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"Procédé de fabrication d'agrégats pastillés et appareillage pour la mise en oeuvre d'un tel procédé".
La présente invention a trait à un procédé de fabrication d'agrégats pastillés, elle concerne, également un four et un appareillage pour la mise en oeuvre d'un tel procédé.
On connaît un procédé permettant d'obtenir des pastilles dures, chimiquement inertes, par pastillage d'un mélange de cendres légères et d'un liant ou fondant et calcination des pastilles ainsi obtenues dans un four rotatif.
Suivant ce prooédé, le four est chauffé, à par- tir de son extrémité de déchargement, et les pastilles sont soumises à une température croissant au fur et à mesure de leur progression dans ce four, la température de oaloination étant celle régnant à ladite extrémité de déchargement du four.
Les pastilles ainsi traitées subissent une désin- tégration importante, se traduisant par la production
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d'une quantité appréciable de poussière, au cours de leur déplaoement dans le four. Une telle désintégration se manifeste, également, lorsque les pastilles brutes sont obtenues à partir d'autres matériaux finement divisé, tels que du sable fin.
La présente invention permet d'obtenir des agrégats pastillés dura et chimiquement inertes, en évi- tant leur frittage, en soumettant des pastilles brutes d'un matériau finement divisé à la caloination, ces pas-'. tilles brutes étant soumises à la température de calci- nation dès le début de leur traitement thermique.
L'usage d'un gradient de température croissant est donc éliminé par l'invention.
Parmi les nombreux liants susceptibles d'être utilisés, on peut citer le ligno-sulfonate calcique (qui, mélangé à l'eau, constitue ce que l'on désigne, générale- ment, sous le nom de lessive sulfitique), le charbon et/ ou le coke pulvérisé, le sucre, les mélasses, les agglo- mérants et noyaux et le goudron et/ou des fondants tels que les sels et oxydés métalliques de sodium, potassium ou calcium et autres métaux. Des charges, telles que le silicate d'aluminium brut, connu sous le nom commercial de Bentonite, peuvent être ajoutées en vue de donner du corps et de la résistance aux pastilles.
Le traitement thermique sera, de préférence, exécuté en atmosphère réductrice et à une température qui dépendra de la constitution chimique et physique des pas- tilles brutes sans être pratiquement inférieure à 800 C.
L'usage d'une température aussi élevée que possible est avantageux en ce sens que le temps de séjour des pastille dans le four en vue de leur traitement adéquat se trouve réduit et, à ce point de vue, une température de 1200 C s'est avérée convenable. La limite supérieure de tempéra-
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ture est celle à laquelle les pastilles commencent à s'agglutiner.
La durée du séjour dans le four varie, égale- ment, suivant la constitution des pastilles, et pour une constitution donnée, suivant la température choisie, un accroissement de la température réduisant le temps de séjour et vice-versa* En pratiqua, la durée du séjour varie, généralement, entre 8 et 25 minutes* Il a été constaté que, pour une durée de séjour prédéterminée, la mise en oeuvre de la présente invention permet d'obtenir des patilles dures, chimiquement inertes, avec une température inférieure à celle utilisée jusqu' alors. Outre qu'elle évite la formation de poussière, la présente invention permet, donc, une économie importante sur le combustible utilisé pour le traitement thermique.
Le procédé conforme à la présente invention ne nécessitant pas que les pastilles progressent dans le four soient soumises à un gradient croissant de tem- pérature, ce four peut être chauffé par son extrémité de chargement et ce mode de chauffage est qualifie de chauffage direct en vue de le distinguer de celui s'effec- tuant par l'extrémité opposée à la précédente dans les méthodes antérieures et qui peut Atre qualifia de chauf- fage inverse.
Lorsque l'on utilise le chauffage direct, les pastilles durcies et les gaz dégagés sont évacués par la. même extrémité du four, de telle sorte que le courant des gaz dégagea peut être utilisé en vue de provoquer un écou- lement d'air froid sur les pastilles déchargeas et de, faciliter ainsi leur refroidissement. Un four utilisan le chauffage direct présentera de préférence, une long @ur égale à cinq fois son diamètre*
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On se référera., maintenant, à l'unique figure annexée représentant, schématiquement, un four rotatif convenant particulièrement à la mise en oeuvre du procédé selon la présente, .invention.
Le four représenté comprend un cylindre rotatif
1 doublé, intérieurement.' d'une garniture réfractaire et présentant des ouvertures d'accès 3,4, chacune à l'une des extrémités de ce cylindre. L'extrémité de ce cylindre présentant l'ouverture 3, et qui est désignée dans ce qui suit comme extrémité d'admission, est élevée de 3 par rapport à l'horizontale et une goulotte 5 est insérée dans ladite ouverture 3 de l'extrémité d'admission en vue 'd'alimenter le four en pastilles brutes.
La goulotte traverse un capot 6 protégeant l'ouverture 3 et supportant un brûleur 7 faisant saillie à l'intérieur du four et traversant cette ouverture 3.
L'extrémité de sortie est, également, fermée par un capot 8 pourvu d'une ouverture 9 pour le déchargement des pas- tilles et d'une oheminée 10 s'étendant, verticalement, à partir de sa paroi supérieure.
En fonotionnement, les pastilles brutes sont introduites dans le four à la base de la goulotte et tra-, versent ce four en direction de sa partie basse, en raison de la rotation et de l'inclinaison de celui-ci, pour être déchargées, en même temps que les gaz dégagés, à travers le capot 8.
