieure des recyclats, telles que celle d'une compatibilité raisonnable et celle de températures de fusion pas trop éloignées. Le PVC et le PET sont précisément deux matières plastiques peu compatibles, dont la mise en oeuvre conjointe est à éviter. L'efficacité de la séparation est donc une exigence cruciale.
Il existe deux grands types de procédés de séparation : les procédés macroscopiques et les procédés sur particules. Les procédés macroscopiques sont des méthodes de séparation qui s'appliquent à des articles entiers ; à titre d'exemples de tels procédés, on peut citer ceux faisant usages de rayons X, de lumière polarisée ou de lumière infra-rouge. Ces procédés macroscopiques sont relativement efficaces, mais exigent un équipement coûteux (notamment des caméras numériques et des automates spécialisés), sont d'une mise en oeuvre délicate, et ne garantissent pas une séparation parfaite entre deux types de matériaux, de sorte qu'il est nécessaire, en pratique, de recourir ensuite à un procédé de séparation sur particules. En outre, ils ne permettent de traiter qu'un article à la fois.
Les procédés de séparation sur particules opèrent sur des fragments de petites dimensions (de l'ordre de quelques mm), généralement obtenus par
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broyage des articles à recycler. A titre d'exemples de tels procédés, on peut citer ceux basés sur des différences de densité (flottation, décantation, etc., éventuellement assistées par des surfactants ou autres adjuvants), ceux opérant par séparation électrostatique, et ceux opérant par dissolution sélective. Les premiers donnent cependant des résultats médiocres dans le cas de la séparation de PVC et de PET-autrement dit, la séparation est peu sélective-, car ces deux matières plastiques ont des densités fort proches.
En outre, ils conduisent souvent à la formation de résidus liquides contenant une proportion élevée d'adjuvants tels que solvants, surfactants, agents moussants, etc. Les procédés opérant par séparation électrostatiques nécessitent un appareillage spécifique, sont délicats à mettre en eouvre, et sont en outre peu reproductibles en raison de leur extrême sensibilité à divers paramètres tels que l'humidité de l'air. Dans les procédés opérant par dissolution sélective, au moins l'une des matières à séparer est dissoute dans un solvant adéquat. Dans ce dernier cas comme dans la plupart des procédés de séparation sur particules évoqués auparavant, les solvants ou autres adjuvants utilisés posent de nombreux problèmes, notamment au niveau de l'environnement et de la sécurité.
La présente invention vise dès lors à fournir un procédé de séparation de matériaux de natures différentes qui soit simple, économique, respectueux de l'environnement, sûr et efficace.
De manière plus précise, l'invention concerne un procédé de séparation de matériaux solides de natures différentes, se présentant sous la forme de particules, selon lequel : (1) on forme dans un récipient un mélange d'un liquide, d'un gaz porteur dissous et des particules ; (2) on provoque la libération d'au moins une partie du gaz porteur afin d'en fixer au moins une partie sur les particules, sous la forme de bulles, de façon à ce qu'au moins la plupart des particules surnagent à la surface du liquide ; (3) on agit sur les bulles de manière à ce que les particules d'au moins une même nature coulent au fond du récipient ; (4) on récolte séparément les particules ayant coulé au fond du récipient et celles surnageant.
Les matériaux à séparer peuvent être de toute nature ; il peut notamment s'agir de matières plastiques. Par matière plastique, on entend
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désigner tout polymère, comprenant éventuellement un ou plusieurs additifs (pigments, lubrifiants, antioxydants,...) ou charges (carbonate de calcium. fibres de verre,...), ou tout mélange de tels polymères. Le procédé donne de bons résultats pour séparer les polymères du chlorure de vinyle, et en particulier le poly (chlorure de vinyle) lui-même (PVC), d'une ou plusieurs autres matières plastiques telles que notamment le polyéthylène téréphtalate (PET) et/ou le polystyrène (PS). Il donne d'excellents résultats lorsque les matériaux à séparer comprennent du PVC et du PET.
Le procédé permet également de séparer, notamment, deux matières plastiques à base de polymères de même structure chimique, mais dont la nature précise est différente, par exemple en raison de la présence d'additifs différents dans chacune d'elles. On peut ainsi séparer, par exemple, du PVC souple et du PVC rigide.
Par particules, on entend désigner des fragments de faibles dimensions. Si les matériaux à séparer ne se trouvent initialement pas sous le forme de particules, mais par exemple sous la forme d'articles entiers, tels que flacons, tuyaux, etc., ou de fragments de grandes dimensions, il convient de les transformer en particules au moyen de techniques connues telles que le broyage, le hachage, etc.
