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"SYSTEME DE JIG POUR LE TRAITEMENT DE SCORIES
D'ACIERIE"
La présente invention se rapporte au traitement de scories d'aciérie au moyen d'un système de jig (crible vibrant densimétrique) en vue de récupérer la fraction métallique sans altération des propriétés physiques tant des concentrés métalliques que de l'agrégat résiduel.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
La production d'acier génère un résidu appelé scories. Ce sous-produit est formé par les additifs ajoutés pendant la fonte, tels que de la chaux, du fondant, etc., des impuretés provenant de la matière première et une quantité limités de métal retenu dans les scories.
Le traitement de résidus de la production de l'acier est nécessaire pour éviter le stockage et d'autres problèmes environnementaux. La faisabilité du traitement des scories dépend de la teneur en métal des scories, du coût de récupération d'une quantité maximale de métal et de la capacité de rejet des agrégats résiduels d'une manière profitable.
Etant donné que l'on produit de plus en plus d'acier à partir de rebuts, le métal récupéré dans les scories devient une source de matière première valorisable pour les producteurs d'acier. Des technologies de récupération existantes comprennent le criblage et la séparation magnétique ou le broyage fin et la récupération par séparation physique.
La récupération par des moyens magnétiques est un procédé simple et économique, qui permet aussi d'utiliser le produit résiduel comme agrégat en génie civil. Toutefois, le taux de récupération est faible; la teneur en métal dans les concentrés récupérés (0 à 20 mm) est en moyenne de 50% et la qualité de l'agrégat n'est pas conforme aux normes établies.
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Le procédé de broyage par voie humide permet un plus grand taux de récupération (la plupart du temps 99,5%) du métal dans les scories. Le rendement de concentré métallique est en général d'environ 90 à 92%. Il produit toutefois un agrégat humide très fin. Il s'agit d'un procédé coûteux, car il faut broyer 100% des scories à un diamètre de moins de 6 mm. Ensuite, le rejet de l'agrégat final est limité, car il est humide, et aussi parce qu'il s'agit d'un produit très fin.
Il existe dès lors, dans le traitement de scories, un besoin de récupération d'un maximum de métal en conservant les caractéristiques de l'agrégat, et en permettant un rejet et une commercialisation aisés.
On connaît bien des systèmes de jig pour séparer des matières à haute densité de matières à basse densité. La préparation de charbon, l'enrichissement de minerai et parfois le recyclage de matières valorisables comportent souvent un processus de criblage densimétrique en tant qu'étape de séparation dans leur schéma fonctionnel. En outre, le système de jig peut être combiné à une large plage d'autres procédés de séparation pour cette application particulière.
Le principal objet de l'invention consiste à maximaliser la récupération de métal et à produire un agrégat aisément commercialisable, à un prix compétitif par tonne de produit traité.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention est basée sur le concassage des scories à un calibre correspondant à l'usage général en génie civil (moins de 20 mm).
Les scories sont alors divisées en deux fractions : de 2 mm et de 2 à 20 mm.
La fraction de 2 à 20 mm est envoyée à un système de jig.
Le système est conçu avec un orifice de décharge pour l'évacuation du concentré métallique et un pour l'évacuation des mixtes. L'agrégat résiduel est évacué au bout du jig comme produit léger.
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La fraction de moins de 2 mm est envoyée à une étape d'épuration des fines, qui comprend une étape de concentration, un broyeur à boulets et deux vis d'égouttage.
L'étape de concentration peut être un procédé de séparation par gravité et/ou de séparation magnétique. On peut utiliser des séparateurs à courant ascendant, des séparateurs à vis sans fin, des cribles à fines conventionnels ou centrifuges, des tables à secousses, des aimants à grande et faible intensité.
Le résultat du procédé est un métal épuré (plus de 95% de teneur en métal dans la fraction de 0 à 20 mm), un agrégat propre à très faible teneur en métal dans la fraction de 1,5 à 20 mm et un sable de 0 à 2 mm. Le métal est renvoyé à la production d'acier et l'agrégat peut être commercialisé comme pierraille routière pour travaux de génie civil.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La Figure 1 est un schéma fonctionnel de processus représentant le procédé selon l'invention.
La Figure 2 est un schéma fonctionnel de processus des étapes de séparation à sec du procédé selon l'invention, et
La Figure 3 est un schéma fonctionnel de processus des étapes de séparation par voie humide du procédé selon l'invention.
DESCRIPTION DES FORMES DE REALISATION PREFEREES
La description détaillée qui suit, donnée à titre d'exemple et qui ne vise pas à limiter l'invention à cette seule forme, est mieux comprise conjointement avec les dessins en annexe.