Les pastilles tombent par l'ouverture 9 et les gaz s'échappent par la cheminée en entraînant de l'air frais admis par l'ouverture 9 précitée et dont le courant vient lécher les pastilles émanant de l'ouverture 4 du four afin de faciliter leur refroidissement.
Le four peut être combiné avec un appareil pro- .duisant des pastilles brutes.
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Dans ce but, et ainsi que le représente le ' dessin, le four est surmonté d'un bac 11 contenant le matériau devant être pastillé et qui alimente, par l'in- termédiaire d'une trémie 12 dont il est pourvu, une pas.- tilleuse 13 déversant les pastilles brutes sur un oon- voyeur à bande sans fin 14.
Ce convoyeur achemine les pastilles brutes à l'extrémité d'entrée du four où. elles tombent dans la goulotte.
'Un four tel que celui représenté sur le dessin peut avoir une longueur nominale de $ m et un diamètre intérieur de 1 m, ce qui donne un volume d'environ 4 m3 dont 10% sont destinés à être occupés par les pastilles brutes* Le four peut ainsi recevoir 340 kg de pastilles brutes ayant une densité apparente de 800 g/dm3.
La durée du séjour des pastilles brutes dans le four est liée à la vitesse de rotation de celui-ci par la formule!
EMI5.1
dans laquelle!
K = constante # = angle naturel de repos des pastilles, en degrés # = angle d'inclinaison du four, en degrés
S = vitesse de rotation, en tours par minute
L = longueur du four en mètres
D = diamètre intérieur du four, en mètres
Oette formule a été établie par l'United States Bureau of Mines et a été publiée dans le Taggarts Handbook of Minéral Dressing.
La constante K est déterminée empiriquement et sa valeur pour un four à faces parallèles tel que montré par le dessin annexé est 1,77 avec une valeur de 40 pour
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0 et de 3 pour/. Avec ces valeurs, la durée de séjour des pastilles dans le four pour différentes vitesses de rotation de celui-ci prend les valeurs suivantes:
EMI6.1
<tb> Vitesse <SEP> de <SEP> rotation <SEP> Temps <SEP> de <SEP> séjour
<tb>
<tb> en <SEP> tours/minute
<tb>
<tb> 3 <SEP> 7 <SEP> minutes
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 10 <SEP> minutes
<tb>
<tb> 1 <SEP> 20 <SEP> minutes
<tb>
Le temps de séjour nécessaire pour le traitement ! de pastilles de cendres volatiles brutes ayant une densi- té apparente de 800 g/dm3 à la température de 1.200 C sera de;20 minutes environ. Le four présentant les carac- téristiques indiquées plus haut sera donc réglé pour tourne à une vitesse légèrement supérieure à 1 tour à la minute.
De ce qui précède, il résulte clairement que le tempa de séjour peut être modifié en agissant, simple- ) ment sur la vitesse de rotation du four. La température de calcination ne régnant pas dans la totalité du four, on comprendra que la durée de séjour des pastilles dans celui-ci est supérieure à celle pendantlaquelle ces pas- tilles sont soumises à cette température de calcination.
Le volume d'un four à chauffage direct réalisé suivant l'invention est beaucoup moine important que ce- lui d'un four chauffage inverse de la technique anté- rieure.
Pratiquement, les dimensions du four peuvent être réduites de telle aorte que celui-ci puisse être installé sur les'lieux marnes d'utilisation des pastilles.
Il devient, également, possible de déplacer le four et la pastilleuse pour les amener à l'emplacement où ils doivent être utilisés.
On comprendra que l'utilisation d'un four à chauffage direct, ou même d'un four quelconque, n'est
L
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pas indispensable pour la mise en oeuvre de l'invention.
Les pastilles brutes peuvent former une couche, mobile ou stationnaire, le long ou à travers de laquelle on fait cirouler les gaz de chauffage à l'aide d'un dispositif approprié.
Un exemple de mise en oeuvre de l'invention à l'aide d'un four rotatif à chauffage direct est donné ci-dessous
Les pastilles brutes sont constituées par des cendres volatiles arrosées d'eau additionnée de ligno- sulfonate calcique, par pulvérisation, pendant le pastil- lage de telle sorte que leur teneur en ligno-sulfonate soit en moyenne de 1 à 1,5% et que leur teneur en eau soit en moyenne de 12%. Les caractéristiques du four uti'- lisé et les conditions de traitement des pastilles brutes sont 'les suivantes: - Caractéristiques du fours
EMI7.1
<tb> Longue? <SEP> 6 <SEP> m
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> intérieur <SEP> 1 <SEP> m
<tb>
<tb> Inclinaison <SEP> 3
<tb>
Vitesse de rotation 1 tour à la minute - Caractéristiques des pastilles:
Densité apparente des pastilles brutes .-
960 g/dm3
Densité apparente des pastilles traitées
673 à 720 g/dm3 -Conditions de traitement des pastilles brutes:
Temps de séjour dans le four 20 minutes
Température de caloination 1.200 (masure effectuée à l'aide d'un pyromètre optique)
Atmosphère réductrice 00
La perte de poids totale subie par les pasti@@es brutes au cours du traitement a été, pratiquement,de @%
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y compris la perte 'J'humidité et la "mortalité" apparente des pastilles a été de 7%.
Cette "mortalité" a été la conséquence d'une fragmentation de pastilles et non d'une transformation de pastilles en poussière dans le four.
Les températures dont il est fait mention dans la présente description ont été relevées à l'aide d'un pyromètre optique et il est possible que des mesures effectuées par des moyens différents donnent d'autres résultats.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède mais elle com- prend, au contraire, toutes les variantes à la portée ,d'un homme de l'art.