On préfère que les particules aient des dimensions moyennes inférieures à 16 mm. Par ailleurs, il est avantageux que la fraction des particules ayant des dimensions moyennes inférieures à 2.5 mm soit d'au plus 2 %. Il est également souhaitable, en vue d'accroître l'efficacité de la séparation, que les particules aient un rapport surface/volume comparable.
Ceci peut notamment s'obtenir en classifiant granulométriquement les particules, puis en soumettant chaque classe granulométrique à une classification aéraulique.
Le procédé de l'invention permet de séparer les particules traitées en deux catégories ; toutefois, ceci n'empêche nullement de soumettre au procédé de l'invention un mélange comprenant des particules de plus de deux natures différentes.
Le procédé de l'invention se déroule dans un liquide. Ce liquide peut être quelconque, pour autant que sa densité soit inférieure à celle d'au moins un des matériaux à séparer. Dans le cas ou au moins l'un des matériaux est une matière plastique courante telle que le PVC ou le PET, il est commode d'utiliser de l'eau. Ce choix est économique et avantageux
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sur les plans de l'environnement et de la sécurité, contrairement aux procédés dans lesquels on utilise des solvants, agents tensio-actifs, surfactants, etc. Dans le procédé de l'invention, en effet, l'utilisation de tels adjuvants n'est pas nécessaire. De préférence, le liquide utilisé pour mettre en oeuvre le procédé ne contient aucun tel adjuvant.
Le liquide est généralement disposé dans un récipient de taille et de résistances mécanique et chimique adéquates, qui sera par la suite qualifié de réacteur. Il est préférable que te réacteur soit tel que la surface libre du liquide soit importante ; on peut par exemple utiliser un réacteur cylindrique dont la hauteur soit inférieure au diamètre. Si l'on décide d'utiliser une variante du procédé dans laquelle le liquide doit être agité, ce réacteur sera muni des moyens d'agitation adéquats, par exemple d'une hélice. Si l'on décide d'utiliser une variante du procédé dans laquelle le liquide doit être chauffé, le réacteur sera muni de dispositifs de chauffage adéquats, par exemple de résistances électriques.
Si l'on décide d'utiliser une variante du procédé dans laquelle le liquide doit être soumis à un vide partiel ou à une surpression, le réacteur doit pouvoir être fermé de manière hermétique, et raccordé à un dispositif permettant d'ajuster avec précision la pression régnant à l'intérieur du réacteur.
Avantageusement, on introduit dans le réacteur une quantité de particules telle que leur volume n'excède pas environ 4 % du volume total du liquide et des particules.
L'introduction du liquide et des particules dans le réacteur ainsi que la dissolution du gaz porteur dans le liquide sont trois opérations qui peuvent se faire dans un ordre quelconque. Une ou plusieurs de ces opérations peuvent être effectuées en plusieurs phases. Ainsi, par exemple, on pourrait, sans s'écarter du procédé de l'invention, introduire d'abord dans le réacteur un liquide dans lequel aurait été préalablement dissoute une certaine quantité de gaz porteur, sans conduire à la saturation du liquide, puis disperser les particules dans le liquide, et continuer ensuite à dissoudre du gaz porteur dans le liquide jusqu'à l'en saturer.
Selon une autre variante, on pourrait commencer par introduire dans le réacteur un liquide ne contenant aucun gaz dissous, puis y disperser les particules, et ensuite ajouter une certaine quantité de liquide contenant une certaine quantité de gaz porteur dissous.
On préfère que le gaz porteur soit dissous dans le liquide après que
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les particules aient été dispersées dans le liquide.
A titre de gaz porteur, on peut notamment utiliser de l'air, de l'oxy-
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gène ou du gaz carbonique (clou encore un mélange de tels gaz. Le CI 2), CO est préféré. Le gaz ou mélange de gaz utilisé doit être adapté aux matériaux à séparer ; en particulier, il doit présenter vis-à-vis de ceux-ci une affinité suffisante. En outre, il est préférable que cette affinité soit sélective, c'est-à-dire que l'affinité d'au moins un des matériaux doit être suffisamment différente de celles des autres pour que leur séparation puisse être réalisée efficacement.
Comme indiqué ci-dessus, la dissolution du gaz porteur dans le liquide peut se faire avant ou après avoir introduit le liquide dans le réacteur.