La forme de réalisation préférée de l'invention est similaire au procédé décrit aux Figures 1,2 et 3, qui comprend cinq étapes différentes :
Pré-criblage et classification
Les scories brutes sont concassées en différentes étapes
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en un produit d'un diamètre de moins de 20 mm. Selon l'imbrication des scories et du métal, les scories brutes doivent être broyées à un diamètre de moins de 10 mm. Diverses techniques connues telles que le concassage sélectif à percussion, le criblage, la séparation magnétique, le courant de Foucault et la séparation par induction ainsi que le criblage densimétrique à l'air peuvent préparer la charge en vue du procédé de séparation par voie humide en séparant les préconcentrés ou même le métal libre (Figure 2).
Les scories sont envoyées dans une trémie d'alimentation et transportées par convoyeur vers un crible de séparation par voie humide. Les scories sont classifiées en deux fractions, l'une d'un diamètre de moins de 2 mm et l'autre d'un diamètre de 2 à 20 mm.
Séparation de la fraction de plus de 2 mm
La fraction de 2 à 20 mm est envoyée dans le jig où elle est séparée en trois produits, un concentré de métal, les mixtes et l'agrégat.
Le concentré de métal représente le produit fini. Les mixtes sont renvoyés au broyeur afin de libérer le métal. L'agrégat est un produit commercialisable pour le génie civil.
Séparation de la fraction de moins de 2 mm
La fraction de fines est envoyée à un cyclone et, du cyclone, soit elle va directement à une étape de broyage, soit elle passe au procédé par gravité pour la fraction de sable des scories. On utilise alternativement des séparateurs à courant ascendant, des séparateurs à vis sans fin, des cribles à fines, des tables à secousses, et/ou des aimants de grande et faible intensité pour enrichir encore le métal et les mixtes. On sépare un produit léger sous forme de scories épurées, que l'on peut utiliser comme agrégats de sable. Le produits de fines métalliques est combiné avec le concentré provenant du jig grossier. Par suite de ce procédé par gravité, seuls les mixtes sont envoyés au processus de broyage pour gélifier le reste du métal libéré.
La Figure 3
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montre une alternative pour le traitement de la fraction de sable par deux processus densimétriques séparés, l'un pour le gros sable et l'autre pour le sable fin. Ce processus peut être nécessaire lorsque la matière est finement imbriquée et le broyage doit descendre jusqu'à par exemple 10 mm pour le procédé par voie humide.
Broyage et séparation des fines et des mixtes
Les mixtes produits dans la section à gravité pour les fines, ou alternativement toutes les fines, sont envoyés à un classificateur à vis, puis à un broyeur à boulets pour une étape de broyage sélectif. Le produit du broyeur à boulets est alors lavé et égoutté par deux classificateurs à vis.
Epaississement, égouttage et recyclage de l'eau
Toutes les fines non métalliques d'un diamètre de moins de 2 mm sont envoyées au circuit de traitement des fines et de récupération d'eau. Les boues sont clarifiées dans un épaississeur. L'écoulement inférieur de l'épaississeur, avec toutes les boues à haute teneur en solides, est séparé de l'eau dans un filtre à vide. L'écoulement supérieur de l'épaississeur alimente un réservoir d'eau de processus. La perte d'eau dans l'installation est compensée par un apport d'eau fraîche.
Si l'invention a été décrite ci-avant avec référence à des réalisations spécifiques, il sera évident pour un spécialiste en la matière qu'elle peut être modifiée et raffinée de diverses manières. Il est dès lors souhaitable de comprendre que l'invention ne doit pas être limitée à cet égard, excepté par les termes des revendications qui suivent.
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EMI6.1
Figure 1 screening = criblage oversize to recrushing = refus vers nouveau concassage sand process by gravity = traitement du sable par gravité jig gravity séparation = séparation par criblage densimétrique par gravité light product = produit léger heavy product = produit lourd middlings = mixtes recrushing = nouveau concassage screening = criblage grinding = broyage water to reuse at = eau à réutiliser dans classification = classification metal concentrate = concentré de métal water - fines treatment = traitement de l'eau - fines aggregate = agrégat alternatively = alternativement Figure 2 dry section = section à sec Séparation des préconcentrés et/ou production de métal brut purifié slag feed = charge de scories séparation par a), b), c) et/ou d)
impactor = broyeur à percussion screening = criblage feed to wet processing plant = alimentation de l'installation de traitement par voie humide a) séparation magnétique à faible intensité b) séparation magnétique à haute intensité c) séparation par courant de Foucault
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d) séparation par induction e) criblage à l'air métal (pre)concentrate = (pré)concentrés de métal
Figure 3 agrégat final et métal final (procédé par voie humide)
slag feed = charge de scories screening = criblage jig gravity separation = séparation par criblage densimétrique par gravité light product = produit léger middlings = mixtes recrushing by impactor = nouveau concassage au broyeur à percussion classification = classification fine sand gravity separation = séparation de sable fin par gravité coarse sand gravity séparation = séparation de gros sable par gravité selective grinding = broyage sélectif water to re-use = eau à réutiliser water-/fine treatment = traitement de l'eau/fines solids = solides aggregate = agrégat metal product = produit de métal