Lorsqu'elle se fait dans le réacteur, elle peut notamment se faire en insufflant le gaz dans le liquide au travers d'une plaque de métal fritté disposée au bas du réacteur. Une autre méthode de dissolution consiste à dissoudre dans le liquide un produit approprié libérant aisément le gaz voulu. Ainsi, par exemple, du C02 peut être obtenu par la dissolution de bicarbonate de sodium.
Dans une 2ème étape du procédé, on provoque la libération d'au moins une partie du gaz porteur, par exemple en agitant et/ou en chauffant le liquide. On préfère la provoquer en agitant le liquide. Cette notion d'agitation doit se comprendre au sens large, comme englobant toute situation où un cisaillement est imposé au mélange. Un tel cisaillement peut être obtenu non seulement au moyen d'un agitateur classique tel qu'une hélice ou un rateau tournant, mais encore notamment au moyen d'ultrasons, d'un hydrocyclone, ou même d'un simple étranglement dans un tuyau.
Cette dernière variante est particulièrement intéressante dans le cas de la réalisation en continu du procédé de l'invention. La durée et les autres paramètres de cette 2ème étape dépendent de plusieurs éléments tels que le volume de liquide. Dans chaque cas particulier, ces paramètres peuvent aisément être optimisés par quelques expériences simples.
Les natures et les proportions du gaz et du liquide sont de préférence choisis de telle façon qu'à l'issue de cette étape de libération du gaz, une ou plusieurs bulles de gaz soient fixées à chacune des particules à séparer, de sorte qu'au moins la plupart d'entre elles flottent à la surface du liquide.
De préférence, ces choix sont tels que toutes les particules flottent à la surface du liquide.
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La quantité de gaz porteur dissous dans le liquide doit être suffisante pour que la 2ème étape décrite ci-dessus ait bien comme résultat de faire flotter au moins la plupart des particules à la surface du liquide. Selon une variante avantageuse du procédé, la quantité de gaz porteur dissous dans le liquide est telle qu'avant de procéder à la libération de gaz porteur (2ème étape), le liquide est saturé en gaz porteur.
Dans une 3ème étape, on agit sur les bulles de manière à ce que les particules d'au moins une même nature coulent au fond du récipient.
Comme exposé précédemment, on peut appliquer le procédé de l'invention à un mélange de plus de deux matériaux : à titre d'exemple, si le mélange comprend 5 matériaux de natures différentes, il est possible que la 3ème étape conduise à faire couler au fond du récipient 2 de ces 5 matériaux.
Selon une première variante de cette 3ème étape, on fait couler les particules d'au moins une même nature au fond du récipient en provoquant le détachement sélectif d'au moins la plupart des bulles de gaz fixées sur ces particules. La sélectivité de cette opération, et par conséquent l'efficacité de la séparation, dépendra notamment des différences d'affinité entre le gaz porteur et chacun des matériaux présents.
Ce détachement sélectif peut notamment se réaliser sous l'effet d'une légère agitation ou sous l'effet d'un vide partiel. On préfère le provoquer en agitant légèrement le liquide. Dans le cas d'une agitation, celle-ci doit être suffisamment modérée pour ne pas détacher les bulles de gaz de toutes les particules présentes. Dans chaque cas particulier, les paramètres de l'agitation peuvent aisément être optimisés par quelques expériences simples.
Dans le cas d'un vide partiel, une légère dépression est généralement suffisante.
La conséquence de ce détachement sélectif est que les particules constituées d'un matériau dont l'affinité pour le gaz porteur utilisé est faible seront débarrassées de leurs bulles et tomberont au fond du réacteur sous l'effet de la pesanteur.
Selon une seconde variante de cette 3ème étape, on fait couler les particules d'au moins une même nature au fond du récipient en modifiant la taille des bulles de gaz fixées aux particules. Cette modification de taille peut notamment se faire en augmentant ou en réduisant légèrement la
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pression régnant à l'intérieur du réacteur, ou encore en agissant sur la Zn ZD
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température du liquide. On préfère toutefois agir sur la pression. Dans chaque cas particulier, les paramètres de ces opérations peuvent aisément être optimisés par quelques expériences simples. La modification de la taille des particules aura pour conséquence de modifier la densité apparente de chaque ensemble particule/bulles, et permettra ainsi de séparer des matériaux dont les densités sont très voisines.
Après ces étapes, il suffira de récolter séparément les particules ayant coulé au fond du réacteur et celles surnageant. Avantageusement, on récoltera dans un premier temps les particules surnageant, par exemple au moyen d'un orifice pratiqué dans la paroi du réacteur au niveau de la surface du liquide, par lequel on recueillera délicatement le liquide de surface et les particules qui y flottent, sans provoquer une agitation notable du liquide.
Afin d'améliorer l'efficacité du procédé décrit ci-dessus, il est préférable d'utiliser des particules relativement propres, ou tout au moins exemptes de salissures modifiant leur affinité vis-à-vis du gaz porteur utilisé, telles que des résidus de liquides gras ou de détergents, des lambeaux d'étiquettes, etc. Selon une variante avantageuse, le procédé décrit ci-dessus est dès lors précédé d'une étape de lavage des particules.
Une façon simple de procéder à ce lavage consiste à faire séjourner les particules dans de l'eau chaude, de préférence agitée. Avantageusement, l'eau utilisée pour ce lavage provient d'un cycle de séparation antérieur, tel que décrit ci-dessus. Dans le cas où le détachement sélectif du gaz a été obtenu par un chauffage du liquide, on exploite ainsi une seconde fois l'énergie consacrée à ce chauffage.
Le procédé de l'invention peut s'effectuer aussi bien en discontinu qu'en continu. Si on l'effectue en continu, il faudra utiliser un appareillage conçu à cet effet, conformément aux connaissances générales de l'homme du métier en ce qui concerne les étapes opératoires décrites ci-dessus telles que la dissolution d'un gaz porteur dans le liquide, la libération de ce gaz, etc. On pourra notamment utiliser une suite de plusieurs réacteurs interconnectés par des tuyauteries, dans chacun desquels se déroulent une ou plusieurs des étapes susmentionnées, les particules passant de l'une à l'autre à une vitesse adéquate.
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Material separation process
The present invention relates to a simple method for separating solid materials. In particular, it makes it possible to economically and efficiently separate waste from different plastics.
In many industrial fields, it is useful to be able to separate materials of different natures. This is particularly true in the field of plastics, where manufacturers are more and more eager to recycle used materials with a view to incorporating them at least partially in new articles. Recycling is particularly envisaged for consumer goods, such as bottles and other types of packaging. In this regard, in particular, an important problem to be resolved is the separation of polyvinyl chloride (PVC) and polyethylene terephthalate (PET), two plastics commonly used for the manufacture of bottles and whose densities very close complicate the separation.
This separation is made necessary by the requirements linked to the subsequent use of recyclates, such as that of reasonable compatibility and that of melting temperatures not too far apart. PVC and PET are precisely two poorly compatible plastics, the joint use of which is to be avoided. The efficiency of separation is therefore a crucial requirement.
There are two main types of separation processes: macroscopic processes and particle processes. Macroscopic processes are separation methods that apply to whole articles; as examples of such processes, mention may be made of those making use of x-rays, polarized light or infrared light. These macroscopic processes are relatively effective, but require expensive equipment (in particular digital cameras and specialized automata), are difficult to implement, and do not guarantee a perfect separation between two types of material, so that it it is necessary, in practice, to then resort to a separation process on particles. In addition, they only allow one item to be processed at a time.
Particle separation processes operate on fragments of small dimensions (of the order of a few mm), generally obtained by
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grinding of the articles to be recycled. Examples of such processes include those based on density differences (flotation, decantation, etc., possibly assisted by surfactants or other adjuvants), those operating by electrostatic separation, and those operating by selective dissolution. The former, however, give mediocre results in the case of the separation of PVC and PET - in other words, the separation is not very selective - because these two plastics have densities very close.
In addition, they often lead to the formation of liquid residues containing a high proportion of adjuvants such as solvents, surfactants, foaming agents, etc. The processes operating by electrostatic separation require specific equipment, are difficult to carry out, and are also not very reproducible due to their extreme sensitivity to various parameters such as air humidity. In the processes operating by selective dissolution, at least one of the materials to be separated is dissolved in a suitable solvent. In the latter case, as in most of the particle separation processes mentioned above, the solvents or other adjuvants used pose numerous problems, in particular with regard to the environment and safety.
The present invention therefore aims to provide a method of separating materials of different natures which is simple, economical, environmentally friendly, safe and effective.
More specifically, the invention relates to a process for separating solid materials of different natures, in the form of particles, according to which: (1) a mixture of a liquid and a gas is formed in a container dissolved carrier and particles; (2) at least a part of the carrier gas is released in order to fix at least a part of it on the particles, in the form of bubbles, so that at least most of the particles float on the liquid surface; (3) the bubbles are acted on so that particles of at least one same type flow to the bottom of the container; (4) the particles having flowed to the bottom of the container and those supernatant are collected separately.
The materials to be separated can be of any kind; it can in particular be plastics. By plastic, we mean
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designate any polymer, optionally comprising one or more additives (pigments, lubricants, antioxidants, etc.) or fillers (calcium carbonate, glass fibers, etc.), or any mixture of such polymers. The process gives good results for separating the polymers from vinyl chloride, and in particular the poly (vinyl chloride) itself (PVC), from one or more other plastics such as in particular polyethylene terephthalate (PET) and / or polystyrene (PS). It gives excellent results when the materials to be separated include PVC and PET.
The method also makes it possible to separate, in particular, two plastics based on polymers of the same chemical structure, but whose precise nature is different, for example due to the presence of different additives in each of them. It is thus possible to separate, for example, flexible PVC and rigid PVC.
The term “particles” is intended to denote fragments of small dimensions. If the materials to be separated are not initially in the form of particles, but for example in the form of whole articles, such as flasks, pipes, etc., or large fragments, they should be transformed into particles using known techniques such as grinding, chopping, etc.
It is preferred that the particles have average dimensions less than 16 mm. Furthermore, it is advantageous that the fraction of the particles having average dimensions less than 2.5 mm is at most 2%. It is also desirable, in order to increase the efficiency of the separation, that the particles have a comparable surface / volume ratio.
This can in particular be obtained by classifying the particle size distribution, then by subjecting each particle size class to an air classification.
The method of the invention makes it possible to separate the treated particles into two categories; however, this in no way prevents the mixture of particles of more than two different natures from being subjected to the process of the invention.
The process of the invention takes place in a liquid. This liquid can be arbitrary, provided that its density is less than that of at least one of the materials to be separated. In the case where at least one of the materials is a common plastic material such as PVC or PET, it is convenient to use water. This choice is economical and advantageous
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in terms of the environment and safety, unlike the processes in which solvents, surfactants, surfactants, etc. are used. In the process of the invention, in fact, the use of such adjuvants is not necessary. Preferably, the liquid used to carry out the process does not contain any such adjuvant.
The liquid is generally placed in a container of adequate size and mechanical and chemical resistance, which will subsequently be called a reactor. It is preferable that the reactor is such that the free surface of the liquid is large; one can for example use a cylindrical reactor whose height is less than the diameter. If it is decided to use a variant of the process in which the liquid is to be stirred, this reactor will be provided with suitable stirring means, for example a propeller. If it is decided to use a variant of the process in which the liquid is to be heated, the reactor will be provided with suitable heating devices, for example electrical resistances.
If it is decided to use a variant of the process in which the liquid must be subjected to a partial vacuum or an overpressure, the reactor must be able to be hermetically closed, and connected to a device making it possible to precisely adjust the pressure prevailing inside the reactor.
Advantageously, a quantity of particles is introduced into the reactor such that their volume does not exceed approximately 4% of the total volume of the liquid and of the particles.
The introduction of the liquid and the particles into the reactor as well as the dissolution of the carrier gas in the liquid are three operations which can be carried out in any order. One or more of these operations can be carried out in several phases. Thus, for example, without departing from the process of the invention, one could first introduce into the reactor a liquid in which a certain amount of carrier gas would have been previously dissolved, without leading to saturation of the liquid, then disperse the particles in the liquid, and then continue to dissolve carrier gas in the liquid until saturated.
According to another variant, one could start by introducing into the reactor a liquid containing no dissolved gas, then disperse the particles therein, and then add a certain quantity of liquid containing a certain quantity of dissolved carrier gas.
It is preferred that the carrier gas be dissolved in the liquid after
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the particles have been dispersed in the liquid.
As carrier gas, it is possible in particular to use air, oxy-
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gene or carbon dioxide (further nail a mixture of such gases. CI 2), CO is preferred. The gas or gas mixture used must be suitable for the materials to be separated; in particular, it must have a sufficient affinity towards them. In addition, it is preferable that this affinity is selective, that is to say that the affinity of at least one of the materials must be sufficiently different from those of the others so that their separation can be carried out effectively.
As indicated above, the dissolution of the carrier gas in the liquid can be done before or after having introduced the liquid into the reactor.
When it is done in the reactor, it can in particular be done by blowing the gas into the liquid through a sintered metal plate placed at the bottom of the reactor. Another method of dissolution consists in dissolving in the liquid an appropriate product which easily releases the desired gas. Thus, for example, CO2 can be obtained by dissolving sodium bicarbonate.
In a 2nd step of the process, the release of at least part of the carrier gas is caused, for example by stirring and / or by heating the liquid. We prefer to cause it by agitating the liquid. This notion of agitation must be understood in the broadest sense, as encompassing any situation where shear is imposed on the mixture. Such shearing can be obtained not only by means of a conventional agitator such as a propeller or a rotating rake, but also in particular by means of ultrasound, a hydrocyclone, or even a simple constriction in a pipe.
This latter variant is particularly advantageous in the case of continuously carrying out the process of the invention. The duration and other parameters of this 2nd stage depend on several elements such as the volume of liquid. In each particular case, these parameters can easily be optimized by a few simple experiments.
The natures and the proportions of the gas and of the liquid are preferably chosen in such a way that at the end of this gas release stage, one or more gas bubbles are fixed to each of the particles to be separated, so that at least most of them float on the surface of the liquid.
Preferably, these choices are such that all of the particles float on the surface of the liquid.
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The amount of carrier gas dissolved in the liquid must be sufficient for the 2nd step described above to have the result of causing at least most of the particles to float on the surface of the liquid. According to an advantageous variant of the method, the amount of carrier gas dissolved in the liquid is such that before proceeding with the release of carrier gas (2nd step), the liquid is saturated with carrier gas.
In a 3rd step, the bubbles are acted on so that the particles of at least one same type sink to the bottom of the container.
As explained above, the process of the invention can be applied to a mixture of more than two materials: for example, if the mixture comprises 5 materials of different natures, it is possible that the 3rd step leads to pouring in the bottom of container 2 of these 5 materials.
According to a first variant of this 3rd step, particles of at least the same kind are poured into the bottom of the container, causing the selective detachment of at least most of the gas bubbles fixed on these particles. The selectivity of this operation, and consequently the efficiency of the separation, will depend in particular on the differences in affinity between the carrier gas and each of the materials present.
This selective detachment can in particular be carried out under the effect of slight agitation or under the effect of a partial vacuum. It is preferable to cause it by slightly agitating the liquid. In the case of stirring, this must be moderate enough not to detach the gas bubbles from all the particles present. In each particular case, the agitation parameters can easily be optimized by a few simple experiments.
In the case of a partial vacuum, a slight depression is generally sufficient.
The consequence of this selective detachment is that the particles made of a material whose affinity for the carrier gas used is low will be rid of their bubbles and will fall to the bottom of the reactor under the effect of gravity.
According to a second variant of this 3rd step, particles of at least one same nature are poured into the bottom of the container by modifying the size of the gas bubbles attached to the particles. This change in size can in particular be done by increasing or slightly reducing the
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pressure prevailing inside the reactor, or by acting on the Zn ZD
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liquid temperature. However, we prefer to act on pressure. In each particular case, the parameters of these operations can easily be optimized by a few simple experiments. The modification of the size of the particles will have the consequence of modifying the apparent density of each particle / bubble assembly, and will thus make it possible to separate materials whose densities are very close.
After these steps, it will suffice to collect separately the particles having flowed to the bottom of the reactor and those supernatant. Advantageously, the supernatant particles will first be collected, for example by means of an orifice made in the wall of the reactor at the level of the surface of the liquid, by which the surface liquid and the particles which float there will be gently collected, without causing appreciable agitation of the liquid.
In order to improve the efficiency of the process described above, it is preferable to use particles which are relatively clean, or at least free from soiling, which modifies their affinity with respect to the carrier gas used, such as oily liquids or detergents, tattered labels, etc. According to an advantageous variant, the process described above is therefore preceded by a step of washing the particles.
A simple way to do this washing is to soak the particles in hot water, preferably stirred. Advantageously, the water used for this washing comes from an earlier separation cycle, as described above. In the case where the selective detachment of the gas has been obtained by heating the liquid, the energy devoted to this heating is thus exploited a second time.
The process of the invention can be carried out both discontinuously and continuously. If it is carried out continuously, it will be necessary to use an apparatus designed for this purpose, in accordance with the general knowledge of those skilled in the art with regard to the operating steps described above such as the dissolution of a carrier gas in the liquid, the release of this gas, etc. One could in particular use a series of several reactors interconnected by pipes, in each of which one or more of the abovementioned stages take place, the particles passing from one to the other at an adequate speed.